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2021年五一杯 消防救援问题

摘 要:
论文链接:https://mianbaoduo.com/o/bread/mbd-YZmalZ5t
程序链接:https://mianbaoduo.com/o/bread/mbd-YZmalZ5s

随着近年来经济的不断发展,各种新型的灾害事故在市场上有频繁发生的状况,如何能能在同一时间安排好消防员,顺利的开展救援也是一项热门的研究话题,面对这种状况为了保障我国灭火救援行动的顺利开展,并且做出相应安全防范,已经不仅仅是相关工作人员的研究课题,并且也受到了来自社会的广泛关注。
本文主要研究了某地区的消防救援队出警问题,其本质属于目标优化评估问题,其问题的关键在分题题目附件中给定的信息,统计2016-2020每月每天每个时段的出警信息,计算该地区的人口密度、事件密度,以及计算各个消防站的距离等问题。通过建立模型,设计算法,我们分析每一个问题时,都设计了可视化的数据,这让问题更加的简单化,别人也能够清楚的理解问题的解决方案,我们通过数据说明问题,使得问题的解决方案更有说服力。
针对题目中的六个问题,我们有如下思路:
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问题一,用MATLAB软件处理给出的数据,经过统计得出5年内2,5,8,11月的第一天的三个时间段的平均出警或最高出警次数,从而计算出排班人数;
问题二,我们使用时间预测模型,使用前4年的数据进行计算,然后使用真实数据进行模型的准确性和稳定性评价。再使用同一模型,再次预测2021年的出警次数;
问题三,建立各类事件发生次数与月份关系的多种数学模型,以拟合度最优为评价标准,确定每类事件发生次数的最优模型;
问题四,算出2016-2020年各类事件的事件密度,然后分析各类事件与哪片区域相关性最大;
问题五,计算每单位人口的事件密度,并进行讨论分析;
问题六,求新建消防站后的平均出警时间,选择新建后可以使得平均出警时间最短的区域建消防站,即为最合适的建立点。
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2.1 问题分析
问题一:
本题的第一问就是一个数据统计的小问题。首先我们需要定义如何安排值班人数,可以定义值班人数高于平均出警次数,也可以定义值班人数应保证高于最高出警次数。在这里我们定义值班人数高于平均出警次数。
用MATLAB软件处理给出的数据,经过统计得出5年内2,5,8,11月的第一天的三个时间段的平均出警或最高出警次数,从而计算出排班人数。
问题二:

本小题是经典的时间预测问题,我们使用以年、季度、月为周期的时间预测模型,使用前4年的数据进行计算,然后使用真实数据进行模型的准确性和稳定性评价。再使用同一模型,再次预测2021年的出警次数。
问题三:
本题要求依据7种类别事件的发生时间,建立各类事件发生次数与月份关系的多种数学模型,以拟合度最优为评价标准,确定每类事件发生次数的最优模型。
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我们从附件2中可以看到3683条出警记录,通过MATLAB,先按照年份区分所有数据,再分别对7类事件与月份进行拟合,为了得到更好的结果,我们使用5年数据相对应月份的均值进行拟合。

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