【2017年高教杯国赛D题】化工厂巡检路径规划与建模（论文）

简介：
本论文针对2017年高教杯全国大学生数学建模竞赛中的化工厂巡检问题，通过优化算法设计了高效安全的巡检路径模型，并进行了详细的仿真验证。 本段落主要探讨化工厂巡检路径规划与排班问题，并提出了提高巡检效率、优化资源配置的科学合理方案。通过对工厂内巡检工作的内容及特点进行深入分析并制定相应的目标体系和约束条件，建立了最短路径的多目标规划模型。 针对第一个研究问题，我们的目标是减少每班次所需的巡检人员数量以及确保工作量尽可能平衡。在此基础上，我们设定了若干限制条件：固定上班时间、无休息安排、单条线路周期不超过35分钟、每天实行三班倒制度且每个班次时长约为8小时。 为此，我们采用了图论方法构建多目标规划模型，并根据巡检点的连通性将其划分为多个分区。最终确定了五条最优巡检路线，所需最少人员为五名。例如其中一条优化后的路径设计如下： 22-21-4-2-1-3-6-14-21 为了确保每条线路在一定时间内的行走总时长尽可能均衡，我们引入了一个衡量指标——“均衡度”，数值越小表示该路线的巡检工作分配得更加合理。具体优化后的路径图和详细的巡检时间表请参见正文中的图表及附录。 通过以上方法的应用与实践，可以有效提升化工厂内巡检工作的效率，并为管理人员提供科学的数据支持以实现资源的最佳配置。