“工大出版社杯”第十四届西北工业大学校数模竞赛赛题
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消息来源:http://lxy.nwpu.edu.cn/info/1353/5608.htm
A题:供应链网络的建立与道路破坏问题
全球化竞争的加剧促使越来越多的企业开始采用供应链管理策略,以实现企业的一体化管理。供应链是一个复杂的网状结构系统,每一部分都面临着各种潜在的风险,任何一部分出现问题都可能给整个供应链带来严重的影响,因此如何分析、评价和提高供应链系统的可靠性变得日益迫切。
设施系统是供应链的核心,在供应链研究中有着极其重要的地位。在一个设施系统中,某些个设施由于自然灾害或者其他因素的影响可能失效,例如911恐怖袭击事件、2004年的印度洋海啸、2008年的汶川地震等都对诸多行业的设施系统造成了严重的破坏。
现有某物流公司要在全国各城市之间建立供应链网络。需要选定部分城市作为供应点,将货物运输到各城市。通常每个供应点的货物是充足的,可以充分满足相应城市的需求。
设该公司考虑共考虑49个城市的网络,城市的坐标见表1。城市之间的道路连接关系见表2。在每个城市建立配送中心的固定费用和需求量表3,并假定作为供应点的城市其供应量可以满足有需要的城市的需求。现将要建立一个供应网络,为各城市提供货物供应。货物运输利用汽车进行公路运输。设每吨每公里运输费用为0.5元。现提出如下问题:
现在要从49个城市中选取部分城市做为供给点供应本城市及其它城市。建立供给点会花费固定费用,从供应点运输到需求点会产生运输费用,要使总费用最小,问建立多少个供应点最好。给出选中作为供应点的城市,并给出每个供应点供应的城市。同时根据坐标作出每一个供应点到需求点的连接图。
假定有某组织对该供应网络的道路进行破坏。并非所有的道路都可以被破坏,可破坏的道路见表4。当某条道路被破坏后,该条道路就不能再被使用,以前运输经过该道路的只有改道,但总是沿最短路运输。如果破坏方选取的策略是使对方总费用增加25%,而每破坏一条道路都需要成本和代价,因此需要破坏最少的道路。问破坏方选取哪几条线路进行破坏。给出具体的破坏道路和总费用。
假定各道路能否被破坏具有随机性,当某条道路被破坏后,该条道路就不能再被使用,以前运输经过该道路的只有改道,但总是沿最短路运输。由于破坏方选取一些边进行破坏时,这些边不一定被破坏,而是服从一定的概率分布。设可破坏的边及各边破坏的概率见表4。运输时产生的费用可按照各种情况下的平均费用来考虑。如果破坏方选取的策略是使对方平均总费用至少增加100%,同样需要破坏最少的道路。问破坏方将选取哪几条线路进行破坏。给出具体的破坏道路和平均总费用。
(所有数据仅作参考,并不一定完全符合真实,题目以所给数据进行计算)
表1 各城市坐标
编号 | 城市 | 坐标X(公里) | 坐标Y(公里) |
1 | 北京 | 3639 | 2685 |
2 | 天津 | 3712 | 2601 |
3 | 石家庄 | 3488 | 2465 |
4 | 太原 | 3326 | 2444 |
5 | 呼市 | 3238 | 2771 |
6 | 沈阳 | 4196 | 2956 |
7 | 长春 | 4312 | 3210 |
8 | 哈尔滨 | 4386 | 3430 |
9 | 上海 | 4177 | 1756 |
10 | 南京 | 3918 | 1821 |
11 | 杭州 | 4061 | 1630 |
12 | 合肥 | 3780 | 1788 |
13 | 福州 | 4029 | 1162 |
14 | 南昌 | 3676 | 1422 |
15 | 济南 | 3715 | 2322 |
16 | 郑州 | 3429 | 2092 |
17 | 武汉 | 3507 | 1624 |
18 | 长沙 | 3394 | 1357 |
19 | 广州 | 3439 | 799 |
20 | 南宁 | 2935 | 760 |
21 | 海口 | 3140 | 450 |
22 | 重庆 | 2769 | 1508 |
23 | 成都 | 2545 | 1643 |
24 | 贵阳 | 2778 | 1174 |
25 | 昆明 | 2370 | 1025 |
26 | 拉萨 | 1304 | 1688 |
27 | 西安 | 3007 | 2030 |
28 | 兰州 | 2562 | 2244 |
29 | 西宁 | 2381 | 2324 |
30 | 银川 | 2788 | 2509 |
31 | 乌市 | 1332 | 3305 |
32 | 台北 | 4263 | 1069 |
33 | 香港 | 3538 | 702 |
34 | 澳门 | 3470 | 696 |
35 | 深圳 | 3526 | 737 |
36 | 厦门 | 3928 | 971 |
37 | 宁波 | 4201 | 1603 |
38 | 青岛 | 4016 | 2285 |
39 | 大连 | 4089 | 2613 |
40 | 通辽 | 4296 | 2920 |
41 | 白城 | 4095 | 3374 |
42 | 海拉尔 | 4512 | 2710 |
43 | 徐州 | 3751 | 2055 |
44 | 南阳 | 3334 | 1893 |
45 | 宜昌 | 3229 | 1633 |
46 | 延安 | 3054 | 2290 |
47 | 包头 | 3089 | 2749 |
48 | 柳州 | 3044 | 919 |
49 | 三亚 | 3053 | 261 |
表2 各公路段及里程表
序号 | 城市1 | 城市2 | 距离(公里) |
1 | 1 | 2 | 120 |
2 | 1 | 3 | 270 |
3 | 1 | 5 | 540 |
4 | 1 | 6 | 799 |
5 | 1 | 15 | 420 |
6 | 1 | 40 | 844 |
7 | 2 | 3 | 370 |
8 | 2 | 15 | 360 |
9 | 3 | 4 | 210 |
10 | 3 | 15 | 311 |
11 | 3 | 16 | 440 |
12 | 4 | 5 | 530 |
13 | 4 | 16 | 430 |
14 | 4 | 27 | 630 |
15 | 4 | 30 | 760 |
16 | 5 | 30 | 720 |
17 | 5 | 40 | 1521 |
18 | 5 | 47 | 186 |
19 | 6 | 7 | 330 |
20 | 6 | 39 | 387 |
21 | 6 | 40 | 727 |
22 | 7 | 8 | 230 |
23 | 7 | 40 | 429 |
24 | 7 | 41 | 347 |
25 | 8 | 42 | 819 |
26 | 9 | 10 | 280 |
27 | 9 | 11 | 190 |
28 | 9 | 15 | 840 |
29 | 10 | 11 | 279 |
30 | 10 | 12 | 160 |
31 | 10 | 14 | 660 |
32 | 10 | 15 | 680 |
33 | 10 | 38 | 598 |
34 | 10 | 43 | 325 |
35 | 11 | 13 | 880 |
36 | 11 | 14 | 640 |
37 | 11 | 37 | 153 |
38 | 12 | 14 | 610 |
39 | 12 | 16 | 650 |
40 | 12 | 17 | 540 |
41 | 12 | 43 | 435 |
42 | 13 | 14 | 680 |
43 | 13 | 19 | 1020 |
44 | 13 | 32 | 490 |
45 | 13 | 36 | 266 |
46 | 13 | 37 | 592 |
47 | 14 | 17 | 270 |
48 | 14 | 18 | 640 |
49 | 14 | 19 | 860 |
50 | 15 | 16 | 430 |
51 | 15 | 38 | 361 |
52 | 15 | 43 | 349 |
53 | 16 | 17 | 540 |
54 | 16 | 27 | 550 |
55 | 16 | 43 | 473 |
56 | 16 | 44 | 285 |
57 | 17 | 18 | 380 |
58 | 17 | 44 | 406 |
59 | 17 | 45 | 362 |
60 | 18 | 19 | 780 |
61 | 18 | 24 | 1010 |
62 | 18 | 45 | 508 |
63 | 18 | 48 | 664 |
64 | 19 | 20 | 710 |
65 | 19 | 21 | 580 |
66 | 19 | 34 | 130 |
67 | 19 | 35 | 127 |
68 | 19 | 36 | 688 |
69 | 20 | 21 | 560 |
70 | 20 | 24 | 650 |
71 | 20 | 25 | 820 |
72 | 20 | 48 | 305 |
73 | 21 | 49 | 270 |
74 | 22 | 23 | 340 |
75 | 22 | 24 | 490 |
76 | 22 | 25 | 1090 |
77 | 22 | 27 | 910 |
78 | 22 | 45 | 795 |
79 | 23 | 25 | 990 |
80 | 23 | 26 | 2170 |
81 | 23 | 27 | 920 |
82 | 24 | 25 | 650 |
83 | 24 | 48 | 560 |
84 | 25 | 26 | 2320 |
85 | 26 | 29 | 1940 |
86 | 26 | 31 | 2672 |
87 | 27 | 28 | 700 |
88 | 27 | 30 | 640 |
89 | 27 | 44 | 637 |
90 | 27 | 46 | 304 |
91 | 28 | 29 | 230 |
92 | 28 | 30 | 500 |
93 | 28 | 31 | 1980 |
94 | 30 | 47 | 554 |
95 | 33 | 35 | 36 |
96 | 35 | 36 | 591 |
97 | 38 | 43 | 368 |
98 | 40 | 41 | 304 |
99 | 40 | 42 | 929 |
100 | 41 | 42 | 669 |
101 | 44 | 45 | 466 |
102 | 46 | 47 | 541 |
表3 各城市作配送中心的固定费用
城市 | 费用(元) | 需求量(吨) |
1 | 1123584 | 1232 |
2 | 1000000000 | 974 |
3 | 733400 | 965 |
4 | 272080 | 358 |
5 | 169480 | 223 |
6 | 1000000000 | 715 |
7 | 457824 | 753 |
8 | 1000000000 | 989 |
9 | 1000000000 | 1391 |
10 | 663936 | 624 |
11 | 411616 | 677 |
12 | 370120 | 487 |
13 | 580032 | 636 |
14 | 526680 | 495 |
15 | 733248 | 603 |
16 | 876736 | 721 |
17 | 760608 | 834 |
18 | 585504 | 642 |
19 | 955776 | 786 |
20 | 526680 | 693 |
21 | 1000000000 | 156 |
22 | 2475320 | 3257 |
23 | 684608 | 1126 |
24 | 276640 | 364 |
25 | 403560 | 531 |
26 | 31008 | 51 |
27 | 941184 | 774 |
28 | 196384 | 323 |
29 | 1000000000 | 194 |
30 | 114760 | 151 |
31 | 1000000000 | 234 |
32 | 1000000000 | 246 |
33 | 1000000000 | 701 |
34 | 1000000000 | 55 |
35 | 1000000000 | 233 |
36 | 1000000000 | 174 |
37 | 1000000000 | 568 |
38 | 1000000000 | 761 |
39 | 1000000000 | 583 |
40 | 289104 | 317 |
41 | 1000000000 | 204 |
42 | 1000000000 | 272 |
43 | 720480 | 948 |
44 | 699200 | 1150 |
45 | 243808 | 401 |
46 | 1000000000 | 224 |
47 | 1000000000 | 217 |
48 | 1000000000 | 366 |
49 | 1000000000 | 55 |
(注:1000000000表示该点不用,费用太高)
表4 破坏道路及概率
道路序号 | 城市1 | 城市2 | 破坏概率 |
1 | 4 | 5 | 0.6 |
2 | 3 | 4 | 0.7 |
3 | 7 | 40 | 0.45 |
4 | 10 | 11 | 0.5 |
5 | 19 | 20 | 0.55 |
6 | 24 | 25 | 0.4 |
7 | 17 | 45 | 0.5 |
8 | 21 | 49 | 0.6 |
9 | 20 | 21 | 0.6 |
B题:西安市环境空气质量问题
大气环境是指包围在地球外围的空气层,是地球自然环境的重要组成部分之一。近年来,随着我国经济社会的快速发展,以煤炭为主的能源消耗大幅攀升,机动车保有量急剧增加,经济发达地区氮氧化物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)排放量显著增长,臭氧(O3)和细颗粒物(PM2.5)污染加剧,在可吸入颗粒物(PM10)和总悬浮颗粒物(TSP)污染还未全面解决的情况下,京津冀、长江三角洲、珠江三角洲等区域PM2.5和O3污染加重,灰霾现象频繁发生,能见度降低,环境空气质量评价以及污染治理等问题再一次引起大众的关注。
2012年2月29日,国家环保部发布了新修订的《环境空气质量标准》(GB3095-2012)(见附件2),其中增加污染物监测项目,加严部分污染物限值,以客观反映我国环境空气质量状况,推动大气污染防治;而之前的评判则以GB3095-1996(附件1)为依据,通过空气污染指数(API)判断空气质量。
目前新标准中对大气质量的监测主要是监测大气中二氧化硫($$\mathrm{SO}_2$$)、二氧化氮($$\mathrm{NO}_2$$)、一氧化碳(CO)、臭氧($$\mathrm{O}_3$$)、可吸入颗粒物(PM10,粒子直径小于等于$$10\mu\mathrm{m}$$)以及细颗粒物(PM2.5,粒子直径小于等于$$2.5\mu\mathrm{m}$$)等六类基本项目和总悬浮颗粒物(TSP)、氮氧化物($$\mathrm{NO}_x$$)、铅(Pb)、苯并[a]芘(BaP)四类其他项目的浓度。研究表明,城市环境空气质量好坏与季节、城市能源消费结构等因素的关系十分密切。
附件中给出了西安市13个监测点从2010年1月1日至2013年4月28日污染物浓度监测数据,请利用附件数据(如有必要,请自行查找数据,但必须在论文中注明数据来源!!!)回答以下问题:
- 请分别使用使用空气污染指数(API)(旧标准)和环境空气质量指数(AQI)对西安市的空气质量进行评价(新标准),并对评价结果进行对比、分析;
- 分析影响西安市空气质量的原因;
- 对未来一周(取2013年4月30日至5月6日)西安市空气质量状况进行预测;
- 试就环境空气质量的监测与控制对西安市环保部门提出建议。
附件:
- 环境空气质量标准(GB 3095—1996)
- 中华人民共和国环境空气质量标准(GB 3095—2012)
- 环境空气质量指数(AQI)技术规定(试行)
- 西安市环境空气质量监测数据说明
- 西安市大气污染物浓度监测数据
- 西安市各区县规模以上工业增加值
- 西安地区气象数据(201111~2013428)
- 中国城市空气质量管理绩效评估(全文)
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今天改版了?@amao毛老师??
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amao 回复:
四月 30th, 2013 at 10:36 上午
是的。之前的模板用了很多年,太窄了。换成默认的了,感觉太淡了。大家什么意见?
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是的。之前的模板用了很多年,太窄了。换成默认的了,感觉太淡了。大家什么意见?
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逆风细雨melody 回复:
四月 30th, 2013 at 10:36 上午
这个突然换了还不太习惯。以前的窄版式挺好的。现在颜色比较淡,其他还好
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逆风细雨melody 回复:
四月 30th, 2013 at 10:36 上午
O(∩_∩)O哈哈~。现在颜色好多了。
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逆风细雨melody 回复:
四月 30th, 2013 at 10:36 上午
毛老师,中国数模网的logo放左边应该更好看。建议而已。
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amao 回复:
五月 4th, 2013 at 12:26 下午
用的现成的模板,我自己不会改,就不折腾了。
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