【建模教程】-出租車建模案例

----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----參賽說明。2 的論壇上提問，我們將組織命題人在網(wǎng)上解答，不應(yīng)回答的，恕不回答。20（以當(dāng)?shù)剜]戳為準(zhǔn)。并請于賽后幾小時(shí)之內(nèi)再將電子版的論文（用光盤或軟盤，可以一個(gè)學(xué)校的論文刻在一張光盤上2004年一樣正式發(fā)表研----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----2005年全國部分高校研究生數(shù)學(xué)建模競賽C題城市交通管理中的出租車規(guī)劃我國城市在未來一段時(shí)間內(nèi)，規(guī)模會(huì)不斷擴(kuò)大，人口會(huì)不斷增長，人民生活（附錄中給出了某城市的相關(guān)數(shù)據(jù)。給出該城市出租車最佳數(shù)量預(yù)測模型。按油價(jià)調(diào)價(jià)前后3.87元/4.30元/升，分別討論是否存在能夠使得本題給出的數(shù)據(jù)的采集是否合理，如有不合理之處，請你給出更合理且實(shí)際可行的數(shù)據(jù)采集方案。請你們站在市公用事業(yè)管理部門的立場上考慮出租車規(guī)劃問題，并將你們的研究成果寫成一篇短文，向市公用事業(yè)管理部門概括介紹你們的方案。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----附錄11、2004年某城市的城市規(guī)模和道路情況如下：6區(qū)，2004181.77185.15萬。9989281371.45萬平方米，道路網(wǎng)密度7.71公里/平方公里，人均道路長度0.7米，人均道路面積6.16平方米。城市總體規(guī)劃人口城市總體規(guī)劃人口規(guī)模（單位：萬人）年限總體規(guī)劃人口規(guī)模（萬人）項(xiàng)目2004年2010年2020年常住人口185.15259321流動(dòng)人口5580100其暫住人口334860中短期及當(dāng)日進(jìn)出人口223240合計(jì)240.15339421通過對出行特征的分析，把出行特征相近的人口劃歸為一類，常住人口和暫住人口稱為第一類人口，短期及當(dāng)日進(jìn)出人口稱為第二類人口。2、2004年某城市出租車主要狀況620012464010010升。36.7萬人次，每日載客趟次為21.6萬次，每臺車日均載客68.9人次，日均載客趟40.521.7人次32公里/230.7114.3116.449.5254.96萬元。日平424.00公里/210.07公里/213.93公里/車日。出租車固定營運(yùn)成本為：112616元/年車（以捷達(dá)車為例。其中：1. 一次性投入的分?jǐn)?5967元。123870（45000元，則每年折舊費(fèi)29717元。5000086250元。64936.045％逐年減折舊及分?jǐn)偤笃骄?jì)算。16項(xiàng)，11116元。1100018009200元。4040元。6000元。36000元（正、副班駕駛員。其他費(fèi)用（如洗車等）2000元。某城市出租車的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)①起租基價(jià)3公里，基價(jià)租費(fèi)：白天8.00元，晚上9.6元。②超過起租基價(jià)公里，每車公里價(jià)：白天1.8元，晚上2.16元。③上日21時(shí)至次日凌晨5時(shí)為夜間行車時(shí)間。④遠(yuǎn)程載客從10公里開始，計(jì)價(jià)器將50%回空費(fèi)輸入表內(nèi)，加收回空費(fèi)。⑤行駛中乘客要求臨時(shí)停車10分鐘內(nèi)免費(fèi)，后每超過5分鐘按1車公里租價(jià)收取等候費(fèi)。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----年份2000年2001年年份2000年2001年2002年2003年2004年擁有量（輛）35004400490053006200公務(wù)生活文體探親私有目的上班上學(xué)看病回程其他合計(jì)出差 購物 娛樂 訪友 經(jīng)營3、2004年某城市公交主要狀況：7181025111.489％，公交1816152013521288464232標(biāo)臺，日客運(yùn)總量121萬人次，其中大巴99萬人次；中巴22萬人次。DO公交出行ODDO1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)6區(qū)合計(jì)1區(qū)671101867335243142311158213561481942區(qū)172275402232205157082142719781425663區(qū)322713267965442204113536634111896114區(qū)145181628522965549254868112261585995區(qū)1178521298371184275614999817862647416區(qū)1335211927269611753319812093合計(jì)14424614507519569814899326880712985915804客運(yùn)量（萬人次）99客運(yùn)工作量（人公里）5165937平均運(yùn)距客運(yùn)量（萬人次）99客運(yùn)工作量（人公里）5165937平均運(yùn)距（公里）5.2運(yùn)送車速（公里/小時(shí)）18.9平均滿載率（％）34.13平均線路負(fù)荷（人次/公里）6154、城市公共出行情況城市不同區(qū)域居民的出行強(qiáng)度區(qū)域內(nèi)容中心區(qū) 邊緣區(qū)全市人數(shù)（人）1051420 7918301843250出行人數(shù)（人）859357 5369131376270出行次數(shù)（人次）2314398 12471673561565出行強(qiáng)度1（次/人日）2.20 1.581.93出行強(qiáng)度2（次/人日）2.69 2.322.55注：出行強(qiáng)度1：全部居民的平均出行強(qiáng)度出行強(qiáng)度2：有出行的居民平均出行強(qiáng)度中心區(qū)和邊緣區(qū)雛形強(qiáng)度存在較大差異。中心區(qū)較邊緣區(qū)的出行強(qiáng)度1要高39.24%，中心區(qū)較邊緣區(qū)的出行強(qiáng)度要高出15.95%。居民出行目的的結(jié)構(gòu)----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----出行次數(shù)（萬人次）出行次數(shù)（萬人次）40.611.7160.318.0356.2比例（％）16.0411.171.5511.413.293.910.811.844.975.05100居民出行方式結(jié)構(gòu)方式步行自行車公交車出租車摩托車其他合計(jì)出行次數(shù)（萬人次）139.560.691.614.227.422.9356.2比例（％）39.1717.0225.713.977.696.44100居民不同時(shí)距出行方式結(jié)構(gòu)（％）方式分 步行自行車公交車出租車摩托車其他合計(jì)鐘0～1073.569.083.071.478.734.0910011～2045.9521.0114.293.659.086.0210021～3018.5825.5534.896.327.896.7710031～4010.5717.0950.269.114.798.1810041～506.4512.0558.2710.393.928.9210051～606.5111.1267.720.294.629.74100>606.8710.2566.470.083.7212.61100在各種出行方式中，隨時(shí)間變化最大的是步行和公交車方式。步行方式隨出行時(shí)間的增加而迅速下降，公交車方式隨出行時(shí)間的增加而快速上升，自行車方式隨出行時(shí)間的增加而緩慢下降。居民出行分方式平均耗時(shí)方式時(shí)間步行自行車公交車出租車摩托車其他全市平均耗時(shí)（分鐘）15.6326.2741.3827.0722.0032.4526.09城市各區(qū)的居民出行全方式OD分布表DO居民出行全方式ODDO1區(qū)2區(qū)3區(qū)4區(qū)5區(qū)6區(qū)合計(jì)1區(qū)5137832919747260221281945938326356582區(qū)2727756492977624312813534749387413963區(qū)45356783274632264801574922103657202114區(qū)2118732373503813320978501630815241355區(qū)1922636328776767892864425644798608936區(qū)351850487923280866095336479269合計(jì)630347746203724090515257865609800593561564----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----2

某城市2002~2004年1～12月份居民累計(jì)收入與消費(fèi)情況----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----累計(jì)人均可支配收入(元)2004年1月846.062003年1月缺失2002年1月缺失累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)569.66缺失缺失2月2月2月累計(jì)人均可支配收入(元)1947.471805.94缺失累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)1252.191222.64缺失3月3月3月累計(jì)人均可支配收入(元)2586.772371.682134.92累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)1705.711644.241505.164月4月4月累計(jì)人均可支配收入(元)3235.2529412624.16累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)2243.842092.361896.335月5月5月累計(jì)人均可支配收入(元)3889.063495.13157.75累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)2771.52520.652331.356月6月6月累計(jì)人均可支配收入(元)4539.64048.263678.06累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)3313.42954.942738.887月7月7月累計(jì)人均可支配收入(元)5198.234616.294203.36累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)3938.613455.413194.948月8月8月累計(jì)人均可支配收入(元)5847.5351984741.68累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)4505.783953.363657.529月9月9月累計(jì)人均可支配收入(元)6547.925839.655326.29累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)5241.354590.634255.6510月10月10月累計(jì)人均可支配收入(元)7251.846455.35883.9累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)5793.425103.64709.911月11月11月累計(jì)人均可支配收入(元)7909.597053.2缺失累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)6319.335578.21缺失12月12月12月累計(jì)人均可支配收入(元)8617.487674.2缺失累計(jì)人均生活消費(fèi)支出(元)6884.616082.62缺失----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Per3D技術(shù)文件Modelingphase中的工作流程和細(xì)節(jié)sapetabspkpmcad中導(dǎo)入幾何信息。（1）注意連梁一定要用梁單元模擬，不要用殼單元。從pkpm中導(dǎo)入的模型如對于深連梁的處理辦法：（2）所有幾何尺寸不同或配筋不同的構(gòu)件都有分組（前期較粗可以只按照幾何尺寸分組，以便后續(xù)分組導(dǎo)入。（3）用etabs分組導(dǎo)處perform文本時(shí)一定要計(jì)算一下恒載，然后導(dǎo)出文本，并注意修改文本前面不要有空行。（4）perform下建模菜單中的“Elements”new，定義需要導(dǎo)入組中構(gòu)（可與etabs中的分組名一致（5）perform下建模菜單中的“Import/Exportstructuredata”選單元類型，按（vistC盤或其他盤的根目錄下以便尋找skip行填實(shí)際文本的跳過的數(shù)據(jù)行，形成幾何模型。perform下建模菜單中的“Nodes”完成以下工作：（1）在supports中完成邊界約束。（2）massetabsD+0.5L每層數(shù)值按節(jié)點(diǎn)數(shù)分配到（N-m-k。（3）在slaving中定義剛性隔壁：注意要每層一個(gè)剛性隔壁名。perform下建模菜單中的“Loadpatterns”完成以下工作：1elementsloadetabs中的梁荷載。定了Dead和Live兩種工況。（2）自重按照單元組來定義其具有自重（componentproperties中可以定義各----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----組單元的密度。注意延梁不需要定義自重。（3）其他荷載工況是也在此處定義，如靜力風(fēng)、雪等，在后續(xù)分析結(jié)果中也可以進(jìn)行組合。perform下建模菜單中的“Addordeleteframe”完成以下工作：perform下建模菜單中的“componentproperties”完成以下工作：（1）定義柱單元：CISSectionBuildingP-MMoment-Curvature關(guān)系曲線（kN-m的單位）和基本幾何特性。CrossSects中選“ColumnReinforcedconcreteSection”new“Sect_組名”并ok，右側(cè)出現(xiàn)三個(gè)菜單，需填寫前兩個(gè)：在“StiffnessDimension”中填寫柱的幾何尺寸和幾何特性（型鋼柱需從Sn”中抄寫過來，一般柱可讓其自己計(jì)算；在“InelasticStrength”中只填寫“Axial/Bending”CISSectionBuildingP-MPTPCPB2軸（0度）3軸（90度）PB0軸力對應(yīng)的彎矩。plotP-M關(guān)系曲線。其他選項(xiàng)可不定義。Inelastic中選“P-M2-M3HingeConcreteCurvaturenew菜單，輸入“Hinge_組名”okUseCrossSectionDeformationCapabilities點(diǎn)選yes，右側(cè)需填寫三個(gè)菜單：在“SectionandDimension”中選“Column,ReinforcedconcreteSection”及定義好的“Sect_組名”在“BasicF-DRelationship”PB2（0度3（90度）Moment-CurvaturePBDX；在“Deformation Capabilities”填寫三水準(zhǔn)下的曲率，讀取Moment-Curvature關(guān)系曲線中對應(yīng)的三個(gè)曲率值。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Compound中選“FrameMemberCompoundComponentnew菜單，輸入“Com_組名”ok，右側(cè)需填寫兩個(gè)菜單：在“BasicCompounds”CompoundTypeP-M2-M3HingeConcreteCurvatureCompoundName中選已經(jīng)定義好的“Hinge_組名”，在“Tributarylength，proportion”0.02ADD添加；然后再在CompoundTypeColumn,ReinforcedconcreteSectionCompoundName中選已經(jīng)定義好的“Sect_組名”，在“Tributarylength，proportion”ADD（該過程重復(fù)一次CompoundTypeP-M2-M3HingeConcreteCurvatureTypeCompoundName中選已經(jīng)定義好的_組名yproportion0.98，ADD添加。完成柱的塑性鉸的定義。SelfWeight中定義單位長度的密度，注意長度單位。（2）定義梁單元：CISSectionBuildingMoment-Curvature（一kN-m的單位）和基本幾何特性。CrossSects中選“BeamReinforcedconcreteSection”new菜單，輸入“Sect_組名”并ok，右側(cè)出現(xiàn)三個(gè)菜單，需填寫第一個(gè)：在“StiffnessDimension”中填寫梁的幾何尺寸和幾何特性（型鋼梁需從Sn中抄寫過來，一般柱可讓其自己計(jì)算；同時(shí)要主要連梁、邊梁和中梁的放大系數(shù)。Inelastic中選“MomentHinge,Curvaturenew“Hinge_組名”okUseCrossSectionDeformationCapabilitiesyes，右側(cè)需填寫三個(gè)菜單：在“SectionandDimension”中選“Beam,ReinforcedconcreteSection”及定義好的“Sect_組名”在“BasicF-DRelationship”FUDXMoment-Curvature關(guān)系曲線中均可以讀出；在“Deformation Capabilities”填寫三水準(zhǔn)下的曲率，讀取----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----Moment-Curvature關(guān)系曲線中對應(yīng)的三個(gè)曲率值（第一水準(zhǔn)一般取彈性1.521.5235）Compound中選“FrameMemberCompoundComponentnew菜單，輸入“Com_組名”ok，右側(cè)需填寫兩個(gè)菜單：在“BasicCompounds”CompoundTypeMomentHinge,CurvatureCompoundName中選已經(jīng)定義好的“Hinge_組名“Tributarylengtproportion”0.02ADDCompoundTypeBeam,ReinforcedconcreteSectionCompoundName中選已經(jīng)定義好的“Sect_組名”，在“Tributarylength，proportion”中輸入0.5，點(diǎn)擊ADD（該過程重復(fù)一次CompoundTypeMomentHinge,CurvatureCompoundName中選已經(jīng)定義好的“Hinge_組名”，在“Tributarylength，proportion”0.98ADD添加。完成梁的塑性鉸的定義。SelfWeightYL不需填該項(xiàng)。3）定義墻單元（關(guān)鍵是定義混凝土、鋼筋和剪切材料的本構(gòu)：Material中選鋼筋材料“InelasticConcreteMaterial”new菜單，輸入代“C60”ok，在StrainCapacitiesStrengthLoss中ShapeofRelationshipTrilinear。右側(cè)需填寫三個(gè)菜單：BasicRelationship中定義混凝土的彈性模量、本構(gòu)關(guān)系圖中對于的壓應(yīng)力和應(yīng)變值，具體可參算例。可查規(guī)范確定各數(shù)值。StrengthLoss中定義本構(gòu)關(guān)系中的壓應(yīng)變，具體可參算例。為保障計(jì)算的收斂可以不考慮混凝土的強(qiáng)度損失。StrainCapacities中定義三水準(zhǔn)混凝土的應(yīng)變，具體可參算例。Material中選混凝土材料“InelasticSteelMaterial,Non-Buckling”new并ok，在StrainCapacities和StrengthLossyesBasicRelationship中定義鋼筋的彈性模量、極限應(yīng)力和應(yīng)變（與本構(gòu)關(guān)系圖對應(yīng)，可查規(guī)范。----宋停云與您分享--------宋停云與您分享----StrengthLoss中定義本構(gòu)關(guān)系中的拉應(yīng)變，具體可參算例?？梢詴翰豢紤]。StrainCapacities中定義三水準(zhǔn)鋼筋的應(yīng)變，具體可參算例。Material中選彈性剪切材料“ElasticShearMaterialforawall”new菜單，輸入代表剪切材料的名稱“ShearMaterial”ok，在右側(cè)菜單只需要填（非線性剪切材料定義后費(fèi)機(jī)時(shí)，不易收斂）CrossSects中選“ShearWallInelasticSectionnew菜單，輸入“Sect_組名”AutoSizeok，在右側(cè)菜單中直接選已經(jīng)定義好的混凝土和鋼筋材料作為剪力墻纖維束，同時(shí)填寫墻厚度、纖維數(shù)量（4~8為宜，模33個(gè)纖維數(shù)，以簡便考慮邊緣約束構(gòu)件的作用。Compound中選“ShearWallCompoundComponent”new菜單，輸入“Com_組名”并ok，右側(cè)填寫基本信息即可。4）定義連梁單元（關(guān)鍵是定義一個(gè)剪切鉸，但沒有定型的剪切骨架曲線：Inelastic中選“ShearHinge,DisplacementnewShearHingeokUseCrossSectioDeformationCapabilitiesStrengthLossShapeofRelationshipE-P-P。右側(cè)需填寫三個(gè)菜單，具體可參算例。Compound中選“FrameMemberCompoundComponentnew菜單，輸入“Com_組名”ok，右側(cè)填寫基本信息即可，特別需要在中間加一個(gè)剪力鉸。（5）定義彈性梁：方法同上，只需要定義其彈性特性。perform下建模菜單中的“Elements”將裝配好的特性賦予給構(gòu)件組使其形成單元。先選組，然后在Properties中點(diǎn)擊“Assig