基地在经纬度坐标为30127692 104628690需要同时前往四川省21个市州配送药物请问基地应该同时派遣几架 Mi-26 型运输直升机运送医疗物资使得所有直升机飞行总距离之和最短。Mi-26 型运输直升机最大航程 为 2000 公里最大载重 12000 公斤飞行速度为 255 公里小时基地拥有数 量 10 架另外运输直升机派送完所载的全部货物后中途不 1能加油需要返回基地。每个地方所需货物如
首先需要计算每个市州到基地的距离和直接相连的市州之间的距离,建立距离矩阵。然后根据每个市州所需货物量和 Mi-26 型运输直升机的最大载重,计算需要派遣多少架直升机,将所有货物运输完毕。接下来,使用 TSP(Traveling Salesman Problem,旅行商问题)算法求解所有市州之间的最短路径,再使用解析式计算每架直升机的路径和距离,并计算所有直升机的总飞行距离。最后,对比不同直升机数量下的总飞行距离,选择最短距离对应的直升机数量作为最优解。
以下是 MATLAB 代码实现:
% 基地经纬度 base_lat = 30.127692; base_lon = 104.628690;
% 市州名称和所需货物量 city_names = {'成都市', '自贡市', '攀枝花市', '泸州市', '德阳市', '绵阳市', '广元市', '遂宁市', '内江市', '乐山市', '南充市', '眉山市', '宜宾市', '广安市', '达州市', '雅安市', '巴中市', '资阳市', '阿坝州', '甘孜州', '凉山州'}; city_goods = [2000, 800, 500, 500, 500, 800, 500, 500, 800, 500, 500, 500, 500, 500, 500, 500, 500, 500, 200, 200, 200];
% 市州经纬度 city_lat = [30.572269, 29.339030, 26.582886, 28.871811, 31.126856, 31.467450, 32.435832, 30.532847, 29.587080, 29.552106, 30.837315, 30.075440, 28.752300, 30.458000, 31.209571, 29.999716, 31.867903, 30.122211, 31.898272, 30.049520, 27.886880]; city_lon = [104.066541, 104.773447, 101.718637, 105.438748, 104.397902, 104.683290, 105.843357, 105.592898, 105.058433, 103.765871, 106.110698, 103.831790, 104.649910, 106.633330, 107.502262, 103.010024, 107.231976, 104.641209, 102.224653, 101.962669, 102.267335];
% 计算每个市州到基地的距离 city_dist = zeros(length(city_names), 1); for i = 1:length(city_names) city_dist(i) = distance(base_lat, base_lon, city_lat(i), city_lon(i)); end
% 计算市州之间的距离矩阵 dist_matrix = zeros(length(city_names), length(city_names)); for i = 1:length(city_names) for j = i+1:length(city_names) dist_matrix(i,j) = distance(city_lat(i), city_lon(i), city_lat(j), city_lon(j)); dist_matrix(j,i) = dist_matrix(i,j); end end
% 计算需要派遣的直升机数量 max_load = 12000; % 最大载重 num_helis = ceil(sum(city_goods) / max_load); % 向上取整
% 使用 TSP 算法求解路径 path = tsp_nn(dist_matrix, 1); % TSP 算法,起点为 1(即基地) path = [path, 1]; % 回到基地
% 计算每架直升机的路径和距离 heli_paths = cell(num_helis, 1); heli_dists = zeros(num_helis, 1); goods_left = city_goods; for i = 1:num_helis % 计算本次配送的货物量 if i == num_helis goods_this = sum(goods_left); else goods_this = max_load; end
% 计算本次配送的路径
path_this = path;
path_this(1) = []; % 去掉起点
path_this(end) = []; % 去掉终点
path_len = length(path_this);
for j = 1:path_len
[~, idx] = min(dist_matrix(path_this(j), :)); % 找到下一个最近的市州
while goods_left(idx) == 0 && length(find(goods_left)) ~= 0 % 如果该市州的货物已经配送完毕,则找下一个最近的市州
dist_matrix(path_this(j), idx) = inf;
[~, idx] = min(dist_matrix(path_this(j), :));
end
path_this = [path_this(1:j), idx, path_this(j+1:end)]; % 加入路径
goods_left(idx) = max(goods_left(idx) - goods_this, 0); % 更新剩余货物量
end
path_this = [1, path_this, 1]; % 加上起点和终点
heli_paths{i} = path_this;
% 计算本次配送的距离
for j = 1:length(path_this)-1
heli_dists(i) = heli_dists(i) + dist_matrix(path_this(j), path_this(j+1));
end
end
% 计算所有直升机的总飞行距离 total_dist = sum(heli_dists);
% 输出结果 fprintf('需要派遣 %d 架直升机\n', num_helis); fprintf('每架直升机的路径和距离如下:\n'); for i = 1:num_helis fprintf('直升机 %d:', i); disp(city_names(heli_paths{i})); fprintf('距离:%.2f 公里\n', heli_dists(i)); end fprintf('所有直升机的总飞行距离为:%.2f 公里\n', total_dist)
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