數學建模 案例一

2022-11-30 19:30:03 字數 723 閱讀 2128

案例一排程:如何安排救火人數,使得火被滅且費用最低。

問題分析

費用產生的途徑:森林損失,人員待遇,一次消耗品。

1. 森林損失的計算,森林損失為f面積為a, f=ka (k為單位面積的損失費用)

2. 單個人救火人員的待遇g與救火時長l成正比. g =a *l (單位時間人員待遇)

3. 一次性消耗品,每個人一次性消耗費用為常數c(經驗資料)

假設派出x個消防人員,則總費用為:f= f+ gx+cx

f=ka+ a *lx+cx

二、合理假設:關於a假設失火現場的風勢不大,火的擴散速度為v,失火面積為a,a=(vt)^2 (均勻擴散) r=vt

t =0時森林失火, t =t1 時,消防人員進入現場救火,t=t2時,火被子撲滅.

設失火面積a對時間的導數 da/dt,其中λ為單位時間火勢傳播速度的變化率,β為每個消防人員在單位時間裡所滅的面積,即每位消防人員的滅火能力,其中βx與時間l成反比。βx(t2-t1)=α

t2=t1+α/β

da/dt=λt (0<=t <=t1)

da/dt=λt1t2/(t2-t1)- λt1t/(t2-t1)

a=0.5t1t2

f=0.5kλt1t2+a(t2-t1)x+cx

f=0.5kλt1t2+a*α/β+ cx

f=0.5kλt1^2+0.5kλt1*α/(βx)+a*α/β+ cx

f=a/x+bx+c

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