结冰路面铺沙问题
问题重述
在一个村庄中, 应对路面结冰的措施是向路面上铺沙防滑。 铺沙工作由养路站负责,养路站位于交汇点 1 处,铺沙所使用的卡车就在此养路站内。 卡车的载沙量足够大,能够不需要中途加沙就完成所有路面的铺沙任务。 由于有些街道是单行线,因此有时候可能需要多次经过一条街道。 请为铺沙车选择一条路线, 使得完成所有街道铺沙所需的路程最短。 对于双向的街道, 需要为每个方向的车道分别进行铺沙。
本文将研究以下问题:
1)卡车由养路站出发,以最短的路程完成所有街道的铺沙工作;
2)卡车尽可能少的多次经过一条街道;
问题分析
本题要求我们通过建立模型和计算, 设计出卡车需行走的最短路程, 由题可知卡车为村庄街道都铺沙, 且卡车在养路站内, 卡车载沙量可一次将村庄的街道全部铺沙。卡车铺沙的基本原则只有一个,成本要低。
据题,题目要求设计出最短路线。 因此在此模型中我们需要根据图中线路确定路线,并计算出总路程, 进行比较,得出最短路程。
基本假设
(1)卡车载重量足够大;
(2)沙子量足够;
(3)车子不打滑;
(4)村子路面平整;
(5)工作期间不用换司机;
(6)卡车在工作期间不会坏;
(7)卡车的载重和油耗量无关。
符号说明
符号
路线
距离 (m)
a
1→ 2
150
b
2→ 3
130
c
3→ 2
140
d
3→ 4
100
e
4→ 3
100
f
1→ 5
165
g
5→ 1
165
h
2→ 5
230
i
2→ 6
160
j
6→ 2
170
k
7→ 3
200
l
4→ 8
190
m
8→ 4
180
n
5→ 6
144
o
6→ 5
144
p
6→ 7
128
q
7→ 6
122
r
7→ 8
109
s
9→ 5
194
t
6→ 9
218
u
6→10
174
v
10→6
174
w
10→7
233
x
7→11
185
y
11→7
185
z
8→11
141
A
8→12
190
B
9→10
148
C
11→ 10
135
D
12→ 11
110
L
周长
模型建立与求解
假设卡车不走重复路线,将每一条路走完并铺完沙,最短路程为 4814m。
如题所示,要想得出最短路线,首先要得出此次
铺沙共有多少种铺沙路线。通过二项式,由①出发,
1
共有两条路线,那么就有
2 种方法;假设继续由②
出发,那么就有
1
1
种
3 种选择方法;由③出发会有
2
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