数学建模 渡口模型

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/27 21:27:11
一个渡口的渡船营运者拥有一只甲板长 32 米,可以并排停放两列车辆的渡船。他正在考虑怎样在甲板上安排过河车辆的位置,才能安全地运过最多数量的车辆,并关心一次可以运多少辆车,其中有多少小汽车,多少卡车,多少摩托车,他观察了数日,发现每次情况不尽相同,但他得到下列数据和情况:
(1)车辆随机到达,形成一个等待上船的车列。
(2)来到渡口的车辆中,轿车占 40 %,卡车占 55 %,摩托车占 5 %
(3)轿车车身长为 3.5 ~ 5.5 米,卡车车身长为 8 ~ 10 米。
这是一个遵循“先到先服务”的随机排队问题,涉及到排队论的基本知识。这里试着用一个模拟模型解决船主的问题,主要是给出解决问题的思路。
【设计任务】
请考虑以下问题:
• 应该怎样安排摩托车?
• 怎样描述了一辆车的车身长度?
• 到达的车要加入甲板上两列车队的哪一列中去?
• 如何考虑“安全”问题?
请就以上问题建立数学模型,最终保证安全,并运用计算机进行模拟车辆到达、安排停车过程。
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一个渡口的渡船营运者拥有一只甲板长32米,可以并排停放两列车辆的渡船。他在考虑怎样在甲板上安排过河车辆的位置,才能安全地运过最多数量的车辆。

准备工作:他关心一次可以运多少辆车,其中有多少小汽车,多少卡车,多少摩托车。他观察了数日,发现每次情况不尽相同,得到下列数据和情况:

(1)车辆随机到达,形成一个等待上船的车列;

(2)来到渡口的车辆中,轿车约占40%,卡车约占55%,摩托车越占5%;

(3)轿车车身长为3.5~5.5米,卡车车身长为8~10米。

分析 这是一个遵循“先到先服务”的随机排队问题,这里试图用模拟模型的方法来解决。

需要考虑下面一些问题:

(1)应该怎样安排摩托车?

(2)下一辆到达的车是轿车还是卡车?

(3)怎样描述一辆车的车身长度?

(4)到达的车要加入甲板上两列车队的哪一列中去?

分别解决如下:
(1)关于摩托车,认为它不会占有实际空间。

(2)关于到达码头的下一辆车的类型。

若随机变量X~U(0,1),有

P{0≤X≤0.55}=0.55,

P{0.55≤X≤0.95}=0.4,

P{0.95≤X≤1.0}=0.05。

卡车 轿车 摩托车

0 0.55 0.95 1

如下表,可用一串随机数(RND)来确定到达车辆的车型。

RND

种类
0.10 0.28 0.61 0.3