1、 数 学 建 模任意两个城市之间的最廉价路线参与人员信息 :2012 年 6 月 6 日一、问题提出某公司在六个城市 C1、C2、C3、C4、C5、C6 中都有分公司,从 Ci到 Cj的直达航班票价由下述矩阵的第 i行、第 j列元素给出(表示无直达航班) ,该公司想算出一张任意两个城市之间最廉价路线表,试做出这样的表来。0 50 40 25 1050 0 15 20 25 15 0 10 20 40 20 10 0 10 2525 20 10 0 5510 25 25 55 0二 、问题分析若网络中的每条边都有一个数值(长度、成本、时间等),则找出两节点(通常是源节点和阱节点)之间总权和最小的
2、路径就是最短路问题。最短路问题是网络理论解决的典型问题之一,可用来解决管路铺设、线路安装、厂区布局和设备更新等实际问题。最短路问题,我们通常归属为三类:单源最短路径问题、确定起点终点的最短路径问题、全局最短路径问题求图中所有的最短路径。题中要求算出一张任意城市间的最廉价路线表,属于全局最短路问题,并且使得该公司总经理能够与各个子公司之间自由往返。(此两点为主要约束条件)Floyd 算 法 , 具 体 原 理 如 下 :(1) 我们确定本题为全局最短路问题,并采用求距离矩阵的方法根据路线及票价表建立带权矩阵 ,并把带权邻接矩阵我 w作为距离矩阵W的初始值,即 (0)(0)ijvDd(2)求路径矩
3、阵的方法在建立距离矩阵的同时可建立路径矩阵 , , 的含义是从 到R()ijvrij iv的最短路径要经过点号为 的点。jvijr(3)查找最短路径的方法若 ,则点 是点 到 的最短距离的中间点,然后用同样的方法再()1vijrp1分头查找。三、 模型假设:1.各城市间的飞机线路固定不变 2.各城市间飞机线路的票价不改变 3.忽略乘客除票价以外的各项开销费用4.不考虑雷雨云、低云、大风、雷暴、冰雹等主要天气因素对飞行的影响。 四、 模型建立建立带权邻接矩阵:根据飞机路线及票价表建立带权邻接矩阵, 在带权邻接矩阵中用插入顶点的方法依次构造出 6 个矩阵。采用 floyd算法步骤为: 到 的最短距
4、离,ijD: 到 之间的插入点 ,ijRj输入带权邻接距阵 w(1)赋初值:对所有 ,1.ijijijdrk(2)更新 , :对所有 , 若 ,则ijDijR,ikjijd, .,ikjijd,ijkr(3)若 ,停止;否则 ,转(2).v1运行程序得: D (1) D (2) 、D(3) 、D (4) 、D( 5) 、D(6) ,使最后得到的矩阵 D ( 6 ) 为飞机的最廉价矩阵。 五、 模型求解结果根据模型求解,分析得出任意两个城市之间最廉价线路及票价为:C1C2: 162;35C1C3:153,1643;45C1C4:164,15435C1C51525C1C6:1610C2C32315C2C42420C2C524530C2C62525C3C43410C3C53534520C3C634635C4C54510C4C64625C5C654635