第六届苏北数学建模联赛历真题B题 纯净水安全监控问题模糊模型建立

第六届苏北数学建模联赛历真题B题 纯净水安全监控问题模糊模型建立
第六届苏北数学建模联赛历真题B题 纯净水安全监控问题模糊模型建立

模型建立

评价因素:

电导率:极好较好一般差标准:电导率10 菌落总数:极好较好一般差标准:菌落总数

大肠菌群:极好较好一般差标准:大肠菌群

霉菌:无有标准:霉菌不得检出

评价因素的隶属函数图像:

评价因素的隶属函数:

由图1,电导率的隶属函数为:

由图2,菌落总数的隶属函数为:

由图3,大肠杆菌群的隶属函数为:

由图4,霉菌的隶属函数为:

纯净水质量安全评价模型建立

纯净水质量安全标准

对于待评定水有:

评判假设:对于质量安全评估相同时,我们对于样本抽取量多的更注重其稳定性,故而排名在前,当其抽取样本数也相同时,则因环境污染而更相信从前的纯净水,从而按日期从前到后排列

对于第一问:

现实数据分析:

质量安全评

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0.94

0.885

B 0.765 B 0.72 A 0.615

H 0 I 0 D 0 D 0 D 0 A 0 A 0 B 0 H 0 B 0 I 0 A 0 A 0 B 0 H 0 D 0 A 0 C 0 A

此上为该城区所有批次的纯净水进行评判排序结果,其中1为绝对放心,0为质量最次

对于第二问

受检方 纯净水安全

系数

F 1

G 1 E 1 B 0.9477 C 0.4286 A 0.35 I 0

H 0 D 0

1为绝对放心,0为质量最次,此权重值采取均值评判,纯净水安全系数

,其中为采

样品数,为质量安全评判系数,为该厂样品抽取总次数

电导率排序

受检方 纯净水安全系数 F C 0.4286 1 0

1 G 1 1 0 1 E 1 1 0 1

B

0.9477 0.93094 0.0787

0.96406

D 0 0.4458

A 0.35 0.21225

I 0 0 H 0 0 0 0

受检方 纯净水安全系数 F G 1 0 0 0 E 1 1 0 1 C 0.4286 1 0 1 B 0.9477 0.6875 0 0.6875 A 0.35 0.6 0 0.6 I 0 0.3333 0 0.33333 D 0 0.1667 0 0.1667 H

0 0.2 0 0.2

受检方 纯净水安全系数 F G 1 1 0 1 E 1 1 0 1 B 0.9477 1 0 1 A 0.35 1 0 1 I 0 1 0 1 H 0 1 0 1 D 0 1 0 1

C

0.4286 0.42857

0.57143 1

霉菌和酵母排序

受检方 纯净水安全系数 F G 1 1 E 1 1 B 0.9477 1 C 0.4286 1

H 0 1 I 0 1 A 0.35 0.95 D 0 0.33333

观察表格可知

1为绝对放心,0为质量最次,此权重值采取均值评判,纯净水安全系数,其中为采样品数,为各指标专项质量安全评判系数,为该采样地点样品抽取总次数

1为绝对放心,0为质量最次,此权重值采取均值评判,纯净水各安全系数,其中m为采样品数,为污染指标对应质量安全评判系数,为该厂样品抽取总次数

A公司仓库和销售网点都管理不善

B公司仓库管理不善,但仓库更糟

D 公司仓库和销售网点都管理不善,但仓库更糟,且比A 、B 公司都糟

对问题四

设置各公司检验批次的分布,使得抽检方案的针对性最优<即检出的风险性为最大)所以在分布在

受检方 纯净水安全系数 A B C 0.4286 1 0 1 D 0 0.4458 0.3875 0.6356 E 1 1 0 1 F 1 1 0 1 G 1 1 0 1 H 0 0 0 0 I 0 0 0 0

B 0.6875 0 0.6875

C 1 0 1

D 0.1667 0 0.1667

E 1 0 1

F 1 0 1

G 0 0 0

H 0.2 0 0.2

I 0.3333 0 0.33333

B 1 0 1

C 0.42857 0.57143 1

D 1 0 1

E 1 0 1

F 1 0 1

G 1 0 1

H 1 0 1

I 1 0 1

B 1

C 1

D 0.33333

E 1

F 1

G 1

H 1

I 1

100次抽检根据以下表格结果进行

数学建模常用模型方法总结精品

【关键字】设计、方法、条件、动力、增长、计划、问题、系统、网络、理想、要素、工程、项目、重点、检验、分析、规划、管理、优化、中心 数学建模常用模型方法总结 无约束优化 线性规划连续优化 非线性规划 整数规划离散优化 组合优化 数学规划模型多目标规划 目标规划 动态规划从其他角度分类 网络规划 多层规划等… 运筹学模型 (优化模型) 图论模型存 储论模型排 队论模型博 弈论模型 可靠性理论模型等… 运筹学应用重点:①市场销售②生产计划③库存管理④运输问题⑤财政和会计⑥人事管理⑦设备维修、更新和可靠度、项目选择和评价⑧工程的最佳化设计⑨计算器和讯息系统⑩城市管理 优化模型四要素:①目标函数②决策变量③约束条件 ④求解方法(MATLAB--通用软件LINGO--专业软件) 聚类分析、 主成分分析 因子分析 多元分析模型判别分析 典型相关性分析 对应分析 多维标度法 概率论与数理统计模型 假设检验模型 相关分析 回归分析 方差分析 贝叶斯统计模型 时间序列分析模型 决策树 逻辑回归

传染病模型马尔萨斯人口预测模型微分方程模型人口预 测控制模型 经济增长模型Logistic 人口预测模型 战争模型等等。。 灰色预测模型 回归分析预测模型 预测分析模型差分方程模型 马尔可夫预测模型 时间序列模型 插值拟合模型 神经网络模型 系统动力学模型(SD) 模糊综合评判法模型 数据包络分析 综合评价与决策方法灰色关联度 主成分分析 秩和比综合评价法 理想解读法等 旅行商(TSP)问题模型 背包问题模型车辆路 径问题模型 物流中心选址问题模型 经典NP问题模型路径规划问题模型 着色图问题模型多目 标优化问题模型 车间生产调度问题模型 最优树问题模型二次分 配问题模型 模拟退火算法(SA) 遗传算法(GA) 智能算法 蚁群算法(ACA) (启发式) 常用算法模型神经网络算法 蒙特卡罗算法元 胞自动机算法穷 举搜索算法小波 分析算法 确定性数学模型 三类数学模型随机性数学模型 模糊性数学模型

数学建模笔记

数学模型按照不同的分类标准有许多种类: 1。按照模型的数学方法分,有几何模型,图论模型,微分方程模型.概率模型,最优控制模型,规划论模型,马氏链模型. 2。按模型的特征分,有静态模型和动态模型,确定性模型和随机模型,离散模型和连续性模型,线性模型和非线性模型. 3.按模型的应用领域分,有人口模型,交通模型,经济模型,生态模型,资源模型。环境模型。 4.按建模的目的分,有预测模型,优化模型,决策模型,控制模型等。 5.按对模型结构的了解程度分,有白箱模型,灰箱模型,黑箱模型。 数学建模的十大算法: 1.蒙特卡洛算法(该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟可以来检验自己模型的正确性,比较好用的算法。) 2.数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法(比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用matlab作为工具。) 3.线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类问题(建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用lingo、lingdo软件实现) 4.图论算法(这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。) 5.动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法(这些算法是算法设计中比较常用的方法,很多场合可以用到竞赛中) 6.最优化理论的三大非经典算法:模拟退火法、神经网络、遗传算法(这些问题时用来解决一些较困难的最优化问题的算法,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需谨慎使用) 7.网格算法和穷举法(当重点讨论模型本身而情史算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具) 8.一些连续离散化方法(很多问题都是从实际来的,数据可以是连续的,而计算机只认得是离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。

数学建模模糊综合评价法

学科评价模型(模糊综合评价法) 摘要:该模型研究的是某高校学科的评价的问题,基于所给的学科统计数据作出综合分析。基于此对未来学科的发展提供理论上的依据。 对于问题1、采用层次分析法,通过建立对比矩阵,得出影响评价值各因素的所占的权重。然后将各因素值进行标准化。在可共度的基础上求出所对应学科的评价值,最后确定学科的综合排名。(将问题1中的部分结果进行阐述) (或者是先对二级评价因素运用层次分析法得出其对应的各因素的权重(只选取一组代表性的即可),然后再次运用层次分析法或者是模糊层次分析法对每一学科进行计算,得出其权重系数)。通过利用matlab确定的各二级评价因素的比较矩阵的特征根分别为:4.2433、2、4.1407、3.0858、10.7434、7.3738、3.0246、1 对于问题2、基于问题一中已经获得的对学科的评价值,为了更加明了的展现各一级因素的作用,采用求解相关性系数的显著性,找出对学科评价有显著性作用的一级评价因素。同时鉴于从文献中已经有的获得的已经有的权重分配,对比通过模型求得的数值,来验证所建模型和求解过程是否合理。 对于问题3、主成份分析法,由于在此种情况下考虑的是科研型或者教学型的高校,因此在评价因素中势必会有很大的差别和区分。所以在求解评价值的时候不能够等同问题1中的方法和结果,需要重新建立模型,消除或者忽略某些因素的影响和作用(将问题三的部分结果进行阐述)。 一、问题重述

学科的水平、地位是评价高等学校层次的一个重要指标,而学科间水平的评价对于学科本身的发展有着极其重要的作用。而一个显著的方面就是在录取学生方面,通常情况下一个好的专业可以录取到相对起点较高的学生,而且它还可以使得各学科能更加深入的了解到本学科的地位和不足之处,可以更好的促进该学科的发展。学科的评价是为了恰当的学科竞争,而学科间的竞争是高等教育发展的动力,所以合理评价学科的竞争力有着极其重要的作用。鉴于学科评价的两种方法:因素分析法和内涵解析法。本模型基于某大学(科研与教学并重型高校)的13个学科在某一时期内的调查数据,包括各种建设成效数据和前期投入的数据。 通过计算每一级、每一个评价因素所占的权重,确定某一学科在评价是各因素所占的比重,构建评价等级所对应的函数。通过数值分析得出学科的评价值。需要解决一下几个问题: 1、根据已给数据建立学科评价模型,要求必要的数据分析及建模过程。 2、模型分析,给出建立模型的适用性、合理性分析。 3、假设数据来自于某科研型祸教学型高校,请给出相应的学科评价模 型。 二、符号说明与基本假设 2.1符号说明 符号说明 S——评价数(评价所依据的最终数值) X——影响评价数值的一级因素所构成的矩阵

模糊数学模型

第六部分模糊数学 第十五章模糊数学模型 模糊数学的起源 15.1.1数学是精确的 数学是关于物质世界的空间形式和数量关系的科学。在二十世纪三十年代,数学的发展被划分成三个阶段: 第一阶段:数学是数,量,几何图形的科学; 第二阶段:数学是研究量的变化和几何图形变换的科学; 第三阶段:数学是作为关于现实世界一切普遍性的数量形式和空间形式的科学。 近代科学技术的发展同精确数学方法的发展和应用是密切相关的,牛顿力学为其经典。到了19世纪,天文,力学,屋里,化学等理论自然科学先后在不同程度上走向定量化,数学化,形成一个被称为“精密科学”的学科群。大量使用数学方法,反过来又推动了数学的巨大进步。19世纪是精确科学方法飞速发展的时期。 20世纪以来,精确数学及其应用以更大的规模和速度发展着。相对论,量子力学,分子生物学,原子能,电子计算机和空间技术等邻域的创建和开发为精确方法奏响了一曲又一曲的凯歌,但也进一步助长了对精确方法的盲目崇拜。人们愈加相信,一切都应当精确化,只有现在还没有实现精确化的问题,没有不需要或不可能精确化的问题。 客观而言,精益求精是科学工作者的美德,是评价研究工作科学性的一条准则,但是,这种对精确方法的崇拜,似乎被当作一种不言而喻的真理,在很长的历史时期中未受到人们的怀疑。科学方法论中的这种绝对化的观点,也反映到哲学中。例如,一些分析哲学家提倡把一切概念,包括日常用语都加以精确化,这种现象的发生是值得深思的。但是,实践是检验真理的唯一标准,任何理论上的片面性和绝对化,迟早会在实践中暴露其错误而得到纠正。 15.1.2精确数学的局限性 人脑的思维活动一般说来具有两方面的特征: (1)直觉性跟严格性的有机结合,可以进行整体性和平行性的思考,例如联想过程,这些是具有模糊性的; (2)逻辑推理过程,它具有逻辑和顺序的特点,因而又是形式化的。 关于形式化思维,可以用数理逻辑的方法把它数学化,这样就能把它变成一系列的数学符号,可以用计算机去解。最突出的成果就是1976年美国人阿贝尔和哈肯利用电子计算机解决有名的数学难题——四色问题,这一难题的解决使不少人惊叹:这简直是电脑对人脑的嘲弄! 真是这样吗? 从另一个角度来看,譬如,看电视的时候,要把图像调得“更清楚一些”,或者,说一个人比另一个人更好看一些或更丑一些,这对于人来说是件容易的事,但是对于电脑来说,却是个大难题。从这个角度来说,电脑的“智力”还不如一个小孩子。 为什么会出现这样的情况呢? 因为用传统数学的方法处理模糊食物,首先要求将对象简化,舍弃对象固有的模糊性,在本来没有明确界限的对象之间认为地挂定界限,变模糊数量关系为清晰数量关系。例:西

数学建模常见评价模型简介

常见评价模型简介 评价类数学模型是全国数学建模竞赛中经常出现的一类模型,如2005年全国赛A题长江水质的评价问题,2008年B题高校学费标准评价体系问题等。主要介绍三种比较常用的评价模型:层次分析模型,模糊综合评价模型,灰色关联分析模型,以期帮助大家了解不同背景下不同评价方法的应用。 层次分析模型 层次分析法(AHP)是根据问题的性质和要求,将所包含的因素进行分类,一般按目标层、准则层和子准则层排列,构成一个层次结构,对同层次内诸因素采用两两比较的方法确定出相对于上一层目标的权重,这样层层分析下去,直到最后一层,给出所有因素相对于总目标而言,按重要性程度的一个排序。其主要特征是,它合理地将定性与定量决策结合起来,按照思维、心理的规律把决策过程层次化、数量化。 运用层次分析法进行决策,可以分为以下四个步骤: 步骤1 建立层次分析结构模型 深入分析实际问题,将有关因素自上而下分层(目标—准则或指标—方案或对象),上层受下层影响,而层内各因素基本上相对独立。 步骤2构造成对比较阵 对于同一层次的各元素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较,借助1~9尺度,构造比较矩阵; 步骤3计算权向量并作一致性检验 由判断矩阵计算被比较元素对于该准则的相对权重,并进行一致性检验,若通过,则最大特征根对应的特征向量做为权向量。

步骤4计算组合权向量(作组合一致性检验) 组合权向量可作为决策的定量依据 通过一个具体的例子介绍层次分析模型的应用。 例(选择旅游地决策问题)如何在桂林、黄山、北戴河3个目的地中按照景色、费用、居住条件、饮食、旅途条件等因素进行选择。 步骤1 建立系统的递阶层次结构 将决策问题分为3个层次:目标层O,准则层C,方案层P;每层有若干元素,各层元素间的关系用相连的直线表示。

数学建模中的图论方法

数学建模中的图论方法 一、引言 我们知道,数学建模竞赛中有问题A和问题B。一般而言,问题A是连续系统中的问题,问题B是离散系统中的问题。由于我们在大学数学教育内容中,连续系统方面的知识的比例较大,而离散数学比例较小。因此很多人有这样的感觉,A题入手快,而B题不好下手。 另外,在有限元素的离散系统中,相应的数学模型又可以划分为两类,一类是存在有效算法的所谓P类问题,即多项式时间内可以解决的问题。但是这类问题在MCM中非常少见,事实上,由于竞赛是开卷的,参考相关文献,使用现成的算法解决一个P类问题,不能显示参赛者的建模及解决实际问题能力之大小;还有一类所谓的NP问题,这种问题每一个都尚未建立有效的算法,也许真的就不可能有有效算法来解决。命题往往以这种NPC问题为数学背景,找一个具体的实际模型来考验参赛者。这样增加了建立数学模型的难度。但是这也并不是说无法求解。一般来说,由于问题是具体的实例,我们可以找到特殊的解法,或者可以给出一个近似解。 图论作为离散数学的一个重要分支,在工程技术、自然科学和经济管理中的许多方面都能提供有力的数学模型来解决实际问题,所以吸引了很多研究人员去研究图论中的方法和算法。应该说,我们对图论中的经典例子或多或少还是有一些了解的,比如,哥尼斯堡七桥问题、中国邮递员问题、四色定理等等。图论方法已经成为数学模型中的重要方法。许多难题由于归结为图论问题被巧妙地解决。而且,从历年的数学建模竞赛看,出现图论模型的频率极大,比如: AMCM90B-扫雪问题; AMCM91B-寻找最优Steiner树; AMCM92B-紧急修复系统的研制(最小生成树) AMCM94B-计算机传输数据的最小时间(边染色问题) CMCM93B-足球队排名(特征向量法) CMCM94B-锁具装箱问题(最大独立顶点集、最小覆盖等用来证明最优性) CMCM98B-灾情巡视路线(最优回路) 等等。这里面都直接或是间接用到图论方面的知识。要说明的是,这里图论只是解决问题的一种方法,而不是唯一的方法。 本文将从图论的角度来说明如何将一个工程问题转化为合理而且可求解的数学模型,着重介绍图论中的典型算法。这里只是一些基础、简单的介绍,目的在于了解这方面的知识和应用,拓宽大家的思路,希望起到抛砖引玉的作用,要掌握更多还需要我们进一步的学习和实践。

数学建模中常见的十大模型

数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性,几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法,竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法:模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具。 8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只能处理离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关,即使问题与图形无关,论文中也会需要图片来说明问题,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用MA TLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真,随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题,每个零件都有自己的标定值,也都有自己的容差等级,而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案,根本不可能去求解析解,那如何去找到最优的方案呢?随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法,在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案,然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案,从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问,要求设计一种更好的方案,首先方案的优劣取决于很多复杂的因素,同样不可能刻画出一个模型进行求解,只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用,与图形处理有关的问题很多与拟合有关系,一个例子就是98 年美国赛A 题,生物组织切片的三维插值处理,94 年A 题逢山开路,山体海拔高度的插值计算,还有吵的沸沸扬扬可能会考的“非典”问题也要用到数据拟合算法,观察数据的

模糊综合评价法的数学建模方法简介_任丽华

8 《商场现代化》2006年7月(中旬刊)总第473期 20世纪80年代初,汪培庄提出了对绿色供应链绩效进行评价的模糊综合评价模型,此模型以它简单实用的特点迅速波及到国民经济和工农业生产的方方面面,广大实际工作者运用此模型取得了一个又一个的成果。本文简单介绍模糊综合评价法的数学模型方法。 一、构造评价指标体系 模糊综合评价的第一步就是根据具体情况建立评价指标体系的层次结构图,如图所示: 二、确定评价指标体系的权重 确定各指标的权重是模糊综合评价法的步骤之一。本文根据绿色供应链评价体系的层次结构特点,采用层次分析法确定其权重。尽管层次分析法中也选用了专家调查法,具有一定的主观性,但是由于本文在使用该方法的过程中,对多位专家的调查进行了数学处理,并对处理后的结果进行了一致性检验,笔者认为,运用层次分析法能够从很大程度上消除主观因素带来的影响,使权重的确定更加具有客观性,也更加符合实际情况。 在此设各级指标的权重都用百分数表示,且第一级指标各指标的权重为Wi,i=1,2,…,n,n为一级指标个数。一级指标权重向量为: W=(W1,…,Wi,…Wn) 各一级指标所包含的二级指标权重向量为: W=(Wi1,…,Wis,…Wim),m为各一级指标所包含的二级指标个数,s=1,2,…,m。 各二级指标所包含的三级指标权重向量为: Wis=(Wis1,…Wis2,…Wimq),q为各二级指标所包含的三级指标个数。三、确定评价指标体系的权重建立模糊综合评价因素集将因素集X作一种划分,即把X分为n个因素子集X1,X2,…Xn,并且必须满足: 同时,对于任意的i≠j,i,j=1,2,…,均有 即对因素X的划分既要把因素集的诸评价指标分完,而任一个评 价指标又应只在一个子因素集Xi中。 再以Xi表示的第i个子因素指标集又有ki个评价指标即:Xi={Xi1,Xi2,…,XiKi},i=1,2,…,n 这样,由于每个Xi含有Ki个评价指标,于是总因素指标集X其有 个评价指标。 四、 进行单因素评价,建立模糊关系矩阵R 在上一步构造了模糊子集后,需要对评价目标从每个因素集Xi上进行量化,即确定从单因素来看评价目标对各模糊子集的隶属度,进而得到模糊关系矩阵: 其中si(i=1,2,…,m)表示第i个方案,而矩阵R中第h行第j列元素rhj表示指标Xih在方案sj下的隶属度。对于隶属度的确定可分为两种 情况:定量指标和定性指标。 (1)定量指标隶属度的确定 对于成本型评价因素可以用下式计算: 对于效益型评价因素可以用下式计算:对于区间型评价因素可以用下式计算:上面三个式子中:f(x)为特征值,sup(f),inf(f)分别为对应于同一个指标的所有特征值的上下界,即是同一指标特征值的最大值和最小 模糊综合评价法的数学建模方法简介 任丽华 东营职业学院 [摘 要] 本文一种数学模型方法构造了一种对绿色供应链绩效进行评价的模糊综合评价法,主要从构造评价指标体系,确定评价指标体系的权重,确定评价指标体系的权重,建立模糊综合评价因素集,进行单因素评价、建立模糊关系矩阵R,计算模糊评价结果向量B等五个方面介绍这种评价方法。 [关键词] 绿色供应链绩效评价 模糊综合评价法 数学模型方法 流通论坛

数学建模算法大全模糊数学模型

第二十二章 模糊数学模型 模糊数学是研究和处理模糊性现象的数学,是在美国控制论专家A. Zadeh 教授于1965年提出的模糊集合(Fuzzy Set )基础上发展起来的一门新兴的数学分支。这门学科经过多年的发展。它在现实世界中的应用越来越广泛。 §1 模糊数学基本知识 1.1 集合与特征函数 集合是现代数学的重要概念。一般地说,具有某种属性的事物的全体或确定对象的汇总称为一个集合。不含任何元素的集合称为空集,记为Φ。 由所研究的所有事物构成的集合称为全集,记为Ω。若集合Ω?A ,则将集合},|{Ω∈?x A x x 且称为集合A 的补集,记为c A 。集合及其性质可用所谓特征函数来描述。 定义 1 设Ω为全集,A 为Ω的子集,则集合A 的特征函数指的是Ω到集合}1,0{=V 的一个映射A μ V A →Ω:μ )(x x A μ→ 其中对应规则A μ满足 ????∈=A x A x A 01μ 集合的特征函数具有以下性质: )}(),(m ax {)(x x x B A B A μμμ=Y ,记作)()(x x B A μμ∨ )}(),(m in{)(x x x B A B A μμμ=I ,记作)()(x x B A μμ∧ )(1)(x x A A c μμ-= 1.2 模糊集合 1.2.1 模糊集合的概念 对于普通集合A 及其余集c A ,任何元素A x ∈或c A x ∈,二者必居其一,且仅居其一;用特征函数来表示就是0)(=x A μ或1)(=x A μ有且仅有一个成立。然而,客观世界中存在着大量的模糊概念,如“高个子”,“老年人”,这些概念无法用普通集合表示,因为这些概念与其对立面之间无法划出一条明确的分界线。为了研究和处理这类模

数学建模中常见的十大模型讲课稿

数学建模中常见的十 大模型

精品文档 数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 转载▼ 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性,几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用MA TLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法,竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法:模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具。 8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只能处理离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关,即使问题与图形无关,论文中也会需要图片来说明问题,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用MATLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 2.1 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真,随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题,每个零件都有自己的标定值,也都有自己的容差等级,而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案,根本不可能去求解析解,那如何去找到最优的方案呢?随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法,在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案,然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案,从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问,要求设计一种更好的方案,首先方案的优劣取决于很多复杂的因素,同样不可能刻画出一个模型进行求解,只能靠随机仿真模拟。 2.2 数据拟合、参数估计、插值等算法 数据拟合在很多赛题中有应用,与图形处理有关的问题很多与拟合有关系,一个例子就是98 年美国赛A 题,生物组织切片的三维插值处理,94 年A 题逢山开路,山体海拔高度的 收集于网络,如有侵权请联系管理员删除

学生素质评价模糊数学模型的构建与应用

学生素质评价模糊数学模型的构建与应用 在高等教育中,高等职业教育是一个非常重要的组成部分,下 面是搜集的一篇探究构建学生素质评价模型基本原则的论文范文,欢迎阅读查看。 对高职高专学生进行素质评价,目的在于使学生的评价内容走 向多元化,实现过程发展性和终结性评价的有机结合。因此,需要一种行之有效的评价工具,促使学生发挥个性、潜能以及创造性,从而使其具备持续发展的自信和能力。 一、模糊数学与数学模型 模糊数学是处理和研究模糊性现象的方法和理论。由于模糊性 概念发展了模糊集的具体描述方式,人们可运用概念进行评价、推理、控制、判断和决策,也可通过模糊数学进行描述。比如,模糊综合评判、模糊控制、模糊聚类分析、模糊决策等,这一系列方法最终构成一种模糊性理论,在气象、石油、环境、农业、化工、控制、教育、医学、地质、经济管理、语言等诸多领域已取得研究成果。 数学模型是实际问题与数学理论相结合发展起来的一门新学科。它将实际问题归为数学问题,并利用数学方法、概念和理论,进行深入研究,从定量或定性角度对实际问题进行分析,同时为解决实际问题提供可靠指导和精确数据。可见,数学模型是利用数学方法和语言解决现实问题的过程,是培养学生创造力的有效途径。 二、综合素质评价

“综合素质评价”指在每个学期期末或每个学年期末,全国各地的学校组织的一次对全体在校学生综合素质和能力评价的测评任务。综合素质评价一般分为六个维度(不同的地区或学校结构略有差异),分别是“道德品质”“公民素养”“学习能力”“交流合作与实践创新”“运动与健康”“审美”“表现能力”.六个维度又分别被分为若干个项目。等级分别为A(优秀),B(良好),C(一般),D(较差)。或者是百分制,100-80(优秀)、79-60(良好)、59-30(一般)、29-0(较差)。 对学生进行综合素质评价是新时期高职高专教学评价的主要内容,因而需要制定一种有效的素质评价模型。基于模糊数学的高职高专学生素质评价模型具有标准的数据支撑,说服力较强,适宜运用于学生综合素质评价。 三、构建学生素质评价模型的基本原则 (一)一个目标 在高等教育中,高等职业教育是一个非常重要的组成部分。实现现代化建设与高职高专学生的能力和素质有直接关系。从我国的发展要求以及发达国家的发展经验看,无论是发展和解放生产力、建设小康社会,还是创建和谐社会、加快城市化建设,高等职业所培养的应用型人才不可或缺。因此,职业技术教育应坚持以就业为导向,以服务为宗旨,以培养学生综合素质、职业道德以及动手能力为重点,突出实用性。 (二)三个维度

数学建模模拟题,图论,回归模型,聚类分析,因子分析等 (48)

第11章第2题 摘要 本题分析4 种化肥和3 个小麦品种对小麦产量的影响,以及二者交互作用对小麦产量的影响,可视为两因素方差分析,即化肥和小麦品种两个因素,4种化肥可看作是化肥的四个不同水平,3个小麦品种也可以看作是小麦品种的三个不同水平。 试验的目的是分析化肥的四个不同水平以及小麦品种的三个不同水平对小麦产量有无显着性影响。 关键词:方差分析显着性化肥种类小麦品种

一.问题重述 为了分析4 种化肥和3 个小麦品种对小麦产量的影响,把一块试验田等分成36个小块,分别对3种种子和四种化肥的每一种组合种植3 小块田,产量如表1所示(单位公斤),问不同品种、不同种类的化肥及二者的交互作用对小麦产量有无显着影响。 二.问题分析 本题意在分析四种化肥和三种小麦品种对小麦产量的影响,以及二者交互作用对小麦产量的影响,为两因素方差分析问题,即化肥和小麦品种两个因素,4种化肥可看作是化肥的四个不同水平,3个小麦品种也可以看作是小麦品种的三个不同水平。通过对这两种因素的不同水平及交互作用的分析,从而分析 4 种化肥和3 个小麦品种对小麦产量的影响。 三.模型假设 1.假设只有化肥种类和小麦品种两个因素,其他因素对试验结果不构成影响。 2.假设不存在数据记录错误。 3.假设每一块试验田本身各项指标相同,不会影响结果。 四.符号说明 数字1,2,3,4——不同的化肥种类 数字1,2,3——不同的小麦品种 五.模型建立 将化肥种类和小麦品种视为两个因素,四种化肥种类看作是化肥种类的四个不同水平,三个小麦品种看作是小麦品种的三个不同水平,将表1的数据进行整理,如表2所示。

六.模型求解 将表2数据导入到spss软件中,进行两因素方差检验,得到结果如下:表3

教师评价模型_数学建模教学提纲

教师评价模型_数学建 模

教师评价模型 一、摘要 学校是一个充满着评价人的场所,每时每刻都在对各个人进行评价。毫不 夸张地说评价教师是学校里每个人的“日常功课”。 由于教师职业劳动的特殊性,它是复杂劳动。不能仅仅用工作量来评价 教师的劳动,同时评价教师的人员纷繁复杂,方式多种多样。评价教师的标准 往往束缚着学校的教学质量,教师教学的积极性。所以教师评价的确定就显的 很重要。 新课程强调:评价的功能应从注重甄别与选拔转向激励、反馈与调整;评 价内容应从过分注重学业成绩转向注重多方面发展的潜能;评价主体应从单一 转向多元。 那么如何公正、客观地评价教师的同时,有效地保护教师的教学积极性和 帮助提高学校的办学水平呢? 此模型的建立改变了以往同类模型的多种弊端,从另一角度更加合理地分析、评价,就是为了更公平,公正地对教师做出合理的评价,从而促进学生发 展和教师提高。 本模型主要用了模糊数学模型和对各项评价付权重的方法进行建模分析。 从(1)教师对自己的评价,(2)学生对教师的评价;(3)由专家组对教师的评价的角度出发,通过量化,加权,得出结果。然后确定三方面的比重来评价 教师。同时通过确定教师自评与他人评价的比值范围,而确定这次评价是否有效。 在各个方面采用的数学模型如下:

1、教师对自己的评价: 教师对自己的满意度,既体现教师的主人翁意识也保护教师的教学积 极性。 16 1160i i i P Q D ( i ∈[1,16]) (Q 表示教师自评的得分 Pi 表示教师对自己各项符合度而打的分数 Di 表示对教师自评要求各项所加给的权重 ) 2、学生对教师的评价: 表明以学生为主体,体现了模型的客观性,公平、公开的原则。 90j i ij i d c a ij a =ij n u ij a =A (U ,V ) ( U 为评价的主要因素, V 为评价因素分等。 C i 为学生对教师的各项评价要求所付的权重 N 为填写有效调查表的人数) 3、由专家组成通过听课对教师的评价: 表明专家对教师指导性,帮助教师提高教学水平。体现了评价的权威 性,真实性。同时也是作为教师提拔的一个方面。 (1)建立综合评价矩阵51ij ij ik k c g c (2)综合评价 B=A ⊕R=(b 1,b 2,……,b m )

数据建模目前有两种比较通用的方式

数据建模目前有两种比较通用的方式1983年,数学建模作为一门独立的课程进入我国高等学校,在清华大学首次开设。1987年高等教育出版社出版了国内第一本《数学模型》教材。20多年来,数学建模工作发展的非常快,许多高校相继开设了数学建模课程,我国从1989年起参加美国数学建模竞赛,1992年国家教委高教司提出在全国普通高等学校开展数学建模竞赛,旨在“培养学生解决实际问题的能力和创新精神,全面提高学生的综合素质”。近年来,数学模型和数学建模这两个术语使用的频率越来越高,而数学模型和数学建模也被广泛地应用于其他学科和社会的各个领域。本文主要介绍了数学建模中常用的方法。 一、数学建模的相关概念 原型就是人们在社会实践中所关心和研究的现实世界中的事物或对象。模型是指为了某个特定目的将原型所具有的本质属性的某一部分信息经过简化、提炼而构造的原型替代物。一个原型,为了不同的目的可以有多种不同的模型。数学模型是指对于现实世界的某一特定对象,为了某个特定目的,进行一些必要的抽象、简化和假设,借助数学语言,运用数学工具建立起来的一个数学结构。 数学建模是指对特定的客观对象建立数学模型的过程,是现实的现象通过心智活动构造出能抓住其重要且有用的特征的表示,常常是形象化的或符号的表示,是构造刻画客观事物原型的数学模型并用以分析、研究和解决实际问题的一种科学方法。 二、教学模型的分类 数学模型从不同的角度可以分成不同的类型,从数学的角度,按建立模型的数学方法主要分为以下几种模型:几何模型、代数模型、规划模型、优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型等。 三、数学建模的常用方法 1.类比法 数学建模的过程就是把实际问题经过分析、抽象、概括后,用数学语言、数学概念和数学符号表述成数学问题,而表述成什么样的问题取决于思考者解决问题的意图。类比法建模一般在具体分析该实际问题的各个因素的基础上,通过联想、归纳对各因素进行分析,并且与已知模型比较,把未知关系化为已知关系,

数学建模中常见的十大模型

数学建模中常见的十大 模型 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】

数学建模常用的十大算法==转 (2011-07-24 16:13:14) 1. 蒙特卡罗算法。该算法又称随机性模拟算法,是通过计算机仿真来解决问题的算法,同时可以通过模拟来检验自己模型的正确性,几乎是比赛时必用的方法。 2. 数据拟合、参数估计、插值等数据处理算法。比赛中通常会遇到大量的数据需要处理,而处理数据的关键就在于这些算法,通常使用MATLAB 作为工具。 3. 线性规划、整数规划、多元规划、二次规划等规划类算法。建模竞赛大多数问题属于最优化问题,很多时候这些问题可以用数学规划算法来描述,通常使用Lindo、Lingo 软件求解。 4. 图论算法。这类算法可以分为很多种,包括最短路、网络流、二分图等算法,涉及到图论的问题可以用这些方法解决,需要认真准备。 5. 动态规划、回溯搜索、分治算法、分支定界等计算机算法。这些算法是算法设计中比较常用的方法,竞赛中很多场合会用到。 6. 最优化理论的三大非经典算法:模拟退火算法、神经网络算法、遗传算法。这些问题是用来解决一些较困难的最优化问题的,对于有些问题非常有帮助,但是算法的实现比较困难,需慎重使用。 7. 网格算法和穷举法。两者都是暴力搜索最优点的算法,在很多竞赛题中有应用,当重点讨论模型本身而轻视算法的时候,可以使用这种暴力方案,最好使用一些高级语言作为编程工具。

8. 一些连续数据离散化方法。很多问题都是实际来的,数据可以是连续的,而计算机只能处理离散的数据,因此将其离散化后进行差分代替微分、求和代替积分等思想是非常重要的。 9. 数值分析算法。如果在比赛中采用高级语言进行编程的话,那些数值分析中常用的算法比如方程组求解、矩阵运算、函数积分等算法就需要额外编写库函数进行调用。 10. 图象处理算法。赛题中有一类问题与图形有关,即使问题与图形无关,论文中也会需要图片来说明问题,这些图形如何展示以及如何处理就是需要解决的问题,通常使用MATLAB 进行处理。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 以下将结合历年的竞赛题,对这十类算法进行详细地说明。 2 十类算法的详细说明 蒙特卡罗算法 大多数建模赛题中都离不开计算机仿真,随机性模拟是非常常见的算法之一。 举个例子就是97 年的A 题,每个零件都有自己的标定值,也都有自己的容差等级,而求解最优的组合方案将要面对着的是一个极其复杂的公式和108 种容差选取方案,根本不可能去求解析解,那如何去找到最优的方案呢随机性模拟搜索最优方案就是其中的一种方法,在每个零件可行的区间中按照正态分布随机的选取一个标定值和选取一个容差值作为一种方案,然后通过蒙特卡罗算法仿真出大量的方案,从中选取一个最佳的。另一个例子就是去年的彩票第二问,要求设计一种更好的方案,首先方案的优劣取决于很多复杂的因素,同样不可能刻画出一个模型进行求解,只能靠随机仿真模拟。

数学建模论文《学科评价模型》

答卷编号(参赛学校填写): 答卷编号(竞赛组委会填写): 论文题目:学科评价模型(A) 组别:本科生 参赛队员信息(必填): 姓名专业班级及学号联系电话参赛队员1 08生物技术一班0886 参赛队员2 08生物技术一班1680 参赛队员3 08生物技术一班0698

答卷编号(参赛学校填写): 答卷编号(竞赛组委会填写): 评阅情况(学校评阅专家填写):学校评阅1. 学校评阅2. 学校评阅3. 评阅情况(省赛评阅专家填写):省赛评阅1. 省赛评阅2. 省赛评阅3.

学科评价模型 摘要本学科评价模型采用了指标体系法,其所具有的客观公正性使之成为目前大学学科评价的主流方法。学科评价一方面取决于指标体系本身设计是否科学,另一方面则取决于原始数据和指标的可比性。由于本题目并没有给出具体的哪13个学科,而不同学科之间在某些方面存在着不同程度上的差异性。所以,我们采用层次分析法分配权重以及灰色多层次分析法处理数据,从而使评价结果更加客观公正。学科评价应分类别、分层次进行,不同的类别和层次适用于不同的情形。比如科研教学并重型高校的学科评价模型与科研型或者教学型高校的学科评价模型会有所区别。同时,在学科评价体系中,指标分级是必要的,我们将题目所给的指标分为三级。通过模型的建立及求解,我们得出了各学科各指标的评价结果,以及各学科的综合实力评价结果,并对结果进行横向分析和纵向分析,为大学学科评估及资源优化提供了较为合理的依据。 关键词层次分析法,权重, 灰色多层次分析法,关联度

一 问题的重述 学科的水平、地位是高等学校的一个重要指标,而学科间水平的评价对于学科的发展有着重要的作用,它可以使得各学科能更加深入的了解本学科(与其他学科相比较)的地位及不足之处,可以更好的促进该学科的发展。因此,如何给出合理的学科评价体系或模型一直是学科发展研究的热点问题。现有某大学(科研与教学并重型高校)的13个学科在一段时期内的调查数据,包括各种建设成效数据和前期投入的数据。 1、根据已给数据建立学科评价模型,要求必要的数据分析及建模过程。 2、模型分析,给出建立模型的适用性、合理性分析。 3、假设数据来自于某科研型或教学型高校,请给出相应的学科评价模型。 二 合理的假设 1、假设各学科所属领域以及学科特点的差异不对本评估体系产生影响 2、假设某些权威杂志对特定的学科没有偏重 3、假设国家和社会对各学科没有任何偏重 4、假设各学科培养出的人才素质没有差异 5、假设专家对学科各指标相对重要性的评判合理、客观、全面。 三 符号的说明 ijk C :各级指标 ik C :(i=1,2,3····n;k=1,2,····m)第i 个参评学科中第k 个指标的原始数据 *k C :最优指标集 S :综合分析评价值 A :目标向量 ij D :表示i D 对j D 的相对重要性数值 ij P :判断矩阵)3,2,1,m 3,2,1(n j i :特征向量 max :最大特征值 CR :判断矩阵的随机一致性比率 CI :判断矩阵的一般一致性指标 RI :平均随机一致性指标 i W :各个分向量的权重系数 *W :第三指标权重分配矩阵

数学建模_四大模型总结

四类基本模型 1 优化模型 1.1 数学规划模型 线性规划、整数线性规划、非线性规划、多目标规划、动态规划。 1.2 微分方程组模型 阻滞增长模型、SARS 传播模型。 1.3 图论与网络优化问题 最短路径问题、网络最大流问题、最小费用最大流问题、最小生成树问题(MST)、旅行商问题(TSP)、图的着色问题。 1.4 概率模型 决策模型、随机存储模型、随机人口模型、报童问题、Markov 链模型。 1.5 组合优化经典问题 ● 多维背包问题(MKP) 背包问题:n 个物品,对物品i ,体积为i w ,背包容量为W 。如何将尽可能多的物品装入背包。 多维背包问题:n 个物品,对物品i ,价值为i p ,体积为i w ,背包容量为W 。如何选取物品装入背包,是背包中物品的总价值最大。 多维背包问题在实际中的应用有:资源分配、货物装载和存储分配等问题。该问题属于NP 难问题。 ● 二维指派问题(QAP) 工作指派问题:n 个工作可以由n 个工人分别完成。工人i 完成工作j 的时间为ij d 。如何安排使总工作时间最小。 二维指派问题(常以机器布局问题为例):n 台机器要布置在n 个地方,机器i 与k 之间的物流量为ik f ,位置j 与l 之间的距离为jl d ,如何布置使费用最小。 二维指派问题在实际中的应用有:校园建筑物的布局、医院科室的安排、成组技术中加工中心的组成问题等。 ● 旅行商问题(TSP) 旅行商问题:有n 个城市,城市i 与j 之间的距离为ij d ,找一条经过n 个城市的巡回(每个城市经过且只经过一次,最后回到出发点),使得总路程最小。 ● 车辆路径问题(VRP) 车辆路径问题(也称车辆计划):已知n 个客户的位置坐标和货物需求,在

模糊数学模型Matlab实验

模糊数学模型Matlab 实验 1、画出下面这些模糊隶属函数的图形(要求:从下面三种分布类型的隶属函数中各选一个用Matlab 画出它们的图形) 偏小型梯形分布隶属函数: 令a=1,b=2 偏小型Г分布隶属函数: 令a=1,k=0.5,得: x a b x A x a x b b a x b 1,(),0,?? k x a x a A x e x a k ()1,(),(0)--?

偏小型正态分布隶属函数: 令a=1, σ=2 00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82 0.65 0.75 0.85 0.95 x a x a A x e x a 2 ()1,(),--σ≤??=??>?

2、用Matlab 编程计算下面两个矩阵A 和B 的模糊合成,得到矩阵C ,其中}1)max{(s k b a c kj ik ij ≤≤∧= ???? ? ??=???? ??=6.04.02.05.03.01.0,3.06.02.05.01.04.0B A 1运行matlab ,先将模糊合成的函数synt 编写成M 文件 function ab=synt(a,b); m=size(a,1);n=size(b,2); for i=1:m for j=1:n ab(i,j)=max(min([a(i,:);b(:,j)'])); end end 之后再在matlab 中输入如下: A=[0.4,0.5,0.6;0.1,0.2,0.3]; %输入A 矩阵 B=[0.1,0.2;0.3,0.4;0.5,0.6]; %输入B 矩阵 C=synt(A,B) %A 、B 矩阵进行模糊合成C 矩阵 运行后得到如下结果: C = 00.20.40.60.81 1.2 1.4 1.6 1.82

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