2009数模_眼科病床_合理安排

2009年全国大学生数学建模A题优秀论文

制动器试验台的控制方法分析 摘要 汽车制动性能的检测是机动车安全技术检验的重要内容之一，制动器的设计也成为车辆设计中重要的环节，在车辆设计阶段需要在制动试验台上对路试制动情况进行模拟，本文主要对制动试验台上的一系列问题进行了研究。 对问题1，我们利用能量守恒定律，把车辆平动时具有的动能等效地转化为试验台上飞轮和主轴等机构转动时具有的转动动能，以此求得等效的转动惯量为51.9989J =2kg m ?。 对问题2，根据刚体转动知识建立了飞轮转动的积分模型，求得3个飞轮的转动惯量，进而可以组合成8种机械惯量。由电动机补偿惯量的范围及问题1等效的转动惯量，可以计算出需要电动机补偿的惯量为11.99062kg m ?，或-18.01772kg m ?，考虑节能时，取补偿惯量为11.99062kg m ?。 对问题3，由机械动力学知识建立刚体转动的微分模型，可以得到电动机驱动电流依赖于可观测量（主轴的扭矩M ）的数学模型表达式为d d f J I K M J J =? ?+， 代入已知数据可以计算出驱动电流为174.6882I =A 。 对问题4，通过固定机械惯量与路试时的转动惯量进行比较，确定电惯量的补偿量，进而确立了混合惯量模拟方法，建立微分方程模型，求出主轴扭矩为恒定值 0276.6218M =N m ?，又对实验的数据与理论值进行比较，用隔项逐差法分析了相对误差的大小分别为 4.12%n e =， 2.08%M e =，可以得知该控制方法是切实可行的。 对问题5，我们可以根据自动控制原理建立单闭环反馈系统，通过传感器检测出主轴的扭矩，通过线性关系建立差分模型，可依据前一时间段观测到的瞬时扭矩，求出前段时间的电流值(1)I t -，并可预测出本时段驱动电流的值 10()((1))(1)I t a M M t I t =?--+-。将能量误差等效为预测电流值与理论值的相对 误差，利用问题4的数据，分析处理得到的相对误差为2.31%，此控制方法比较合理。 对问题6，我们分析了上个模型在实际模拟时要受到转速的影响，可在模型5的系统上再加上一个转速反馈，建立双闭环反馈系统，反应了转速与扭矩的关系(1)() a M t b n t += +（a 、b 常数） ，可预测出下段时间的电流2()I t 。由问题4求出扭矩和转速的相对误差的倒数的比重等效为预测的电流1()I t 、2()I t 的权重，对其加权求和后计算出与其理论值的相对误差为1.91%，此系统的控制方法较问 题5更加合理一些。 关键词：转动惯量 电惯量 微分模型 逐差法 相对误差 闭环反馈系统

全国数模二等奖眼科病床的合理安排

眼科病床的合理安排 摘要 当前，随着日常看病人数的不断增多，医院排队看病的现象日益严重，这不但引起广大病人强烈的不满，同时医院的资源利用率也得不到提高。针对医院所面临的严峻问题，我们进行细致的分析，并通过建立数学模型加以解决。 针对问题一：我们通过从病人和医院两个角度的多方面分析制定了病人等待时间，手术每天安排的合理性，医院每天的平均手术收益三个指标，特别引入了评价隶属函数曲线，建立了综合评价模型，并对FCFS （First come, First serve ）病床安排模型进行评价，评价结果为 ：“一般”偏不好。 针对问题二：我们建立了先服务高优先级别病人的病床安排模型，先根据病人等待时间、手术费用、和需要住院天数三因素构造病人的优先级别算法，并利用MATLAB 编程模拟了15天的病床安排情况，利用第一问的评价模型进行评价，评价结果为：“好”。 针对问题三：我们分别对FCFS 和先服务高优先级别病人的病床安排模型进行等待时间的估计。分别利用了等待住院时间和就诊时间的关系和等待时间曲线模拟的方法。答案是前者的等待时间会越来越久,计算公式为： 8.827.68 (x )n 7.68 c o u n t ε-= +（）， 而后者的等待时间维持在9--12天。 针对问题四：在不调整手术时间安排的情况下，我们模拟了周六和周日不手 术的病人安排情况，并进行评价，评价结果为“一般”偏不好，我们经过分析将白内障手术安排在周三和周五，再利用MATLAB 编程进行模拟，评价结果为“好”，我们认为手术时间安排需要调整，调整为白内障手术在周三和周五进行。 针对问题五：我们以医院眼科每天接待量为目标函数建立优化模型求解医院的各类眼病的床位安排比例，利用lingo 求解得出：每天的接待量为最多为8.98人，分析得出每个病人在系统的逗留时间最短为9+ξ天（ξ为医院采用新模型之 关键字：评价隶属函数 先服务高优先级别病人病床安排模型 综合评价模型 优化模型

2009年数学建模竞赛题目

2009年数学建模竞赛题目 论文要求： 1、请在A题和B题中任选一道题作答；以论文以电子版形式上交，上交邮箱为math.model@https://www.wendangku.net/doc/2a16863173.html,。 2、答卷书写格式参照正式发表的论文，包括论文名、作者姓名、中文摘要、正文（问题的重述、问题分析、模型假设、模型建立、模型求解、模型验证、模型评价与推广等方面）、参考文献（如果是引用互联网上的文章也要注明网址）和附录（例如计算过程中编写的程序）；引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料）必须按照规定的参考文献的表达方式在正文引用处的参考文献中均明确列出。正文引用处用方括号标示参考文献的编号，如[1][2]等；引用书籍还必须指出页码。参考文献按正文的引用次序列出，其中： 参考文献中书籍的表达方式为： [编号]作者，书名，出版地：出版社，出版年。 参考文献中期刊杂志论文的表达方式为： [编号]作者，论文名，杂志名，卷期号：起止页码，出版年。 参考文献中网上资源的表达方式为： [编号]作者，资源标题，网址，访问时间（年月日）。 3、论文（答卷）统一使用WORD编排，上下左右各留出2.5cm的页边距。论文第一页为题目（自拟）、队员（班级、姓名、联系电话）；第二页为摘要；第三页开始是论文正文。论文题目用3号黑体字、一级标题用4号黑体字，并居中。论文中其他汉字一律采用小4号宋体字，行距用单倍行距。 A题洁具流水时间设计 我国是个淡水资源相当贫乏的国家，人均可利用淡水量不到世界平均数的四分之一。特别是近几年来，由于环境污染导致降水量减少，不少省市出现大面积的干旱。许多城市为了节能，纷纷采取提高水价、电价的方式来抑制能源消费。而另一方面，据有关资料报道，我国目前生产的各类洁具消耗的能源（主要是指用水量）比其它发达国家的同类产品要高出60%以上。 某洁具生产产家打算开发一种男性用的全自动洁具，它的单位时间内流水量为常数v，为达到节能的目的，现有以下两个控制放水时间的设计方案供采用。 方案一：使用者开始使用洁具时，受感应洁具以均匀水流开始放水，持续时间为T，然后自动停止放水。若使用时间不超过T-5秒，则只放水一次，否则，为保持清洁，在使用者离开后再放水一次，持续时间为10秒。 方案二：使用者开始使用洁具时，受感应洁具以均匀水流开始放水，持续时间为T，然后自动停止放水。若使用时间不超过T-5秒，则只放水一次，否则，为保持清洁，到2T时刻再开始第二次放水，持续时间也为T。但若使用时间超过2T-5秒，则到4T时刻再开始第三次放水，持续时间也是T……在设计时，为了使洁具的寿命尽可能延长，一般希望对每位使用者放水次数不超过2次。 该厂家随机调查了100人次男性从开始使用到离开洁具为止的时间(单位：秒)见下表： （1）请你根据以上数据，比较上述两种设计方案从节约能源的角度来看，哪一种更好？并为该厂家提供设计参数T（秒）的最优值，使这种洁具在相应设计方案下能达到最大限度节约水、电的目的； （2）从既能保持清洁又能节约能源出发，你是否能提出更好的设计方案，请通过建立数学模型与前面的方案进行比较。 B题手机购买方案

眼科病床的合理安排分析

承诺书 我们仔细阅读了中国大学生数学建模竞赛的竞赛规则. 我们完全明白，在竞赛开始后参赛队员不能以任何方式（包括电话、电子邮件、网上咨询等）与队外的任何人（包括指导教师）研究、讨论与赛题有关的问题。 我们知道，抄袭别人的成果是违反竞赛规则的, 如果引用别人的成果或其他公开的资料（包括网上查到的资料），必须按照规定的参考文献的表述方式在正文引用处和参考文献中明确列出。 我们郑重承诺，严格遵守竞赛规则，以保证竞赛的公正、公平性。如有违反竞赛规则的行为，我们将受到严肃处理。 我们参赛选择的题号是（从A/B/C/D中选择一项填写）： B 我们的参赛报名号为（如果赛区设置报名号的话）：0837 所属学校（请填写完整的全名）：哈尔滨工程大学 参赛队员(打印并签名) ：1. 王蛟 2. 张艺馨 3. 朱庆飞 指导教师或指导教师组负责人(打印并签名)： 日期：2009年09月14日赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）：0837

编号专用页 赛区评阅编号（由赛区组委会评阅前进行编号）： 全国统一编号（由赛区组委会送交全国前编号）：全国评阅编号（由全国组委会评阅前进行编号）：

眼科病床的合理安排 摘要 本文主要讨论某医院眼科病床的合理安排问题，建立一个眼科病床的合理安排模型解决了FCFS(先到先服务)规则引起等待入院队伍越来越长的问题。为了得到一个简单又高效的模型，我们首先制定了合理的模型评价指标——床位效率指数、患者等候时间和入院优先级，并用该评价指标对所建模型进行评价。 模型一提出了一种新的安排患者入住的优先级原则，根据病人优先级的高低确定应该安排哪些病人住院。当确定模型启动点后,依据病人的病情的轻重、疾病占总人数的比例高低、在队列中等待时间的长短以及医院不同疾病的手术安排时间设置的不同的权重系数。设置权重时我们采用层次分析法，对判断矩阵进行一致性检验后，将特征向量进行归一化处理，得到优先级表达式的权重系数。 模型二从方便管理的角度，应用排队论理论求得每类疾病的平均逗留时间，然后利用目标规划方法建立眼科病床比例分配模型，该模型以病人在系统内的平均逗留时间最小为目标函数，最后用Lingo软件计算后得到病床的最优比例为7：36：16：8：12（从左至右依次对应外伤、视网膜疾病、白内障（双眼）、白内障（单眼）和青光眼）。 本文的特点在于充分考虑到导致等待队伍越来越长的因素，根据合理的分析以及权系数来设定入院的优先级，建立了一个合理的眼科病床安排模型，具有床位效率指数高，等候时间相对较短的特点。 关键词：眼科疾病、病床安排、评价指标体系、层次分析法、排队论、数学规划模型、优先级

2009数学建模试题与答案

华南农业大学期末考试试卷（A卷）2009学年第二学期考试科目：数学模型 考试类型：（闭卷）考试时间：120分钟 学号姓名年级专业 1、（13分）设已知某正方形板材边长20cm，现将之加工出半径为1cm的 圆盘，请对下面给出的两种排列方法，写出能加工出的尽可能多的圆盘数。 （1）排列1：圆盘中心按正方形排列（如右图）的尽可能多 的圆盘数。（4分） 解：圆盘总数： 2020 100 22 ?= 排列2：圆盘中心按六角形排列（如右图）的尽可能多的圆盘数。 （4分） 解：行数：111 += 圆盘总数： 2011 11105 22 - ? += （2）设计出不同于(1)(2)的方案，且加工出的圆盘更多。（5 分） 解：前三行正方形，后八行六角形，圆盘总数为106 （此题考虑的是当两种方案当两种方案被提出的时候，但仍需改进的时候，应该考虑这两者的综合是否可行，如果可行，则给出方案。） 2、（10分）在举重比赛中，运动员在高度和体重方面差别很大，请就下面 两种假设，建立一个举重能力和体重之间关系的模型： （1）假设肌肉的强度和其横截面的面积成比例。5分 （2）假定体重中有一部分是与成年人的尺寸无关，请给出一个改进模型。5分 解：设体重w（千克）与举重成绩y （千克） （1）由于肌肉强度(I)与其横截面积(S)成比例，所以y∝I∝S 设h为个人身高，又横截面积正比于身高的平方，则S ∝ h2 再体重正比于身高的三次方，则w ∝ h3 （2）a, 则一个最粗略的模型为 更好的模型：() y k w aγ =-

3、 （10分）在超币购物时你压意到大包发商品比小包装面品便宜这种现象 了吗？比如洁银牙膏50g 装的每支1.50元，120g 装的每支3.00元，二 者单位重量的价格比是1.2:1，试用比例方法构造模型解释这个现象。 （1）请写出商品价恪c 与商品重量w 的关系，其中价格由生产成本、包装成本和其它成本等决定，这些成本中有的与重量w 成正比，有的与表面积成正比，还有与w 无关的因素。（5分） （2）给出单位重量价格c 与w 的关系，并解释。（5分） 解：（1）生产成本主要与重量w 成正比，包装成本主要与表面积s 成正比，其他成本也包含w 和s 成正比的部分，上述三种都含有与w 和s 均无关的成分。又因为形状一定时有23 s w ∝，故商品的价格可表示为23 C w w αβγ=++，,,αβγ为大于0的常数。 （2）单位重量价格1 1 3C c w w w αβγ--==++。显然c 是w 的减函数，说明大包装比小包装 4、 （10分）药的剂量和用药间隔时间应该如何调节，才能保证在血液中维持安全有效的药物浓度？设H 为药物的最高安全量级，L 为最低有效量 级，x 0为每次所开药物的剂量，T 为用药间隔时间。现给定H ＝2.5mg/ml ，L ＝0.5mg/ml 。并假定血液中药物浓度的减少速率与浓度成正比（设比例系数k ＝0.01）， （1）写出第n 次用药期内的药物浓度变化的动力学模型；5分 解： 设C n (t )表示第n 次用药期内时刻t 的药物浓度，其变化的动力学模型为： 其中：x 0 = H -L = 2 mg/ml ， （2）请在安全有效范围内对用剂量的浓度和用药间隔制定一个用药计划。5分 解：11 2.5 ln ln 160.94380.010.5 H T k L === 5、 （13分）设在一个一个岛屿上栖居着食肉爬行动物和哺乳动物，又长着 茂盛的植物。爬行动物以哺乳动物为食，哺乳动物又依赖植物生存，假 设食肉爬行动物和哺乳动物独自生存时服从Logistic 变化规律，植物独自生存时其生物量的增长服从指数增长规律。 （1） 请建立三者关系的模型；5分 解：将植物、哺乳动物和爬行动物的数量分别记为x 1(t )、x 2(t )和x 3(t )，则三者关系模型为： 1111222 22 2132 33 33 323()()()dx x r x dt dx x x r x x dt K dx x x r x dt K λλμλ?=-???=--+-???=--+?? （2） 求平衡点；3分 01 () ()(0)n n n n dC t kC t dt C x R -?=-? ??=+?102()kT n n and R x R e ---=+10kT R x e -=1 02()kT n n and R x R e ---=+

眼科病床合理安排课件

眼科病床合理安排 摘要 本文讨论了病床的合理安排问题，属于优化问题中的排队问题。我们根据原始数据利用EXCEL 软件进行了统计分析，得出各类眼科病人的平均等待时间等相关数据信息。 对于问题一，我们综合考虑医院与病人的利益，提出了平均病床周转次数A 、病人住院平均等待时间B 、等待住院病人队列长度C 、等待住院病人队列变化趋势这四项评价指标，用以对病床安排模型的优劣进行评价。并利用该评价指标体系对医院当前的病床安排模型进行了评价。 对于问题二，我们基于医院的当前情况，以平均病床周转次数A 为优化目标，以改进后的优先非抢占排队思想为依据，采用优先级随时间变化的规则来进行病床安排，并根据五类眼科病人的平均住院时间设置了初始优先度值，建立起单目标优化模型一。我们利用模型一对前来门诊的病人重新进行病床安排，得出了相关结果。由结果我们可以看出，模型一可以较好的解决医院的等待住院病人队列越来越长的问题。我们利用问题一里确定的评价指标体系对模型一进行了评价，并将其与医院当前采用的模型进行了对比分析，突显出模型一的优势。 对于问题三，我们根据问题二里得出的病人信息，统计出了各类病人的平均等待时间和等待队列长度，发现在模型一的病床分配方案下，每天门诊总病人数与出院总人数大致平衡。于是，我们可以根据各类病人的等待时间分布来给出门诊病人的入院时间区间：外伤：1天；视网膜疾病：（10，15）天；青光眼：（7，12）天；白内障单眼：（4，8）天。白内障双眼病人需视门诊时间而定。 对于问题四，在周六、周日不安排手术的情况下，利用模型一重新对病人进行入院安排，并用评价指标体系对结果进行了评价，发现分配结果并不理想，等待队列长度很长，且等待入院的病人队列会越来越长。因此，我们认为医院手术时间应该调整，我们建议将白内障双眼病人的手术时间由原来的每周一、周三调整到每周三、周五。 对于问题五，我们利用多服务台排队系统c M M //来进行求解。我们以平均逗留时间最短为目标函数，建立起病床优化分配模型，并通过MATLAB7.0软件进行编程求解，得出病人在系统内的平均逗留时间最短为13.92天，五类疾病病床 通过定义医生工作强度值Q 来对不同可行解进行评判。 关键词：病床安排 排队论 改进的优先非抢占排队思想 多服务台排队系统c M M //

2009年全国大学生数学建模竞赛D题

2009高教社杯全国大学生数学建模竞赛题目 （请先阅读“全国大学生数学建模竞赛论文格式规范”） D题会议筹备 某市的一家会议服务公司负责承办某专业领域的一届全国性会议，会议筹备组要为与会代表预订宾馆客房，租借会议室，并租用客车接送代表。由于预计会议规模庞大，而适于接待这次会议的几家宾馆的客房和会议室数量均有限，所以只能让与会代表分散到若干家宾馆住宿。为了便于管理，除了尽量满足代表在价位等方面的需求之外，所选择的宾馆数量应该尽可能少，并且距离上比较靠近。 1 筹备组经过实地考察，筛选出10家宾馆作为备选，它们的名称用代号①至⑩表示，相对位置见附图，有关客房及会议室的规格、间数、价格等数据见附表1。 根据这届会议代表回执整理出来的有关住房的信息见附表2。从以往几届会议情况看，有一些发来回执的代表不来开会，同时也有一些与会的代表事先不提交回执，相关数据见附表3。附表2，3都可以作为预订宾馆客房的参考。 需要说明的是，虽然客房房费由与会代表自付，但是如果预订客房的数量大于实际用房数量，筹备组需要支付一天的空房费，而若出现预订客房数量不足，则将造成非常被动的局面，引起代表的不满。 会议期间有一天的上下午各安排6个分组会议，筹备组需要在代表下榻的某几个宾馆租借会议室。由于事先无法知道哪些代表准备参加哪个分组会，筹备组还要向汽车租赁公司租用客车接送代表。现有45座、36座和33座三种类型的客车，租金分别是半天800元、700元和600元。 请你们通过数学建模方法，从经济、方便、代表满意等方面，为会议筹备组制定一个预订宾馆客房、租借会议室、租用客车的合理方案。

附表2 本届会议的代表回执中有关住房要求的信息（单位：人） 价格的房间。合住是指要求两人合住一间。独住是指可安排单人间，或一人单独住一个双人间。 附表3 以往几届会议代表回执和与会情况

关于医院眼科病床的合理安排问题

关于医院眼科病床的合理安排问题 摘要： 本文通过对近几个月医院病人信息的研究，综合分析影响医院病床安排的因素，建立适合的模型，最大程度提高对医院资源的有效合理利用，减少患者等待时间，尽快就医。 到医院就诊排队是一种司空见惯的现象，由于患者到达和医疗服务时间的随机性，患者来源数量在理论上是无限的，而医疗资源是有限的，如何在有限资源配置下，利用上述排队模型理论和计算机模拟，结合患者的服务记录获得的相关数据，对其做出定性、定量的数量指标，进而进行预测、分析和评价，通过优化设计，实施动态管理，根据医院的实力，完善设施和配备，合理增加医护人员的数量，提高医生的诊疗技术水平，有效缩短平均诊疗时间及其波动程度，提高效率，缩短等候时间，统一诊疗程序，为患者排忧解难。显然，应用排队论，一方面可以有效地解决医院服务系统中人员和设备的配置问题,为医院管理提供可靠的决策依据；另一方面通过系统优化,找出患者与医院两者之间的平衡点，既减少患者排队等待时间，又不浪费医院人力物力，从而获取最大的社会效益和经济效益。 我们面临的主要问题是医院病人排队的序列越来越长，而在不考虑医院的硬件条件，即手术条件充分的情况下，唯有提高医院资源的利用率，才能最大化的解决队列长的问题，而这其中，病床利用率是一想重要的指标。 床位工作效率是衡量医院卫生资源利用的指标，即要看床位的使用率，又要看床位周转次数，以避免高使用率，低周转次数的资源浪费；或是高周转，低使用率的另一种资源浪费（床位使用不充分）。 关键词： 排队论; 随机模型；医院病床合理安排；权重平均数；MATLAB

目录 1.问题重复与分析 2.模型假设 3 符号约定 4 模型建立与求解 4.1问题一的分析与求解 4.2模型一分析与求解 4.3问题三的分析与求解 4.4题四的分析与求解 4.5 模型二分析与求解 5 参考文献

眼科病床的合理安排

眼科病床的合理安排 摘要 医院作为卫生体系的重要组成部分和医疗卫生服务的主要组织机构，要适应新时期卫生工作的要求，就必须加强全面质量管理。 首先，本文对影响病床安排的影响因素进行了一个全面客观地分析，肯定了目前安排的优劣。 针对问题一，通过对影响因素在病床安排中所占的比重以及专家的测定分别确定了病床平均有效利用率、病床的平均周转率和眼科病人的满意度的权重系数，进而建立起一个眼科病床的合理安排的评价指标。 针对问题二，选取问题中所给的部分数据建立了一个线性规划和0-1规划模型，以眼科病人入院到第一次手术的等待时间最小作为目标函数，通过此模型来解决根据第二天的拟出院病人数来确定第二天应该安排哪些眼科病人住院，在此基础上利用已经确定的评价指标证明了此模型优于该医院目前的安排病床模型； 针对问题三，考虑到每种类型的眼科病人在医院的观察时间和医院所规定的手术时间，可以将每种类型的眼科病人分开进行讨论，利用正态分布的平均值和标准差分别确定当时医院条件下每种类型眼科病人门诊后的大致入院区间。 针对问题四，可以在问题二中所建的0-1规划模型的基础之上，对约束条件的部分系数进行重新的确定。根据求解的目标函数值的比较得出医院的手术安排时间需要相应的调整。 针对问题五，一定时期内，每种类型眼科病所有病人的病床使用总时长可直接反映这种病人对病床的需求程度，因此就可将每种疾病所有病人的病床使用总时长之间的比列来作为疾病的病床分配比列。 关键词: 病床合理安排权重系数评价指标0-1规划正态分布

一、问题重述 1.1 问题背景 1.2 目标任务 二、模型的假设 1、医院的每个医生都可以做任何一种眼科病的手术； 2、入院当天即为观察的第一天； 3、每天的病床全部用完（即79张病床全部用完）； 4、不考虑当天同一个病床的出院病人和入院病人之间的时间间隔； 5、假设每一次的手术都成功； 6、设病人一旦安排好入院时间，此病人就一定会入住。 三、符号说明 A ：病床合理安排评价指标； 1B ：床位的平均有效利用率； 2B ：病床的平均周转率； 3B ：病人平均满意度； )5,...1(=i X i ：第i 类眼科病人的平均恢复力（从第一次手术到出院的时间），5,,1?=i 分 别表示白内障，白内障（双眼），青光眼，视网膜疾病，外伤； )10,,1,5,,1(?=?=j i Y ij ：第i 类病人的第j 种恢复力； )10,,1,5,,1(?=?=j i Z ij ：第i 类病人的第j 种恢复力相同的总人数； )7,,1(?=i F i ：从门诊到入院的第i 种等待时间； )7,,1(i ?=i G ：从门诊到入院的第i 种等待时间的总人数； )7,,1,5,,1(?=?=j i C ij ：第i 类病人从入院到2x 手术的第j 种等待时间；

眼科病床合理安排数学建模优秀

眼科病床合理安排数学建模优秀

眼科病床合理安排 摘要 本文讨论了病床的合理安排问题，属于优化问题中的排队问题。我们根据始数据利用EXCEL软件进行了统计分析，得出各类眼科病人的平均等待时间等相关数据信息。 对于问题一，我们综合考虑医院与病人的利益，提出了平均病床周转次数A、病人住院平均等待时间B、等待住院病人队列长度C、等待住院病人队列变化趋势这四项评价指标，用以对病床安排模型的优劣进行评价。并利用该评价指标体系对医院当前的病床安排模型进行了评价。 对于问题二，我们基于医院的当前情况，以平均病床周转次数A为优化目标，以改进后的优先非抢占排队思想为依据，采用优先级随时间变化的规则来进行病床安排，并根据五类眼科病人的平均住院时间设置了初始优先度值，建立起单目标优化模型一。我们利用模型一对前来门诊的病人重新进行病床安排，得出了相关结果。由结果我们可以看出，模型一可以较好的解决医院的等待住院病人队列越来越长的问题。我们利用问题一里确定的评价指标体系对模型一进行了评价，并将其与医院当前采用的模型进行了对比分析，突显出模型一的优势。 对于问题三，我们根据问题二里得出的病人信息，统计出了各类病人的平 均等待时间和等待队列长度，发现在模型一的病床分配方案下，每天门诊总 病人数与出院总人数大致平衡。于是，我们可以根据各类病人的等待时间分 布来给出门诊病人的入院时间区间：外伤：1天；视网膜疾病：（10，15）天； 青光眼：（7，12）天；白内障单眼：（4，8）天。白内障双眼病人需视门诊时 间而定。 对于问题四，在周六、周日不安排手术的情况下，利用模型一重新对病 人进行入院安排，并用评价指标体系对结果进行了评价，发现分配结果并不 理想，等待队列长度很长，且等待入院的病人队列会越来越长。因此，我们 认为医院手术时间应该调整，我们建议将白内障双眼病人的手术时间由原来 的每周一、周三调整到每周三、周五。 对于问题五，我们利用多服务台排队系统c /来进行求解。我们以平均 M M/ 逗留时间最短为目标函数，建立起病床优化分配模型，并通过MATLAB7.0软件进行编程求解，得出病人在系统内的平均逗留时间最短为13.92天，五类疾病 法，通过定义医生工作强度值Q来对不同可行解进行评判。 关键词：病床安排排队论改进的优先非抢占排队思想多服务台排队系统

2009年数学建模试题

房地产业发展问题 住房问题是关系民生的大问题。自2001年以来，随着居民生活水平提高，居民消费结构升级带动产业结构升级，工业化进程加快和城镇化率快速提高，使中国经济进入了以住房、汽车、电子通讯、能源和基础原材料业较快发展的新一轮增长周期。其中，房地产、钢铁、水泥等行业投资迅猛增长，带动了整个固定资产投资的快速增长。2004年1-2月份固定资产投资完成额增长53％，经济运行中出现了新的不平衡，能源、运输供应紧张，居民消费品价格指数(CPI)开始走高（6月同比上涨5％），中国经济运行出现偏热的迹象。 从2003年下半年开始，房地产业在发展过程中出现了部分地区房地产投资过热、房价上涨过高的现象，各项指标表明中国房地产存在一定程度的泡沫（测定房地产泡沫的指标可参照附件一）。为保持经济健康稳定的发展，近年来，中央政府综合运用经济、法律和必要的行政手段，以区别对待和循序渐进的方式，对房地产业连续出台了一系列宏观调控政策。从阶段和性质上分析，可划分为两个阶段。第一阶段：2003年以“121号文”为标志，紧缩型房地产调控拉开序幕，2004年调控加强，2005-2006年达到高潮，2007年属于持续阶段，并延续至2008年上半年。第二阶段：从2008年下半年开始，由地方到中央，开始放松调控，其性质是松绑，节奏逐渐加快，这是一个过渡性的阶段。总体来看，调控初见成效。但房地产市场仍然存在住房供给结构不合理、部分城市房价上涨太快、中低收入居民住房难以满足等问题。 2008年，在世界金融危机和国内经济下行的双重外部压力下，在行业自身调整的内部推动下，全国房地产市场出现了周期性变化，由增长期转变为衰退期，2009年世界经济形势非常严峻，这场百年一遇的金融危机，目前尚看不出何时会到底，最坏的时间或许还没有到来，世界经济步入衰退，已没有什么悬念，这必将对我国房地产业产生巨大影响。 附件二提供了1998——2008年我国相关房地产政策，附件三提供了某城市2003——2008年房地产业的部分数据，请针对以下问题进行研究。 问题一：试建立数学模型阐述房地产市场发展与经济发展的关系。2009年该市的房地产市场发展形势如何？ 问题二：试建立数学模型分析影响房地产业发展的因素，该模型对于政府调控房地产市场有何指导作用？ 问题三：作为建设小康社会的一项重要指标，在房地产业健康稳定发展的前提下（可参照附件一中的部分指标），欲使该市人均住房面积在2015年达到30平方米，政府应采取哪些措施？ B题纯净水安全监控问题 日趋加剧的水污染，已对人类的生存安全构成重大威胁，成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查，在发展中国家，各类疾病有8%是由于饮用了不卫生的水而传播的，每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡，因此，水污染被称作"世界头号杀手"。 我国政府对纯净水安全问题十分重视，已将纯净水安全作为一项重要的公共管理目标，采取了一系列措施，强化纯净水安全的监管，并取得了初步成效。但纯净水安全问题的总体形势仍不容乐观，依然存在一系列隐忧，近年来食品安全方面的恶性、突发性事件屡屡发生。2007年07月12日，南通一纯净水厂发生造假事件。2008年3月底，贵阳市发生数百人感染甲肝事件，经卫生部中国疾控中心专家组核查，确认“竹源牌”桶装水是造成疫情爆发的主因。2009年03月25日，某大学B区学生饮用了“清清”牌桶装纯净水后，百余学生先后出现集体腹泻事件。2009年2月26日，湖南师范某寝室在长沙爱高普纯净水有限公司订购的桶装纯净水中出现了黑色虫子事件。生物性和化学性污染对纯净水安全的影响愈来愈严重。 本问题主要考虑纯净水的以下危害因素: （按照危害的严重性依次给出） “电导率”: 是纯净水的特征性指标，反映的是纯净水的纯净程度，以及生产工艺控制的好坏，“电导率”根本达不到国家卫生标准要求，与自来水无异，根本不能算做纯净水。 菌落总数: 是指纯净水检样经过处理，在一定条件下培养后所取1ml（g）检样中所含菌落的总数。它可以作为判定纯净水被污染程度的指标之一。 大肠菌群：反映纯净水加工过程中对大便污染程度的一个指标。数值越高证明污染越严重。 霉菌：食物霉变后产生，直接引起中毒，或产生致癌物质，毒害人体。 纯净水的安全危机的爆发，往往是日常的监控机制和管理长期存在漏洞的反映。完整、有效的纯净水安全风险分析监测预控，为政府及有关部门实施控制措施提供决策依据和技术支持，可以有效提高纯净水安全监管效率和管理水平，及时化解可能出现的安全危机。近年来，我国在从国家宏观层面探讨建立纯净水安全预警机制的研究方面，已取得了不少理论成果但由于我国地域辽阔，经济社会发展水平很不平衡，如何构建有效的预警机制并应用到饮用水安全监控过程还处于起步阶段。 某城区共有九家生产并销售纯净水的公司，其中A公司和B公司规模较大，其余均为小公司。针对该城区提供的近年的关于各公司的纯净水检测报告（见附件），请你利用数学建模的方法回答以下问题：

2009年全国大学生数学建模B题

眼科病床的合理配置优化模型 摘要：本文将眼科患者中除外伤（一般作为急症处理）外的三种患者以平均等 待时间（从门诊就诊到入院的时间 + 手术准备时间）最短衡量病床安排方案合理程度，并以此为基础建立合理的评价指标体系；利用Matlab软件对医院所提供的有关数据进行了详细的分析处理，运用排队论建立了该医院病床安排模型，将分配床位的结果（等待时间）与原来等待时间做了比较，说明运用此模式分配床位更合理；根据每个窗口最大接收病人的能力以及住院病人及等待住院的病人的统计情况，可以在门诊就诊时告诉需要住院的病人大致入院时间；同时，在周六、周日不安排手术的情况下，对该医院病床安排模型进行了相应的调整；建立了使得病人在系统内的平均逗留时间(含等待入院及住院时间)最短的病床比例分配模型。 关键词：眼科医院；病床；安排；模型；排队论 一、问题重述 医院就医排队是大家都非常熟悉的现象，由于眼科病人的病情严重程度存在差异，有的只需要一次手术就可以治愈，有的需要二次手术(比如白内障患者分一只眼和两只眼患病两种情况)，并且在入院前和术前一般都有等待时间，在术后都有不同长度康复时间(这里指需要留院观察的时间)，会有很多患者为就诊治病而等待比较长的时间，为解决这种问题，如果医院增添服务人员和设备，就需要增加人力和物力的投资，若处理不当，很有可能对医院造成资源的浪费；不采取相应的措施，则排队等待时间太长的现象很难得到改善，对患者和社会都会带来不良影响。为此，采用排队论的有关理论[2]，利用计算机对一个客观复杂的排队系统的结构和行为进行动态模拟，以获得反映其系统本质特征的数量指标结果，进而预测、分析或评价该系统的行为效果，为决策者提供决策依据。因此，医院管理人员要考虑如何在这两者之间取得平衡，以便提高服务质量，降低服务费用.。 二、问题假设 1、假设就医患者在某段时间区间内到达的患者数的概率与这段时间的长度和患者数有关； 2、在不相同的时间区间内到达的患者数是相互独立的； 3、在同时间点上就诊或手术最多到达1个患者，不存在同时到达2个以上患者的情况； 4、在有限的时间区间内只能到达有限个患者，不可能有无限个患者到达；

试卷试题 眼科病床的合理安排数学建模竞赛试题

眼科病床的合理安排 摘要 本文通过研究某医院眼科病床的合理安排问题，建立了合理的评价指标体系指导医院眼科病床的安排，旨在改善该医院眼科病人等待入院的队列越来越长的问题，使得医院和病人的利益达到“双赢”。 针对问题一，由于附表所给数据存在缺失，本文采用均值填补法对缺失数据进行填补。由于不同类型病人的入住时间对医院床位的影响程度不同，在确定评价指标体系时，将病人分为急症型(外伤)、白内障型(双眼)、白内障型(单眼)、视网膜型疾病及青光眼型五类。利用YAAHP层次分析软件建立层次结构模型结合每类病人的最短和最长住院时间确定四个等级，即优、良、中、差作为该医院眼科病床的合理评价指标体系，并得出医院采用FCFS规则不合理的结论。 针对问题二，由于医院的病床空余数量受各类病人的手术难度、术前准备时间、术后恢复及观察时间等因素的影响，因此以白内障型病人的手术时间为分段标准，将一个星期的时间分为三段，一方面保证医院当天安排的各类入院病人的比例与各类来诊病人的比例满足正相关的关系，另一方面通过合理分配不同类病人入院人数控制医院床位的流动速度，从而减轻医院的病床不足的压力，以此建立双目标线性规划模型，并通过MATLAB解得了三个阶段的最优结果。 针对问题三，首先将病人按类型分类，根据问题二中的求解结果，结合等待入院病人的统计情况确定各类病人所需的平均最短及最长时间，确定各类病人的大致入住时间区间。 针对问题四，以问题二的算法为基础，通过MATLAB编程计算出在目前该医院手术安排时间下，医院每天安排的不同类病人数的平均入院到出院时间，并通过问题一中的评价指标体系进行评价，评价结果处于优等，得出医院不需要对手术时间再进行调整的结论。 针对问题五，要使得平均逗留时间最短，那么各类病人的术前准备时间相应的也要最短。根据题意可知白内障病人及外伤病人的术前准备时间为1天，青光眼、视网膜疾病病人的术前准备时间为2天，并且平均逗留时间等于等待入院时间与住院时间之和。以平均逗留时间为目标函数，建立了线性规划模型，并利用LINGO软件求出五类病人的病床分配比例为外伤：白内障(单眼)：白内障(双眼)：青光眼：视网膜疾病=11：14：19：9：26。 本文利用多种软件进行数据处理，尽最大可能的挖掘了隐含信息的规律。最后对模型进行了优化，通过SPSS线性回归拟合对缺失数据进行回归填补，并对回归方程利用ANOVA变异数分析进行了显著性差异的F检验。 关键词：层次分析法；多目标规划；线性规划；均值填补；回归填补

2009年数学建模A题

2009年数学建模比赛A题 制动器实验台控制方法的分析模型 摘要：本文研究制动器实验台上对所设计的路试进行模拟的问题，介绍了一 种采用电动机进行能量补偿实现惯量模拟的方法，给出了能量补偿的数学模型。第三题中，运用物理学刚体转动中的转动惯量知识，并大量计算和证明，逐渐建立电动机驱动电流依赖于客观测量的数学模型。文中用MATLAB软件对数据进行处理和分析，并结合拟合图像顺利完成对模型的改造。 关键字：等效转动惯量机械惯量路试扭矩驱动电流

一．符号说明 Q J 等效转动惯量； M J 为机械惯量； 0ω为制动初始角速度； ()t ω为t 时刻的制动角速度； ()E t 为电动机提供的能量； ()W t 电动机从初始到t 时间内所做的功； E M 为电动机在制动过程中提供的扭矩； i ω为第i 到第i+1时间的角速度； i M 为第i 到第i+1时间段的扭矩； i m 电动机提供的扭矩； M 制动器恒定外力提供的扭矩； i e 在i 到i+1时间段内路试与实验台能量差； i α是i 时刻的角加速度。 二．问题分析 汽车的行车制动器联接在车轮上，它的作用是在行驶时使车辆减速或者停止。制动器的设计是车辆设计中最重要的环节之一，直接影响着人身和车辆的安全。为了检验设计的优劣，必须进行相应的测试。 第一题和第二题主要求解等效转动惯量大小，转动惯量是描述刚体在转动中的惯性大小的物理量，它等于刚体上各质点的质量与各质点到转轴的距离平方的乘积之和，如果刚体上的质点是连续分布的，则其转动惯量可以用积分进行计算，即2J r dm =?。[1] 第三题建立电动机驱动电流依赖于可观测量的数学模型，其中可观测量包括主轴的瞬时转速与瞬时扭转，且实验台采用的电动机的驱动电流与其产生的扭矩成正比，所以问题转化为求电动机的扭矩，求解扭矩需应用一些知识 ：（1）功率P ＝扭矩×角速度ω（公式推导：功率P ＝功W÷时间t=力F×距离s/t

眼科病床的合理安排

眼科病床的合理安排 摘要 某医院眼科门诊每天开放，对眼疾病患者进行诊断并实施住院安排，安排方案的合理性对医院和病人的利益都会产生影响，因此我们针对病床的安排问题建立了相关数学模型，并进行了分析和讨论。 对于问题一，要实现合理的住院安排，需要有合理的评价指标体系。我们从医院和病人两方面进行考虑，建立了病床有效利用指数、病人满意度函数共同作用的双向评价指标体系，实现了对医院病床安排方案的优劣性评价。 对于问题二，以病人等待住院及等待手术时间之和最短为目标，建立动态规划模型，确立了各类病人的入院时间优先级，创立了安排方案，再利用计算机编程对病人住院全过程进行了仿真，最后利用问题一的双向评价指标体系对模型进行了评价，验证了安排方案的合理性。 对于问题三，根据统计情况，建立基于概率论的边界优化预测模型，在病人门诊时即可得到病人入住时间区间，使得病人了解了自己的住院时间情况。 对于问题四，以病人的满意度指标为决策变量，确定医院手术时间安排需做出相应调整。利用仿真模型对调整的不同策略进行仿真并通过比较病人满意度择取最优策略，得到医院手术最佳调整方案。 对于问题五，眼科室分为若干科室，医院为便于管理，需要为各科室按比例分配病床。为求解该比例，我们以所有病人在整个系统内平均逗留时间最短为目标，以各科室床位数与病人平均逗留时间的函数关系、病床总数限制为约束条件，建立基于排队论思想的规划模型，最终求解得到最佳床位比例。 关键词双向评价指标体系动态规划计算机仿真排队论

一问题的重述 1.1 基本情况 某医院眼科门诊主要进行白内障、视网膜疾病、青光眼和外伤四类手术，患者每天均可来治疗，治疗流程如下 图1 入院就诊流程图 医院有79张病床，在病床的安排上对全体非急症病人采取FCFS规则。 1.2 相关信息 白内障患者周一、周三进行手术，术前准备只需1-2天，其中做两只眼的患者一般是周一做一只，周三做另外一只；外伤有空床位即可安排住院，住院后第二天可进行手术；其他眼科疾病术前准备只需2-3天，但是术后观察时间长，根据需要安排手术时间，一般不安排在周一、周三。 附录是2008-7-13至2008-9-11时间段内各类病人门诊、住院、手术以及出院的时间概况。数据可分为三部分：第一部分，病人入院时间、手术时间以及出院时间全部已知；第二部分，只知病人入院时间以及手术时间，出院时间未知；第三部分，仅知病人门诊时间，其他未知。 1.3 需要解决的问题 医院的先到先得安排模型使得越来越多的病人排队等候住院，这就涉及到资源的合理利用，需要解决的问题： (1) 确定合理的评价指标体系，对该医院的病床安排模型进行优劣分析。 (2) 根据住院部当前的情况，建立数学模型，使得院方能根据第二天拟出院人数确定具体的病床安排方案，并用问题一中的评价指标体系对该病床安排模型进行评价。 (3) 已知医院住院病人及等待住院病人的人数统计情况，建立合适的模型，使得在病人门诊能知道其住院时间区间。 (4) 在医院住院部周六、周日不安排手术的情况下，得出问题二的安排方案；并分析医院的手术时间安排是否应该调整。 (5) 一般情况下，医院为了便于管理，在安排病床问题上采取一定的方案，使得各类病人占用病床的比例大致固定。依此方案，建立满足所有病人在系统内的逗留时间（包括等待入院及入院时间）最短的病床比例分配模型。 二模型假设 (1) 在建模过程中，只有外伤属于急症，其他眼科疾病不考虑急症。 (2) 病床安排时不考虑手术条件的限制。 (3) 附录中的数据准确可靠，数据处理过程正确。 (4) 白内障双眼病人的手术时间在一周内完成。 (5) 病人到达医院的相继到达时间间隔独立且服从参数为λ的负指数分布。 (6) 病床的服务时间独立同分布且服从参数为μ的负指数分布。 (7) 同一疾病的住院到手术时间比较接近，不存在巨大差别，但是术后到出院时间长短不同，这与病人的自我恢复能力和医院个别病患管理不当有关，只要管理得当，可以有效控制。(8) 该医院眼科手术条件比较充分，在考虑病床安排时可不考虑手术条件的限制，即假设每天手术个数无上限。 (9) 入院排队病人不会因等待时间的长短离开医院，即排队系统容量无穷大；

2009年全国大学生数学建模竞赛C题

竞赛目的： 培养数学知识的应用能力；培养创新意识；培养新技术的应用能力；培养团体协作能力。 竞赛的发展方向： 以竞赛促进教学与科研；走向国际化。更注重现有知识的应用于拓展。 本 问题条件不明确，比如：轨道形状等 任务少，且不明确 所用数学知识较多 不是优化问题，但包含优化思想 学生普遍做的不好 全国参考评审建议结果不正确 球面几何问题。 全国评审建议 （1）关于椭圆轨道：数值寻优 （2）关于地球自转参考建议不正确 正六边形覆盖。 平面上是最优的覆盖方式，2005年研究生竞赛题：hoc 网络蜂窝通讯及94年本科生竞赛题无线电频道分配。 球面上未必如此，评审建议结果有错，不考虑边界（应为48正六边形）

评审建议的具体算法 （1） 求球带的表面积 （2） 每个测控站的测控范围（球冠 （3） 考虑测控范围的重叠（球面正六边形，球冠的 0.827） （4） 考虑边界 论文处理 一．问题描述 主要是用自己的语言请该问题的背景及需要接军的问题以及自己打算怎样来处理该问题作简要介绍。 二．关于问题一（20分） 相关假设及符号说明 模型一 1.假设地球是球体，卫星轨道是圆 2.地球半径为R ，卫星高度为H sin(18093*)sin 93 *87arcsin(sin 93) 3602*R R H R R H n θθθ+=--=-+??=????

一般结果： 或者给出不同n 的H 的范围。 模型二．（15分） 1.假设地球是球体，卫星轨道是椭圆 2.地球半径为R ，卫星高度近地点为h ， 远地点为H 。 卫星轨道椭圆方程： cos (02)sin x a y b ? ?π? =?≤≤? =? 地球球面圆方程： cos (02)sin x c R y R θ θπθ =+?≤≤? =? 其中， ()/2,a R H h b =++= 考虑测控站 i 的位置(,)i P R θ 测控轨道起点11(,,)i i Q a b ?， 测控终点12(,,)i i Q a b ? 向量： (cos cos ,sin sin ),(cos ,sin ) i ij ij i ij i PQ a c R ba R OP R R ?θ?θθθ=---=