交通系统分析课程设计panbaoning.doc

福建农林大学交通与土木工程学院 课 程 设 计 课 程 名 称 道路交通工程系统分析 设 计 题 目 　交通系统分析应用程序设计　 姓 名 潘宝宁 专 业 年 级 交通工程2010级 学 号 102262007002 指 导 教 师 陈金山 成 绩 日 期 2012 年 7 月 6 日 　 目 录 1.线性规划 1 1.1 模型及分析 1 1.2 Matlab求解方法 2 1.3 Lingo求解方法 3 2.运输规划 4 2.1模型及分析 5 2.2 Lingo求解方法 5 3.整数规划 7 3.1模型分析 7 3.2 LINGGO求解方法 8 4.图与网络 9 4.1模型及分析 10 4.2 Matlab求解方法 10 5.预测分析 12 5.1 模型及分析 12 5.2 R软件求解 12 5.3 Excel求解 13 5.4 时间序列法求解 14 参考文献 16 致　谢 辞 16 1.线性规划 线性规划是运筹学的一个重要分支，20世纪30年代末期开始应用于生产组织和管理部门。目前，它在军事、工农业生产及交通运输等方面都得到了广泛的应用，是现代管理科学的重要基础和手段之一。它的应用如下所示： 某地段的地面剖面图如图1所示（折线ABCD），拟在AD之间修建一条公路。修筑公路除一般的建造费用外，由于填挖土方不平衡而需要增加的额外费用为ΔM1 =6ΔV元/m3 ，其中ΔV为填挖不平衡土方量（公路填挖宽度为10m）；由于纵坡而引起汽车额外的油料费用（设计年限内的总费用）为ΔM2 =3000|i|元/m，其中i为纵坡度。问如何设计纵坡才能使这些附加的费用为最少？ 要求最大纵坡不大于10%，并且i1≥ 0，i2≤0，i3≥0。因坡度不大，公路长度可按水平距离计算，即 图1 某路段的地面线高程 1.1 模型及分析 上述问题可用下列数学模型来表达： 时，则目标函数为： 这时，需增加一个附加约束条件： 所以数学模型为： 该问题为线形规划问题，为求得最优解，可用MATLAB和LINGO求解。 1.2 Matlab求解方法 该问题是属于MATLAB模型三的情况，其标准模型如下右所示。将上列出 的数学模型转成标准模型，如下所示。 用命令：[x，fval]= =linprog（c，A，b，A1，b1，LB，UB）在MATLAB中求解。编写M文件如下：（如图2所示） c=[30000,18000]; A=[1,0;0,-1;1,-1; -1,0;0,1;-1,1;-1,-1]; b=[90;-10;40;-50;50;0;120]; A1=[]; b1=[]; LB=[0;0]; UB=[]; [x,fval]=linprog(c,A,b,A1,b1,LB,UB) 图2 MATLAB求解结果 由于MATLAB软件不能代入计算常数项，所以用3000000-2880000=120000（元），得到最优解为： ，， 1.3 Lingo求解方法 在模型窗口中输入如下代码： min=-2880000+30000*x1+18000*x2; x1=90; x2=10; x1-x2=40; x1=50; x2=50; x1-x2=0; x1+x2=120; x1=0; x2=0; 然后点击工具条上的运行save 按钮，输入过程和计算结果见图3。 由图3可看出，本题最优解为：x1= ，x2= ，min= 120000 元即分配8名机械手操作牵引式挖掘机，3名机械手操作液压式挖掘机，这时的运行费用最低，还有一名机械手不操作挖掘机。 图3 LINGO输入过程及输出结果 2.运输规划 运输问题是应用广泛的一类线性规划问题，特别是在交通与物流工程中经常遇到这种特殊类型的线性规划模型。如下列所示： 假设某平衡物资问题有三个产地Oi(i=1，2，3)和四个销地Dj(j=1,2,3，,4)，始点Oi需要运出的物资量为ai、终点Dj需要此物资的总量为bj;及各产销点之间的运输费用单价如表2所示，出行总量==15。试求系统运输费用最小的运输费用方案fij(i=1，2，3，4)。