运筹学排队论范文

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运筹学排队论

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(一)运筹学

运筹学是上世纪40年代开始形成的一门学科,起源于二战期间英、美等国的军事运筹小组,主要用于研究军事活动。二战后,运筹学主要转向经济活动的研究,研究活动中能用数字量化的有关运用、筹划与管理等方面的问题,通过建立模型的方法或数学定量方法,使问题在量化的基础上达到科学、合理的解决,并使活动系统中的人、才、财、物和信息得到最有效的利用,使系统的投入和产出实现最佳的配置。运筹学的研究内容非常广泛,根据其研究问题的特点,可分为两大类,确定型模型与概率型模型。其中确定型模型中主要包括:线性规划、非线性规划、整数规划、图与网络和动态规划等;概率型模型主要包括:对策论、排队论、存储论和决策论等。

(二)物流学

物流作为一门科学也是始于二战期间,美国根据当时军事的需要,对军火的运输、补给和存储等过程进行全面的管理,并首次使用了“LogisticsManagement”一词。其后对于物流的概念不断演变发展,内容也逐渐完善。我国在2001年8月1日开始实施的国家标准《物流术语》中对物流作了如下规定:物流即物品从供应地向接收地的实体流动过程,根据实际需要,将运输、存储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息处理等基本功能实施有机的结合。

(三)运筹学与物流学

运筹学与物流学作为一门正式的学科都始于二战期间,从一开始,两者就密切地联系在一起,相互渗透和交叉发展。与物流学联系最为紧密的理论有:系统论、运筹学、经济管理学,运筹学作为物流学科体系的理论基础之一,其作用是提供实现物流系统优化的技术与工具,是系统理论在物流中应用的具体方法。二战后,各国都转向快速恢复工业和发展经济,而运筹学此时正转向经济活动的研究,因此极大地引起了人们的注意,并由此进入了各行业和部门,获得了长足发展和广泛应用,形成了一套比较完整的理论,如规划论、存储论、决策论和排队论等。而战后的物流并没像运筹学那样引起人们及时的关注,直到上世纪60年代,随着科学技术的发展、管理科学的进步、生产方式和组织方式等的改变,物流才为管理界和企业界所重视。因此,相比运筹学,物流的发展滞后了一些。不过,运筹学在物流领域中的应用却随着物流学科地不断成熟而日益广泛。

二、运筹学在物流领域中主要应用的概况

运筹学作为一门实践应用的科学,已被广泛应用于工业、农业、商业、交通运输业、民政事业、军事决策等组织,解决由多种因素影响的复杂大型问题。目前,在物流领域中的应用也相当普遍,并且解决了许多实际问题,取得了很好的效果。以下总结一些当前运筹学在物流领域中应用较多的几个方面。

(一)数学规划论

数学规划论主要包括线性规划、非线性规划、整数规划、目标规划和动态规划。研究内容与生产活动中有限资源的分配有关,在组织生产的经营管理活动中,具有极为重要的地位和作用。它们解决的问题都有一个共同特点,即在给定的条件下,按照某一衡量指标来寻找最优方案,求解约束条件下目标函数的极值(极大值或极小值)问题。具体来讲,线性规划可解决物资调运、配送和人员分派等问题;整数规划可以求解完成工作所需的人数、机器设备台数和厂、库的选址等;动态规划可用来解决诸如最优路径、资源分配、生产调度、库存控制、设备更新等问题。

(二)存储论

存储论又称库存论,主要是研究物资库存策略的理论,即确定物资库存量、补货频率和一次补货量。合理的库存是生产和生活顺利进行的必要保障,可以减少资金的占用,减少费用支出和不必要的周转环节,缩短物资流通周期,加速再生产的过程等。在物流领域中的各节点:工厂、港口、配送中心、物流中心、仓库、零售店等都或多或少地保有库存,为了实现物流活动总成本最小或利益最大化,大多数人们都运用了存储理论的相关知识,以辅助决策。并且在各种情况下都能灵活套用相应的模型求解,如常见的库存控制模型分确定型存储模型和随机型存储模型,其中确定型存储模型又可分为几种情况:不允许缺货,一次性补货;不允许缺货,连续补货;允许缺货,一次性补货;允许缺货,连续补货。随机型存储模型也可分为:一次性订货的离散型随机型存储模型和一次性订货的连续型随机存储模型。常见的库存补货策略也可分为以下四种基本情况:连续检查,固定订货量,固定订货点的(Q,R)策略;连续检查固定订货点,最大库存的(R,S)策略;周期性检查的(T,S)策略以及综合库存的(T,R,S)策略。针对库存物资的特性,选用相应的库存控制模型和补货策略,制定一个包含合理存储量、合理存储时间、合理存储结构和合理存储网络的存储系统。

(三)图(网络)论

自从上世纪50年代以后,图论广泛应用于解决工程系统和管理问题,将复杂的问题用图与网络进行描述简化后再求解。图与网络理论有很强的构模能力,描述问题直观,模型易于计算实现,很方便地将一些复杂的问题分解或转化为可能求解的子问题。图与网络在物流中的应用也很显著,其中最明显的应用是运输问题、物流网点间的物资调运和车辆调度时运输路线的选择、配送中心的送货、逆向物流中产品的回收等,运用了图论中的最小生成树、最短路、最大流、最小费用等知识,求得运输所需时间最少或路线最短或费用最省的路线。另外,工厂、仓库、配送中心等物流设施的选址问题,物流网点内部工种、任务、人员的指派问题,设备更新问题,也可运用图论的知识辅助决策者进行最优的安排。

(四)排队论

排队论也称随机服务理论,主要研究各种系统的排队队长、等待时间和服务等参数,解决系统服务设施和服务水平之间的平衡问题,以较低的投入求得更好的服务。排队现象现实生活中普遍存在,物流领域中也多见,如工厂生产线上的产品等待加工,在制品、产成品排队等待出入库作业,运输场站车辆进出站的排队,客服务中心顾客电话排队等待服务,商店顾客排队付款等等。根据系统排队的服务设施数量、系统容量、顾客到达时间间隔的分布、服务时间的分布等特征,可分为(M/M/1/∞),(M/M/1/k),(M/M/1/m),(M/M/s/∞),(M/M/s/k),(M/M/s/m)几种不同的情况,不同情形套用相应的模型可以求解。

(五)对策论、决策论

对策论也称博弈论,对策即是在竞争环境中做出的决策,决策论即研究决策的问题,对策论可归属为决策论,它们最终都是要做出决策。决策普遍存在于人类的各种活动之中,物流中的决策就是在占有充分资料的基础上,根据物流系统的客观环境,借助于科学的数学分析、实验仿真或经验判断,在已提出的若干物流系统方案中,选择一个合理、满意方案的决断行为。如制定投资计划、生产计划、物资调运计划、选择自建仓库或租赁公共仓库、自购车辆或租赁车辆等等。物流决策多种多样,有复杂有简单,按照不同的标准可化分为很多种类型,其中按决策问题目标的多少可分为单目标决策和多目标决策。单目标决策目标单一,相对简单,求解方法也很多,如线性规划、非线性规划、动态规划等。多目标决策相对而言复杂得多,如要开发一块土地建设物流中心,既要考虑设施的配套性、先进性,还要考虑投资大小问题等,这些目标有时相互冲突,这时就要综合考虑。解决这类复杂的多目标决策问题现行用的较多的,行之有效的方法之一是层次分析法,一种将定性和定量相结合的方法。

三、运筹学在物流领域中的进一步应用与发展

前面介绍了目前运筹学理论在物流领域中应用较多的几个方面,下面对其在物流领域中的进一步运用和发展作了一些思考。

(一)运筹学理论结合物流实践

虽然运筹学的理论知识很成熟,并在物流领域中的很多方面都有实用性,可现行许多物流企业,特别是中、小型物流企业,并没有重视运筹学理论的实际应用,理论归理论,遇到实际问题时许多还是凭几个管理者的主观臆断,并没有运用相关的数学、运筹学知识加以科学的计算、论证、辅助决策。因此,对于当前许多企业、部门,应该加强对管理者、决策者的理论实践教育,使之意识到运筹学这门有用的决策工具。

(二)扩大运筹学在物流领域中的应用范围

现行的运筹学知识在物流领域中的应用主要集中在以上的几个方面,运筹学作为一门已经比较成熟的理论,应该让其在物流领域中的发挥更大的作用,进一步探索,尽量把物流领域中数字模糊化、量化不清的方面数字化、科学化,运用运筹学的知识准确化、优化。

(三)把运筹学知识融合在其他物流管理软件中

把运筹学在物流领域中应用的知识程序化,编制成相应的软件包,使得更多不懂运筹学知识的人也能运用运筹学的软件辅助决策。目前运筹学的软件比较多,但是具体到物流领域中应用的还寥寥无几,因此针对物流领域中常用的运筹学软件应大力开发。另外,把运筹学的部分功能融合在其他物流管理软件中,也是一个很好的发展方向,能引起管理者和主管部门的重视,提高企业的管理水平,取得比较好的经济效益。

(四)立足物流现实,改进运筹学理论应用不足之处

运筹学的理论虽然在物流领域中应用很多,并在某些领域演绎出了许多经典的模型和公式,但其中有些模型是基于一些假设条件基础之上的,和实际生活中的情形相差很大。如存储论中的一些模型,Q、R、S、T都是一个精确的值,而现实生活中由于需求的变化独立于人们的主观控制能力之外,因此在数量和时间上一般无法精确,其随机性和不确定性使得库存控制变得复杂。因此随着理论的日益成熟和对实际情况的了解,对其不足之处应加以改进和完善。

五、结语

物流学主要研究物流过程中各种技术和经济管理的理论和方法,研究物流过程中有限资源,如物资、人力、时间、信息等的计划、组织、分配、协调和控制,以期达到最佳效率和效益,而现代物流管理所呈现的复杂性也不是简单算术能解决的,以计算机为手段的运筹学理论是支撑现代物流管理的有效工具。物流业的发展离不开运筹学的技术支持,运筹学的应用将会使物流管理更加高效。

【参考文献】

[1]熊义杰.运筹学教程[M].北京:国防工业出版社,2004.

[2]宋伟刚.物流工程及应用[M].北京:机械工业出版社,2003.

[3]汝宜红.物流学[M].北京:中国铁道出版社,2003.

[4]王转,程国全,冯爱兰.物流系统工程[M].北京:高等教育出版社,2004.

[5]储雪俭.现代物流管理教程[M].上海:上海三联书店,2002.

[6]杨海荣.现代物流系统与管理[M].北京:北京邮电出版社,2003.

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关键词:卫生管理、作用、运筹模型、现状、前景

摘要:在卫生事业管理中,随着卫生服务规模的扩大,卫生资源需求的增加,要求卫生服务经济投入越来越多,而政府财政难以满足所有的卫生需求,如何在保证人民基本卫生服务需要的情况下,规划卫生服务,使得投入最小或效率最高,已经成为卫生管理运筹学的重要任务.而卫生服务费用的飞涨限制了一些居民对卫生服务的利用,使用运筹学进行定量管理和规划会减少卫生服务的成本,从而有利于控制卫生服务的价格,增加居民对卫生服务利用的经济可及性.

运筹学:“运筹学是应用分析、实验、量化的方法,对经济管理系统中人力、物力、财力等资源进行统筹安排,为决策者提供有依据的最优方案,以实现最有效的管理.”定义表明运筹学是应用系统的、科学的、数学分析的方法通过建立卫生管理和求解数学模型,在有限资源的条件下,计算和比较各个方案可能获得的经济效果,以协助管理人员做出最优的决策选择.或者说,运筹学是运用数学方法来研究人类从事各种活动中处理事物的数量化规律,使有限的人、材、物、时、空、信息等资源得到充分和合理的利用,以期获得尽可能满意的经济和社会效益的科学.

运筹学研究的内容丰富,涉及面广,应用范围大,已形成了一个相当庞大的学科.包括:线性规划、整数规划多、目标规划、动态规划、网络分析与网络计划、存贮论、排队论、决策论、对策论、预测技术、综合评价。

运筹学简单地说就是研究投入一定的情况下如何产生最大的效益,或在要获得一定的效益前提下如何把投入降到最小.这是各行业管理的目的.运筹学就是基于管理的这个目的而发展起来的.在卫生事业管理中,随着卫生服务规模的扩大,卫生资源需求的增加,要求卫生服务经济投入越来越多,而政府财政难以满足所有的卫生需求,如何在保证人民基本卫生服务需要的情况下,规划卫生服务,使得投入最小或效率最高,已经成为卫生管理运筹学的重要任务.而卫生服务费用的飞涨限制了一些居民对卫生服务的利用,使用运筹学进行定量管理和规划会减少卫生服务的成本,从而有利于控制卫生服务的价格,增加居民对卫生服务利用的经济可及性.

运筹学研究问题的特点就是从系统的观点出发,研究全局性的规划问题.如医院内医护人员要求多存储药品和医用器材,而库房工作人员则希望少存储以减少损耗和工作量,而管理者的决策则是从全局出发,使整个医院的损耗尽可能的小,发挥的功能尽可能的大.一个防疫站有多个科室,每个科室都希望得到较多的资源,但总的资源是有限的,管理者就必须从整个防疫站要完成的任务出发,合理分配资源,追求总的效益.比如在一段时间可以集中人力、物力搞防疫;一段时间又可以集中力量搞食品卫生.所谓最优决策,往往不是对系统中某一部分为最优,而是对全局而言.比如当用于传染病预防方面的资金有限时,不能均匀地把钱花在每种传染病的预防上,而是首先考虑那些危害大、技术上易行、花钱少的优先防治,才能提高其总效益.

运筹学的应用已经在管理工作中带来了大量的财富。一般是问题的规模越大,越复杂,应用的效果就越显著。特别是电子计算机的迅速发展,使得运筹学在许多公共和非赢利系统中的应用越来越多,并取得了很大的成效.

1972年barnoon和wo 1f 用运筹学摸型研究了诊断过程、贝叶斯分析和统计决策理论及其与临床决策的关系,建立了诊断性化验效率的量度,对比了各种临床决策的死亡率和伤残率,从而为临床医生选择诊断化验项目,做出临床决策提供了依据.1973年北大西洋公约组织在伊斯坦布尔召开生态学决策问题的数学分析会议,charnes等报告了关于控制噪音、水和空气污染的最优模型以及在生产和污染之间如何保持平衡而获得总的经济效益最大的问题.这就不仅把生产和环境卫生统筹考虑,而且确定了它们之间的定量关系.1973年fe1dstein和sundaresan在南朝鲜研究如何合理分配资源(人力、资金、装备、设施)以控制结核病流行,降低死亡率和经济损失.他们主要应用线性模型、成本效益分析网络、把效益分为卫生效益、经济效益和社会效益,研究的结果应用于全国的结核病防治.70年代中期,马丁等用替论、随机模拟模型和线性规划研究了英国城市中垃圾收集、水源设置、老年人保健中心及其它服务网点设立的最优方案.1975年gass等用运筹模型帮助决策者制定城市发展、卫生服务建设、水源开发、空气污染控制和废物处理的最优方案.

dow1ing(1976)用线性规划模型详细研究了综合医院内在各科人员、设备固定的条件下如何提高对住院病人的服务数量和质量.1977年haveman等用运筹方法对国家卫生保险、社会保险、儿童保健计划等进行了成本效益分析,避免了卫生规划中的盲目性,使人们对于各种保险的重要性有了量的认识;coleman等分析了健康维持组织(hm0)如何确定服务内容和服务方式,怎样筹集资金才能最好地满足顾客的愿望,最可能得到联邦政府的赞许.80年代初,parker、lassner、antoine、mtango等在以色列、埃及、巴西、海地、坦桑尼亚等国研究了初级卫生保健资金筹集策略选择、以降低5岁以下儿童死亡率为主要目的的初级卫生人员任务分派方案、控制疟疾及其他常见寄生虫病方案选择及卫生资源合理分配问题.

目前,国外运筹学已应用到卫生服务的各个方面,如医疗、预防、卫生科研、卫生教育、环境保护、卫生用品生产、各机构的规划、管理、控制、评价.公共卫生学院普遍开设了运筹学课程,并已成为卫生管理专业的主要课程之一.运筹技术已为很多卫生管理者所掌握,在很多单位,应用计划评审技术(pert)对各种卫生计划进行评审和控制已成为一项常规.

当前运筹学在我国卫生事业管理中的应用还不普遍,主要原因:一是信息的储存比较落后,很多单位不重视卫生统计工作,不理解统计工作的重要作用,统计方法和内容不正确,目的性不明确,不能充分利用现有资料为管理决策服务;二是常用计算程序包开发不够;三是卫生规划、管理人员尚缺乏运筹技术的训练.

不过随着管理的科学化,在我国运筹学越来越受到广大管理者的重视,近年来在医院管理中也有了一些运筹学应用的例子.周振波等对一县医院的住院问题进行了排队分析,从医院和病人两方面的利益出发,提出了最佳病床使用率是在80—85%之间,而不是越高越好.王庆芳等利用随机模拟方法预测病人门诊量和b超申请量,从而合理安排人力,制定预约方案.朱慧敏等应用计划评审技术研究了在医院各科室现有人力情况下如何通过控制各科室挂号以使服务流量为最大的问题.

在卫生管理中,可应用运筹模型来解决的问题难以穷举,可归纳为下述方面:

1.卫生系统的规划设计运筹学中的规划论、排队论、网络分析等方法,可用于医疗网点的规划与管理、新建医院的选址与规模、急救中心的设计与运作以及区域卫生规划等.

2.卫生资源配置与利用运筹学中的规划论、决策分析方法可用于大型医疗设备的配置与管理、卫生人力资源的开发与合理利用、建立卫生资源合理配置与利用的评价体系.

3.药品库存管理运筹学中的存贮论,可用于多种药品库存管理、确定合理的库存策略、计算最佳的库存量.

4.血库的管理用存贮论方法可以在满足对血液需求时尽量减少迟延时间,保证供应的血液是最高质量的,且又尽量减少血库设施的经营费用.

5.疾病控制管理运筹学中的规划论、决策论、成本效益分析等方法,可用于控制某种流行病发病率的方案的制定、控制某种疾病发病率的各种干预措施的成本效益分析与评价等.

6.财务管理规划论、决策论、价值分析、统计分析等方法,可用于经济项目的预测、预算、成本分析、现金管理、再投资决策等.

7.医学教育目标规划、预测分析等可用于医学教育的规划和投资、教职员工配置、编制课程表、教室和实验室的规划和利用、招生和就业预测等.

8.贵重医疗卫生设备的更新运筹学中的规划论、决策论、网络分析可用于确定在何时更新设备可使总成本最小.

9.病人营养饮食最优组合方案确定应用运筹学中的规划论可解决:如何配料使一定成本下营养最高,或在满足需要营养的情况下使成本最小.

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关键词:运筹学;数学建模;数学实验;计算软件

中图分类号:G642

文献标识码:A

运筹学是用定性与定量分析结合的方法来研究现实世界系统运行规律的一门学科。其通过提出具有共性的模型,寻求解决模型的方法,帮助管理者选择最优决策方案,以达到经济有效地配置人力、物力和财力的目标。运筹学这门课程所要求的数学基础面比较广,而且面对各类问题所使用的方法也各不相同。工业工程專业的学生,由于数学知识面不宽,基础也不够扎实,所以针对这些专业的运筹学教学就应该减少严格的理论证明过程,多增加实践应用的学习。为改变运筹学实验学时很少的现状与解决运筹学课程具有的理论推导与实际应用之间的矛盾,有必要进行运筹学结合数学实验的教学实践改革。

改革实践大致可依循这样的方向进行:①在课堂教学中,指导学生掌握运筹学的理论知识和基本方法;②引导学生了解未来工作岗位上的实际需求,在实验中将所学的理论融会贯通,具备较强的分析解决问题的能力;③指导学生熟练掌握运筹学领域的通用计算软件,了解学习该领域正在推广的运筹学算法;④引导学生了解运筹学学科理论和实践的发展趋势,锻炼良好的专业理论研究能力和实践创新能力。通过以上四个方向促使运筹学教学向更深层次发展,以便更好地落实运筹学教学的目标与规划。为了培养学生的“优化”意识、决策能力、建模能力和解决实际问题的能力,可开设下列三种类型的实验:

一、设计性实验

运筹学教学过程中,最主要的问题是如何在各种约束条件下对目标进行决策优化。比如线性规划问题、动态规划问题、整数规划问题等,各类问题的算法又不尽相同。初学者在学习过程中,往往会将各种方法混淆错乱从而导致计算出现错误偏差。有些方法计算过程冗长、复杂而且抽象,学生很难短时间理解掌握。如果设计一些简单的数学实验,结合Matlab、Lingo软件编程计算,既可以大大减少计算量,也能让学生在设计编程中更好地理解和掌握算法。设计性实验“单纯型法模型运算程序的设计”目的在于使学生掌握单纯型法的运算原理,培养学生熟练运用Matlab语言编程的能力,同时了解Matlab软件的最优化工具箱中的线性规划函数的具体功能及其使用方法。

二、综合性实验

“运筹学计算软件的应用”综合性实验目的在于培养学生综合运用所学知识解决问题的能力。对于课程中的一些应用性较强的问题,学生通过自主学习或团队合作,查阅资料获取数据、背景资料、理论算法等,结合已有的运筹学知识或方法,利用通用的优化软件有创造性地完成实验。比如,在学习“图论与网络分析”这一部分的内容时,可以结合当下最热门的共享经济的概念,针对大家都关心的一些议题,让学生自组团队,提出自己对共享经济的理解和设计。学生在完成实验的过程中,即可以接触到更多层面的专业知识,又能增强自身的动手能力、协作能力,也能将理论与实际有机地结合起来,更好地掌握社会发展的脉络。

三、课程设计

为了解决运筹学课程学时少与运筹学应用性强这对矛盾,较好的解决办法是在工业工程专业的培养计划中添加“运筹学课程设计”实践教学环节,在一周的课程时间内学生有充裕的时间做调研,引导学生发现日常生产生活中的实际问题,比如交通问题、排队问题、销售问题等,利用已有的方法资料,将这些问题抽象出来并形成数学模型。运用所学的运筹学及其他学科知识,编辑程序,分析数据,利用计算机软件的强大运算能力,获得优化后的结果或者给出解决问题的方法。如此既能提高学生的学习兴趣和学习积极性,提升整体的教学效果,又能锻炼学生综合解决问题的能力,为将来的工作就业打下更好的基础。

四、结语

近几年来,通过在部分班级进行试点实践,设计少量操作性较强的实验,大部分学生都能积极主动地参加实验,在知识综合运用、学生能力培养方面都获得了较好的效果。希望以此能为大学数学类课程的改革起到积极的促进作用。

参考文献:

[1]胡运权.运筹学教程[M].北京:清华大学出版社,2012. 

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关键词:教学模式;教学手段;考核方法

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)21-0048-02

《运筹学》最早起源于第二次世界大战,20世纪50年代引入中国,钱学森将运筹学应用到中国国民经济计划以后,在工程建设、企业管理、科研规划等方面发挥了巨大作用和效益。它是一门应用性和实践性都很强的综合性学科,运用分析、试验、量化的方法,它使用许多数学理论来研究系统中人、财、物的组织管理并对其进行统筹安排,为从事社会实践和应用科学研究的人员提供了完整的数学方法,也为从事数学等理论研究的科研人员提供了广阔的应用领域。

目前我国高等教育中的运筹学教学模式,教学内容陈旧,教学手段落后,虽经多年改革,但教育模式并没根本变化,不能适应21世纪培养应用性高素质人才的需要。应用型人才培养是使学生在拥有基本专业基础知识的前提下,突出体现较强的实践动手能力。运筹学将数学模型、经济管理与计算机应用三者融为一体,具有理论性、应用性、多学科交叉性等特点。随着教育教学观念的不断更新和信息技术的飞速发展,传统的运筹学教学逐渐不能适应时展的要求,运筹学教学改革势在必行。

一、《运筹学》课程的特点及教学过程中发现的问题

《运筹学》这门课程理论性和实践性都很强,培养经管类学生对实际问题定量分析的能力,会利用运筹学软件对数学模型进行求解,在高等教育应用型人才培养的大环境下显得非常重要。

二本院校经管类学生很难用学过的数学模型解决实际问题。一方面是数学模型本身难以理解;另一方面,学生基础相对较差,通过教师讲授,学生把数学模型和求解方法理解以后,却很难深入到具体行业或市场进行具体项目的实战。由此可能导致学生学习兴趣的降低,创新能力培养的欠缺。

(一)运筹学比较抽象,学习难度大

运筹学综合性强,公式、原理多,计算步骤复杂,要求学生具有较深的高等数学、线性代数、概率论与数理统计及程序设计基础等知识,同学们大都感觉比较抽象,学习难度大。因为二本院校经管类专业的学生往往文理兼收,特别是文科背景的学生,数学基础薄弱,逻辑思维能力较差,看到教材里面大量的数学定理、数学公式、复杂的数学模型及其计算过程,很容易产生畏惧心理,甚至厌倦心理。本身晦涩、难懂的运筹学,很容易使学生感到枯燥乏味而产生厌学情绪。

(二)教材内容陈旧,教材建设难以体现应用性

运筹学的内容主要包括:线性规划、运输问题、目标规划、动态规划、图与网络分析、网络计划、排队论、存储论、对策论。对于不同专业、不同层次、不同高校的学生,教学内容的选择存在随意性。

目前国内运筹学教材主要有:《运筹学》教材编写组编写的《运筹学》(第三版);胡运权主编的《运筹学教程》(第三版);吴祈宗主编的《运筹学》(第3版);郝英奇等编著的《实用运筹学》等。这些教材主要内容大都偏重于基础知识、基本模型的讲解,缺少解决实际问题时建立模型的步骤,缺少对怎样由具体案例抽象出数学模型的方法,很难实现培养应用型人才的教学目标。这就要求在运筹学的教学中,对教材以及授课内容的选取上要“精挑细选”。因为运筹学的分支多,涉及的领域广。每个分支能够解决的问题、建立的模型以及解题的方法不同,面对如此众多的内容,凭有限的课时就无法完成教学任务。所以教材建设和教材内容方面都难以适应应用型人才培养的需求。

(三)教学手段单调,教学方法落后

目前《运筹学》主要依托黑板和多媒体课件的授课方式。采用黑板加板书,传达的信息量小,课堂效率相对较低;采用多媒体教学方式,讲课的速度快,学生往往跟不上教师的思路。大家知道排队论里面的泊松流有三个条件,即无后效性,平稳性和稀有性,直接告诉学生这些条件是什么,学生难以理解,所以必须用概率论上的公式进行推导证明,如果用多媒体讲课,学生没有足够的时间来思考,就会降低教学效果。

教学方法主要是课堂上教师讲,学生听,平时的作业和测试较少。一学期结束,教师完成教学大纲上指定的教学内容,学生们虽然基本上掌握了基础知识,但并没有真正学会《运筹学》课程的灵魂,即运用所学到的运筹学模型解决各行各业中的实际问题。这样的教学方式虽然使学生掌握了一些模型的解法,但怎样应用学过的运筹学模型的创新能力却普遍偏低。

(四)在考核方式过于单一

《运筹学》主要以期末考试的卷面成绩作为衡量学生学习好坏的依据,平时的教学中往往会忽略创新能力和实践能力的锻炼。《运筹学》的用处在于其为解决决策问题提供了定量的方法,要发挥运筹学的强大生命力,需要积极开展教学研究,推动《运筹学》课程在教学内容、教学方法、教学手段等方面的改革和创新。下面主要从课程教改方面给出一些思路和可操作的措施。

二、《运筹学》课程教学改革思路及措施

目前,课堂教学仍然是《运筹学》教学的主要手段,教师通过课堂给学生灌输大量的知识,重理论,轻应用。在这种模式下,学生只是被动接收课本,引不起主动探索求知的兴趣,也难以做到模型的应用,因此有必要对《运筹学》课程进行教学改革。

(一)明确教学目标,修订教学大纲,确定教学内容

根据二本院校“应用型人才培养”的思路,制定如下教改目标:根据本课程应用型、实践性强的特点,积极探索新的教学方法,把培养高素质、应用型人才作为课程改革的根本目标,把课程体系改革作为教学改革的核心,不断转变教学观念。

运筹学是一门以定量分析为主的应用性学科,所以教学目标是培养学生的实际应用能力,能结合管理上的思想方法,应用计算机技术和数学手段建立数学模型来解决实际问题。“应用性”这就使得它的主要任务是让学生掌握解决问题的思想方法,从而能做到在实际工作中“学以致用”。然而,目前不少高校《运筹学》教学大纲没能充分体现出运筹学这一特征。所以,明确运筹学的教学目标以后,修订教学大纲,从而确定新的教学方式,对改进运筹学教学有着重要意义。

(二)改进课堂教学内容,激发学生学习热情

要取得良好的教学效果,就必须解决“讲什么,怎样讲”这个问题。现在大学生普遍缺少学习主动性,缺乏探索问题、研究问题的热情,这就要求教师要想办法改进传统的课堂教学,激发学生的学习热情。

1.合理选取教学内容,提高学生自学能力。传统的教学中,教师上课“满堂灌”,下课“立马走”,要想改变这种教学方式,教师就必须“精心提炼”,即对多本运筹学教材进行概括、总结,提炼每一章节的重点、难点以及重要的算法,在课堂上讲解;教师还要做到“舍得放手”,就是将一些简单的容易掌握的基础知识,让学生提前预习,自学掌握;对于一些扩展性的案例留给学生课下相互讨论,自主学习。这样既精简了课堂内容,又锻炼了学生自学的能力。

2.采取案例教学,激发学生学习兴趣。案例教学,是一种开放式、互动式的新型教学方式。在教学中要穿插与课堂内容有关的前沿案例,比如最近提出的“支付宝运筹学”:支付宝将推出一项名为“视网膜支付”的功能,即客户只需打开支付宝客户端,点击“视网膜识别”按钮,将眼球对准手机前摄像头进行扫描识别,付款和收款的双方的信息匹配后,便可完成支付。正是因为运筹学应用性强,才使得它在枯燥中彰显独特魅力。

在案例讨论的过程中,不但能增强学生对运筹学应用性的认识,而且能促使他们掌握解决实际问题的基本思路,从而在学习中感到一种成就感,这样就会提高对运筹学的学习兴趣,增强团队协作和沟通交流的能力,在一定程度上增强教学效果。

(三)构建合理的课程教学体系

《运筹学》课程体系的建设具有复杂性,需要学校投入经费,需要教师爱岗敬业、努力钻研业务,还需要教育主管部门给予政策的支持等。下面给出构建一种合理的课程教学体系的具体方案。

1.研制运筹学计算机辅助教学软件,编写运筹学试题库管理系统,实现教考分离,对教学效果做出科学正确地评价,促进教师教学水平的提高。

2.根据不同专业、不同层次的学生的特点,结合教师平时工作和科研经验,编写不同层次学生(本科生、专科生)的教材及部分章节的教学案例。

3.建设一支结构合理,高学历、高素质、高效率的师资队伍。使教师队伍人员数量充足,年龄层次合理,知识结构科学,同时积极开展教学研究活动。

(四)传统板书教学和多媒体教学相结合

应该把板书教学与多媒体教学手段相结合,发挥各自优势。对一些基本的概念、定义和案例材料及算法步骤等教学内容,可有效地利用多媒体手段,最大限度地激发学生学习的积极性和主动性;而对于一些推理、证明等内容,最好用板书教学,这有利于学生跟着老师的思路积极思考课堂上的内容。

比如,用表上作业法求解运输问题,步骤有四大步,计算量很大,还要绘制表格,如果用板书,整个过程要花费至少一节课的时间,相反,如果用多媒体课件,不但能很好的演示表上作业法的思路和步骤,还会节省很多课堂时间。然而,多媒体教学的局限也很多,不能过分追求多媒体课堂教学的快节奏、大信息量。比如一些定理的证明,理论的推导等相对比较难于理解的内容,最好用板书把整个推导的思路展现给学生。因此在教学手段的选择上,采取多媒体技术与传统板书的优势互补是提高教学效率提高教学效果的好办法。

(五)加强上机实践教学,培养学生的创新能力

在《运筹学》的教学中,教师尽职尽责讲解,学生认认真真学,如果学生不亲自体验运筹学的算法流程,学生就很难真正理解运筹学中那些概念代表的经济含义,将来在实际工作中遇到实际问题,仍然会无从下手。所以,在运筹学的教学中加入实践教学,是培养学生应用能力的重要手段。

随着计算机技术的发展,让学生体验到一个运筹学案例从分析到解决的整个过程变的容易实现。目前和运筹学相关的软件有Lindo、WinQSB、Matlab等,利用这些软件可减轻大量复杂繁多的计算,培养学生的实际操作与动手能力。另外,对于信管专业也可以让学生用某种程序设计语言,编程实现教材上的一些重要算法,从而开拓思路,提高创造性思维能力和独立思考问题与解决实际问题的能力。

(六)改革考核和评价方式

期末考核“一张卷”的考试方式只是考查了学生对基础知识和解题技巧的掌握,难以把握学生解决实际问题的能力,所以《运筹学》的考核方式应该是多样化的。专业不同所学内容不同,期末考核要分专业、分层次进行,考核方式可由期末试卷、试验成绩和平时作业三部分组成。多种考查方式的结合可让学生摆脱单一的应试学习,对于一些善于思考的同学,对原有的算法提出一些新改进、新观点,这些“新”东西往往可以激发他们的好奇心和求知欲。对擅长编程的学生可以写算法一类的论文,对数学基础较好的学生可以写偏理论性的论文。这样做可以发挥学生的特长,调动其积极性,为今后的毕业设计打下良好的基础。

三、结论

本文在调查大量的二本院校《运筹学》教学实际情况的基础上,分析了《运筹学》教学过程中存在的问题和不足,提出了《运筹学》教学改革的思路与措施,较好处理了“三大关系”,即理论性与应用性的关系;课堂教学与实践性教学的关系;现代教学手段和传统教学方式的关系。大大提高了学生学习的积极性和主动性,取得了良好的教学效果。同时我们也深刻明白,《运筹学》的教学改革是一个长期探索的过程,其教育理念的更新、教学内容的扩充、教学方法的变更等都促使教师不断学习、不断提高教学能力。相信经过不断地探索和努力,二本院校学生的学习积极性会得到调动,分析问题和解决问题的能力会得到培养,《运筹学》教学效果和质量会不断提高。

参考文献:

[1]教材编写组.运筹学(第三版)[M].北京:清华大学出版社,2005.

[2]王天虹,宋业新,戴明强.在运筹学教学中培养学生运筹决策能力的实践与思考[J].科教文汇(下旬刊),2010,(2).

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关键词:FCFS;满意度;优先权

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.269

0 引言

排队就医往往是人们所关注的热门话题。随着经济社会的发展,此类问题已经越来越严重。与我国庞大的人口总量相比较,好的医院和好的医生日前已经变成了一种稀缺性资源。基于此类现象,患者到门诊就诊、到收费处划价取药、等待住院等,往往都需要通过排队来享受该服务。因此如何通过对有限的医疗资源进行合理的管理,并提高利用效率。对于医院管理者而言也越来越重要。

本文基于FCFS模式下,对某医院所存在的问题进行了分析。给出了资源配置的优化方法,论证了合理性。

2 基于“优先权”的模型改进

根据上述分析,FCFS存在着缺陷。即并未考虑到不同病人的病理特征而导致了入院时间不合理。一方面使得部分已经入院的病人接受手术的等待时间过长,另一方面又造成了其他病人无法入院的现象发生。从而导致了病人等待入院问题的“队列”过长。

(1)模型改进。为了解决“队列”过长而导致的一系列问题,引入“优先权”来调整排队顺序。优先权的大小直接决定了病人在等待队列中的相对位置,会对病人的满意度和病床利用率产生影响,不同的优先权会导致完全不同入院安排结果。因此直接给出优先权配置方案:

(2)结果检验。在基于有限权改进的前提条件下,采用评价指

(下转第247页)(上接第299页)

标体系:,最后可以得出在入院时间截至8

月15日,203名病人在新的模型下入院的平均等待时间为2.043远低于FCFS模式下的2.675。因此,在新的模型提高了资源的周转效率,具有合理性。

参考文献:

[1]全国大学生数学建模竞赛组委会.

[2]钱颂迪主编.运筹学[M].北京,清华大学出版社,2012(09).

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关键词:运筹学;教学效果;影响因素

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)20-0038-02

一、引言

自诞生以来,运筹学就被广泛应用于军事、农林、交通运输、水利、建筑、邮电等各领域。P.M.Morse与G.E.Kimball将运筹学定义为:“运筹学是在实行管理的领域,运用数学方法,对需要进行管理的问题统筹规划,做出决策的一门应用科学。”运筹学应用数学工具和逻辑判断方法,研究系统中人、财、物的计划、组织与调度等问题,以期发挥最大效益。在内容上,运筹学已形成了完备的理论体系;同时,运筹学作为一门交叉学科,基于定量和优化分析方法,以解决社会经济中的管理问题为导向,面向应用贯穿于运筹学发展的过程中。

运筹学以问题为导向,具有系统性、多学科交叉性、定量分析等特征,因而对培养目标和教学目标提出了较高的要求。在实际的教学过程中,培养目标和教学目标的实现受众多因素的影响。一方面,运筹学理论教学内容涵盖了线性规划、整数规划、目标规划、动态规划、图与网络分析、存储论以及排队论等分枝内容,每个分枝内容不能完全深入c拓展;另一方面,学生受学科背景、理论教学、实验教学等因素的影响,其学习效果参差不齐。

根据我校2013级信息系统与信息管理专业105人的在线调查问卷,问卷回收100%,有效率为100%。本文从学生的基本情况、学生学习的自觉性与独立性、教师与学生的关系三个方面对运筹学教学效果进行了分析,以期对现有的教学效果进行反思,改进运筹学的教学方法。

二、运筹学现有教学效果

我院信息系统与信息管理专业运筹学共56学时,其中理论课40学时,实验上机课16学时。考核方式是由30%的平时成绩(包括出勤、作业和实验报告演示三个方面)以及70%的期末考试组成。现有运筹学的教学效果评估主要包括学生对课堂听课效果的自我评价、学生对教师课堂授课效果评价、实验教学效果评价以及最终考核成绩四个方面综合评估,如表1所示。学生每次听课效果自我评价分为四个水平:听懂80%以上、听懂60%―80%、听懂30%―50%、完全没听懂,对应表1中的取值1、2、3、4,各区间的百分比分别为22.86%、40.95%、30.48%、5.71%,由此可见超过50%的学生对听课效果的自我评价较高,达到对学生的预期希望。将学生对教师课堂授课效果评价区分为:优秀、良好、一般、较差四个等级,各项对应的百分比为58.10%、27.62%、10.48%、3.81%,学生对教师课堂授课效果评价整体良好或优秀,但仍然有3.81%的学生对教师课堂授课效果持否定态度。与学生对教师课堂授课效果评价一致,把学生对实验教学效果评价区分为相同的四个等级,各等级对应的百分比为34.29%、41.90%、20.00%、3.81%,与对教师课堂授课效果评价相比较可发现,学生对实验教学的效果评价为优秀的占比下降明显,但评价为良好和一般的占比增加,评价为较差的占比仍然为3.81%。最后,将学生的最终考核成绩分为五个等级:优秀[90―100]、良好[80―90)、中等[70―80)、及格[60―70)、不及格[0―60),学生人数百分比分别为:13.33%、25.71%、24.76%、27.62%、8.27%,学生成绩集中分布在60―80分的范围。因此,从总体上看,目前本专业运筹学的教学效果达到了良好状态。

三、影响运筹学教学效果的原因分析

1.学生基本情况。主要分为学科背景、对成绩要求。由于运筹学对数学功底有一定的要求,因此认为学科背景对教学效果有比较大的影响,表2的统计数据验证了这一观点,理科背景的学生在优秀这一成绩分布区间表现得特别突出。同理,学生对成绩自我要求越高,综合成绩也越高,表3的数据很好的体现了这点。

2.学生学习的自觉性与独立性,包括课堂参与度、作业完成情况。由表4可知,能够深度参与课题互动的学生,不及格率只有2.78%,并且在良好和优秀中占比较高,随着课程参与度的降低,学生综合成绩也整体靠后分布并降低。另外,由表5可知,学生完成作业的独立程度与综合成绩成正比。

3.教师与学生的关系,指标主要有学生对教师的评价。由表6可知,学生对教师的评价越高,学生整体的综合成绩越靠前,即分布在80分以上。

四、结论

在现有教学过程的基础上,总结影响学生综合成绩的三大方面:学生基本情况、学习的自觉性与独立性、教师与学生的关系,并分析各因素如何影响学生学习《运筹学》的综合成绩。通过这些因素的分析,教师在往后教学的过程中,根据学生特点及对学科特性的需求,加强与学生之间的互动,提升学生学习《运筹学》的自觉性和主动性。

参考文献:

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关键词 卫生管理运筹学 教学方法 BPT教学模式

中图分类号:G424 文献标识码:A

0 引言

素质教育是现代学校教育的主题,培养和造就一大批具有坚实的理论知识,实践技能和创新精神的高素质人才是学校教育的最终目标。运筹学是对有限资源合理配置利用的应用型学科。我国著名科学家钱学森先生曾这样来陈述运筹学:“由一支综合性的队伍,采用科学的方法,为一些涉及到有机系统(人—机)的控制系统问题提供解答,为该系统的总目标服务的学科。”它主要研究系统最优化问题,通过建立数学模型,并对其进行定量分析,求得系统运行或系统设计的最优方案,最终为管理者在做决策时提供科学的依据。卫生管理运筹学是我国中医药大学卫生事业管理专业的基础课程,对培养提高学生的创新精神,实践能力和管理水平起着至关重要的作用。本门课程的许多内容在医学和医药管理方面有着很强的应用背景。例如,在图与网络优化这一章关于图的染色问题在医药存储中有直接应用。假设一个仓库要存放种药品,,…,,要求某些药品不能相互碰撞,否则会引起化学反应使药物失效甚至爆炸。所以为了避免这种现象发生,这个仓库应分割成若干个小空间,以便把这些不能相碰的药品放在不同的空间里。试问这个仓库至少应分割成几个空间?为了解决这个问题,我们先建立一个图,其顶点集为 = {,,…,},其中顶点对应于药品,顶点与之间有边相连,当且仅当药品和不能相碰。于是,药品存储问题就转化为图的顶点染色问题,而图的色数就对应为应至少需分割成的小空间的数目。

国内一些作者对如何上好大学的运筹学课程做了深入研究,参见文献[1-5]。

1 卫生管理运筹学教学中存在的问题

通过多年教学实践,笔者认为现行卫生管理运筹学课程教学存在着如下问题:

1.1 重理论轻实践

由于卫生管理运筹学是卫生事业管理专业的基础课程,是以数学方法作为工具为决策人员提供科学高效的意见的管理类学科,在授课过程中需要运用大量的数学理论知识和公式进行推导和演算,从而导致了在教学过程中也同于其他管理类课程,教师更多的是关注基本概念和定理的推导等理论知识的介绍,而忽视了卫生管理运筹学应用型学科的基本特点,如何培养学生利用运筹学知识去分析、解决现实生活中的实际问题的能力培养的环节,从而限制了学生实践能力、创新能力的培养和提高,不能满足现代社会对高素质复合型人才的需求。

1.2 教学方式单一

卫生管理运筹学类似于其他数学类方面课程的教学方式,以教师讲授为主,教学方式单一。虽然随着计算机的迅速发展教学手段已经由只在黑板上写的生硬方法改变为运用PPT展示,但目前的卫生管理运筹学教学过程中也只是由教师一味地灌输理论知识,没有更好地发动学生参与教学的积极性,学生的参与度不高,滋生厌学情绪,导致学生对理论知识一知半解或独立解决实际应用问题的能力欠缺,遇到解决管理中的实际问题毫无头绪的局面,无法达到预期的教学效果。

1.3 教学手段单一

卫生管理运筹学通过建立数学模型方法来解决实际问题,大量的实际问题都有其深刻的实际背景,大量数据的获得需要通过实际例子和实际测量得到。仅仅在教室里闭门造车建立的数学模型缺乏可信度,往往与实际有着较大的出入。所以必须把单一课堂变为多个课堂,从教室内走向教室外,从校内走向校外,才能够科学、准确地把握、解决实际问题。

2 BPT教学模式

考虑到卫生事业管理专业学生的知识结构的特殊性和卫生管理运筹学课程的特点,在教学过程中我们设计了使用于该专业的卫生管理运筹学课程:以能力建设为导向,以“基础知识教学、实验技能培养、综合能力训练”为抓手,以“课程建设、实践基地建设”为保障,探索和实践了大学生实践能力、创新能力“基础(Basic)、训练(Training)、综合提高(Promote)”的层次化、渐进式培养体系——BPT教学模式,探求一条卫生事业管理专业学生实践能力与创新能力培养的新路子、新模式。

2.1 构建了“基础性-提高性-创新性”层次化课堂教学体系

基础性注重“实”,着力培养学生的基础知识和基本技能。优化了卫生管理运筹学的课堂教学内容,保留了与卫生管理专业密切相关的线性规划,运输问题,整数规划,目标规划,动态规划,图与网络理论,排队理论等教学内容,结合数学实验、数学建模、数学软件等课程组建了数学实践课程教学课程群,实现课程结构体系化。以70% 的教学时数,运用先进的教学方法进行课堂教学。改革传统的教师一言堂的教学模式,采用课堂教师学生互动,师生一起讨论,充分发挥了学生主观能动性,调动学生的学习主动性与积极性。

提高性突出“专”,着力训练学生的专业技能。利用基本课堂应用问题,结合典型实际应用问题,对学生应用数学知识解决实际问题的训练。

创新性刻求“新”,着力拓展学生的创新能力。教学中刻意向学生介绍课程最新的研究动态和最新的研究方法。

2.2 开创实践教学环节的课外第二课堂教学体系

强化实践教学环节,以30% 的教学时数,依托计算机实验室,开创实践教学环节的课外第二课堂,对学生计算机应用能力进行专门的训练。指导学生用计算机进行数学模型的求解,掌握LINDO、LINGO和管理运筹学2.5等相关的软件包的使用。

引导学生参与社会实践活动,发现现实生活中有关医疗管理的应用问题,让学生运用所学知识去解决,在社会生产实践活动中接受检验,提高学生发现问题和解决问题的能力,使学生亲身感受学习管理运筹学这门课程的实践需要和社会价值,在实践中增长见识和才干、获得成就感。

2.3 项目化的综合能力训练体系

能力建设项目,在课堂教学和实践教学中,将学生3人一组,同做一个题目,同讨论一个问题,增强了学生的团队精神和团结协作能力。组织学生完成读书报告和课程论文,促进能力培养普遍化。

课外科技项目,组织学生申报校、院级大学生科技项目,参加大学生科技竞赛活动,促进能力培养多元化。

科学研究项目,组织学生参与教师的科研项目,指导学生进行毕业设计,促进能力培养个性化。

3 结束语

通过几年来的尝试,“基础(Basic)、训练(Training)、综合(Promote)”的层次化、渐进式卫生管理运筹学课程——BPT教学模式,贯通两个课堂,优化课内,强化课外,第一课堂教学夯实基础,第二课堂教学提升能力,二者良性互动,搭建大学生创新能力培养新平台。基础培训普及化、提高培训课程化、综合培训专题化,实现了以学促教、以学促专、以学促能的目的。切实培养了学生分析、解决问题的能力和创新能力,收到了良好的效果。

参考文献

[1] 范鹰,符启勋,彭慧卿.运筹学课程教学现代化研究与实践[J].天津城市建设学院学报,1999(3):90-92.

[2] 宋德昌.对运筹学课程教学改革的几点思考[J].建材高教理论与实践,1999(4):77-79.

[3] 黄宇林.从运筹学教学谈人才培养模式与实践[J].中国教育导刊,2005.2:76-77.

篇8

      

        运筹学与控制论

        (1)具有学习效应的重新排序问题 张新功

        (7)基于客户体验与行为运筹学的逆向服务 郝皓 李伟 唐国春

        (12)混合图网络上的s-t-流 程丛电

        (18)半b-(p,r)-(预)不变凸函数与多目标分式规划问题的鞍点 赵勇 彭再云 徐先兵 唐平

        动物科学

        (27)重庆市小唇泥蜂亚科种类调查及区系分析 武振呼 李廷景 陈斌

        (35)家蚕卵蛋白的sds-page分析 姜春宝 王林玲 王钰 王丽君

        三峡地区资源环境生态研究

        (38)土地利用变化碳排放效应研究——以重庆市为例 肖红艳 袁兴中 李波 颜文涛

        (43)1999-2010年重庆市人口与经济重心迁移研究 曹晓仪 林天应 张艳芳 董治宝

        理论与应用研究

        (49)具有时滞的离散互惠系统的周期解 徐昌进 陈大学

        (56)含非线性扰动的退化时滞系统的滑模控制 方园

        (61)基于马尔科夫状态转移过程的m/m/m排队模型仿真 曹永荣 韩瑞霞 胡伟

        (67)行反正交矩阵的中心对称性 贾书伟 何承源

        (71)wo3纳米材料气敏性能研究进展 张学忠 杨晓红 胡亚萍 邓泉

        (77)纳豆激酶基因的克隆及其在大肠杆菌中的表达 李莹 陈斌 敬俊锋 何正波

        (82)油菜雄性不育系160s育性转换中保护酶活性变化 沈亮余 李荣冲 王瑞雪 邹燕 张涛 龚慧明

        (87)珍稀优良花卉地涌金莲的繁殖研究进展 田美华 唐安军

        (91)香精香料废水降解微生物的筛选及鉴定 王亮 蔡家利 段云霞 吕晶华

        (95)公路建设对滩涂围垦区湿地生态环境影响研究——以福建省莆田市为例 崔涛 陈克军

        (100)基于体验的虚拟旅游质量评价实证研究。 杨文娟 王昕 胡传东

        (105)国内人群对多溴联苯醚的人体暴露研究 任重远 孟祥周 陈玲

        (110)基于dea模型的中国星级饭店业经营效率评估 梁永康 郑向敏

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关键词:建筑价值;运筹学;造价模型;分层管理

建筑的价值与建筑的造价,作为从事工程造价的人员的我,一直在思考,怎么将这对本质和手段有机的结合,并通过现实的管理工作联系起来。

根据我国现实的建筑项目管理体机制、建筑价值的研究和认识、工程造价(特别是全国注册造价师)的相关理论和华南理工大学《运筹学》,针对问题,较为简单提出建筑价值的分层管理和造价的运筹学考虑的想法。主要逻辑思路为:以《运筹学》和《工程造价》的理论为基础,以我国建筑项目管理体机制的控制阶段为研究对象,综合考虑相关影响因素,建立基本的优化探讨。

首先,运筹学的相关理论与理解:

运筹学是以实际问题为研究对象,着眼于系统的关系,综合考虑各种因素,以科学的方法,分析问题和处理问题,来达到整个系统达到最优状况。可分为确定型模型和概率型模型,确定型模型有:线性规划、非线性规划、整数化、图与网络和动态规划等;概率型模型有:对策论、排队论、储存论和决策论等。

运筹学的思考特点:

1)科学性:运筹学是以科学方法论指导通过一系列规范化步骤进行。对问题的分类、模型的选用、参数的采集,很多已经有具体模型和算法。

2)实践性:以实际问题为对象,凡是涉及到需要权衡不同因素会对问题结果都会产生不同影响,都可以运筹学研究工作,通过借鉴问题的性质、系统的目标及系统内变量的关系,利用已有和自建的数学方法对系统进行最优化设计,并被实际实践所检验,从而指导实际系统的运用。

3)系统性:用系统的观点分析一个模型的问题。着眼于整个系统而不是局部的,通过权衡各组成部分之间的关系和影响,使整个系统达到最优化。

4)综合性:现实的问题是复杂的,涉及的问题是多方面的,不光是经济的、功能的、艺术的,还社会的、政治的等,而且很多问题是难以量化和衡量的,因此要以不同学科的知识来分析,让各方面专家综合考虑,从而真正将运筹学作用发挥到综合最优化。

其次,工程造价的相关理论和建筑行业的现状

从事建筑行业-工程造价专业的造价管理工作,建筑行业本来是一个固定资产投入巨大的行业,同时这个行业涉及的领域和影响因素也很多,何综合考虑各方面的要求,以及如何最终确定资源如何分配等,这些是一个巨大和复杂的问题。作为建筑行业项目主要控制目标的造价的领域,也与时俱进,不在停留在建造项目本身的费用和花费了,已经上升到全寿命费用成本、建筑项目经济费用。

工程造价:主要是从投资者角度,工程造价是指建设一项目工程预期或实际开支的全部固定资产投资费用:工业建设项目造价影响主要因素有:

1)项目建设规模,应选择合理的建设规模,以达到规模经济的要求。对应的比选方法:盈亏平衡产量分析法、平均成本法、生产能力平衡法、以及按照政府或行业规定确定的方法。

2)建设地区及建设地点:建设地区选择是指在几个不同地区之间对拟建项目适宜配置在哪个区域范围的选择。建设地区的选择要遵循两个基本原则:靠近原料、燃料提供地和产品消费地的原则。建设地点选择是指对项目具体坐落位置的选择。厂址选择时的费用分析包括项目投资费用分析和项目投产后生产经营费用比较。

3)技术方案:技术方案选择的基本原则:先进适用、安全可靠、经济合理。

4)设备方案:在设备选用中,应注意处理好以下问题:要尽量选用国产设备,要注意进口设备之间以及国内外设备之间的衔接配套问题,要注意进口设备与原有国产设备、厂房之间的配套问题。

5)工程方案:工程方案选择应满足的基本要求包括:满足生产使用功能要求;适应已选定的场址(线路走向);符合工程标准规范要求;经济合理。

6)环境保护措施

环境治理方案比选的主要内容有:技术水平对比;治理效果对比;管理及监测方式对比;环境效益对比。

民用建设项目造价影响也有相应的主要因素制约。

对于施工单位:造价影响的因素相对较少,但主要是考虑项目的实际情况,包括施工条件、施工难度、业主的管理情况、环境经济和社会环境等;施工单位实际情况,包括技术力量,管理水平,设备力量等。

全寿命周期成本:是指工程产品从研究开发、设计、建造、使用直到报废所经历全部时间,在工程寿命周期成本,包括:工程寿命周期经济成本、工程寿命周期环境成本、工程寿命周期社会成本。对应的成本分析方法有:费用效率法、固定效率法、固定费用法、权衡分析法。

建筑项目经济费用

(一)经济费用效益理解

(1)分析的角度与基本出发点:更关注从利益群体各方的角度来分析项目,解决项目可持续发展的问题,包括实体的经济价值、社会价值等;

(2)价值的理解为,项目的费用和效益;其含义和范围划分为:经济费用效益分析是对项目所涉及的所有成员或群体的费用和效益做全面分析;

(3)所使用的价格体系。经济费用效益分析使用影子价格体系,即要使用社会价值来折算。

(4)经济费用效益分析通常只有盈利性分析,没有清偿能力分析。

(二)经济费用和效益识别的一般原则

(1)遵循有无对比的原则;

(2)对项目所涉及的所有成员及群体的费用和效益做全面分析;

(3)正确识别和计算正面和负面的外部效果;

(4)合理确定效益和费用的空间范围和时间跨度;

(5)根据不同情况区别对待和调整转移支付。

最后,运用运筹学理论建立造价模型和研究内容

现在根据以上工程造价涉及到的理论系统,每个系统都有繁多的因素影响各系统的实际状况,权衡各因素,使之优化,也就成为运筹学考虑的问题。以对应主体单位的系统关系为依据和展开相应系统关系的角度。

现以施工单位或建设单位作为一个系统,建立为工程造价模型:

以工程造价为理论,建立以立项-可研-设计-招标-施工-竣工过程,对应估算-估算-预算-合同价(控制价)-工程过程支付与变更-结决算,造价的组成和计算方法已经基本成熟,只是要将影响的因素进行系统的分析和整理,和同时按项目组成的单体性质综合统筹,建立运筹学模型来研究。

以投资运营或投资使用单位,建立全寿命费用成本模型:

以全寿命费用为理论,建立以建设-运营-转化或建设-运营-完结,对应建设项目总投资-生产运营费用-改造费用或建设项目总投资-生产运营费用-拆除费用,关于生产运营费用的组成,应该分行业和规模,建立和分析相关因素子模型;关于改造费用和拆除费用,基本可以延用工程造价模型,这个系统就分为生产运营费用子模型和工程造价模型,首先要对模型内部因素权衡,然后要对子模型的主要因素权衡,因此要建立两级模型。

以政府建设主管部门,建立建筑项目经济费用模型:

这是一个宏观的理论模型,现探讨放在省和市级建设主管部门,在全寿命费用成本模型的基础上,应改加上建筑社会影响模型和环境生态模型,由于后两中模型和相关理论比较模糊和难以操作,也只有建设主管部门反馈给政府各行政主管部门,对各因素统筹分析,但模型中的基本原则和权重分配也根地理位置和社会生产力发展水平有管!要求政府部门应该与时俱进的研究和调整,这里建议,加强政府部门关于各建筑性质的原则要求进行研讨,产业和建筑的地理位置布局的规划,NIBY问题的费用和补偿办法;同时加强建设项目立项时政府各行政主管部门的预审批和调整。

由于此模型的复杂程度和地域差异,初步建立以原则因素的分析模型,来权衡,宏观的实现优化。

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关键词:轨道交通;自动检票设备;排队论;泊松分布

中图分号:U293.221 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)09-0254-02

城市轨道交通以其速度快、运量大、时间准、污染少、安全性好等特点,被越来越多的城市所采用,成为缓解交通压力的一种重要方式。轨道交通车站在建设初期,通常会考虑远期客流的出行需要,建设服务设施设备,尤其是自动售检票设备。因此,轨道交通车站在运营过程中如何科学、合理的开放服务设施成为运营单位研究的一项重要课题。

本文以武汉轨道交通1号线~口路车站为例,通过客流数据的采集分析,运用排队论等原理对自动检票设备开放的合理性进行研究,得出合理化建议,以便指导运营单位科学的开放自动检票设备。

1 车站概况

武汉轨道交通1号线为地上线路,其中~口路站位于~口路与京汉大道的交汇处,主体建筑位于~口路西侧,横跨京汉大道。该站经轨道分隔为南、北两个付费区。分南北两个站厅,南站厅所有设备设施均开放。北站厅共有东西两出入口,西出入口可通往该站厅北侧的居民区,目前暂未开放;东出入口可通往~口路方向,服务设施全部开放。

北站厅西出入口有进闸机2台,出闸机2台,客服中心1座,自动售票机0台;东出入口有进闸机2台,出闸机2台,客服中心1座,自动售票机2台。其中,进闸机通过能力约为35人/min,出闸机通过能力约为25人/min。北站厅具体布局参见图1。

2 样本数据

2.1 样本选取

通过对自动售检票系统中以往客流数据进行对比、分析可知,该站主要以上班、上学等通勤客流为主,工作日集散量数据明显高于周末。工作日具有明显的早晚高峰,且一周中早高峰出现在7:00-9:00,数据最大值出现在周一,出站量高于进站量;晚高峰出现在16:30-18:30,且最大值在周五,进站量高于出站量。而周末全天客流较为平稳,16:30-18:30出现小高峰,峰值数值明显低于工作日。

因此,在研究服务水平时,以工作日为主,且主要考虑高峰时段的服务情况。

2.2 数据来源

通过对北站厅的进出客流情况进行人工实地调查,其中有57%的乘客由东出入口进出,43%的乘客经西出入口绕至东出入口进站,新增步行距离约20米,远低于乘客忍受的步行距离极限。

以10分钟为单位,选取周一早高峰出站、周五晚高峰进站客流到达情况进行现场调查,具体乘客到达情况如表1、表2。

3 服务水平分析

3.1 进闸机服务水平分析

由于乘客的达到特性符合泊松分布、闸机为每位乘客的服务时间又相互独立,具有相同的负指数分布的特性,乘客的排队长度不能确定,因此利用排队论中的泊松输入――负指数服务排队模型的M/M/s/∞系统,对该站厅的闸机的服务情况进行计算。M/M/s/∞系统即无限源、无限队长的排队系统。该站厅进闸机为2台,则s=2。具体计算如下:

进站乘客的平均到达率=15.975(人/min)。

进闸机的通行能力为35人/min,即该站厅进闸机的平均服务率为=35(人/min)。

总服务率=0.456,服务强度=0.228。

进闸机空闲不必等待的概率P0=1/k/k!+s/s!/(1-)]=0.628,

进闸等待人数Lq=[s/s!/(1-)2] P0=0.025(人),可以近似于无人。

进闸队长L=Lq+=0.482≈1(人),可以近似于有1名乘客。

进站乘客进站所需总时间=1.808(s)。

乘客进站的等待时间wq=Lq=0.094(s)。

利用进站乘客的服务时间、等待时间之和与所需总时间相同这一关系,检验以上计算数据:wq+60/=1.808=W。因此,以上计算数据无误。

由于闸机的通行能力为理想值,所以所得数据与实际情况仍存在一定误差。

汇总以上计算数据得到如下指标(表3)。

通过上述指标可以明确地看出,目前北站厅的乘客进站的滞留情况很少,几乎可以入站后随时进站。因此,目前北站厅的进闸机可以很好的满足乘客的进站需求。

3.2 出闸机服务水平分析

同理,s=2,=19.275,=25,利用泊松输入――指数服务排队模型的M/M/s/∞系统计算,得到如下指标(表4)。

由于出站乘客的到达情况与列车的行驶情况密切相关,不是严格的泊松输入,但当所设定的时间间隔大于列车间隔时,可以近似于泊松分布。通过以上数据,在下一趟进站列车的乘客达到前,上一次列车下车的乘客几乎全部出闸。因此,当前出闸机的服务情况,可满足乘客需求。

4 结语

本文通过对~口路北站厅的客流情况的调查及计算,可知目前的闸机已可以满足乘客的需求。虽然增开西出入口可以较为方便该站厅约43%的乘客出行,但同时也大大增加了设备的日常操作和维护、增加工作人员的引导工作等。综上所述,建议可暂不开设~口路北站厅西出入口。

另外,由于计算过程中所采用的闸机通行能力数值为理想值,因此计算结果与实际使用情况可能存在一定偏差,建议运营单位在服务过程中予以关注。

参考文献