(二)各商场出场观众的流量
根据前面的假设,观众在看完比赛后的事情便是到餐厅就餐,考察的情况便是看完比赛后选择就餐的地点和方式。对于观众出场的情形,与观众入场时的情形相似,微小的区别在于入场时是要求交通工具停靠点与看台的距离最短,而出场的时候要求的是看台与就餐地点的距离最短。为了考察问题的方便,我们把预演的时候所得到的观众选择各种餐馆的概率作为观众选择新的餐馆的概率。
对于任意看台 ,到达任一餐馆 必有最短路径。记其最短路径的方式与入场时相同,用 来表示,组成的点集记为组成的点集 ,(u=1,2)。观众到达任一餐馆 的概率为 ,问题一中已将其求出。则每条最短路径上的人流量为:
(只有一条最短路径)
(有两条最短路径)
这样一来,对于任意的商区 其通过的入场观众的总流量为
(三)各商场总的人流量及其百分比
根据我们的假设,每个观众在进入场馆时和退场时购物的机会是相同的,这样我们将 和 直接相加即可得到各商区总的人流量 。即有关系式: = +
故每个商区的人流量占整个总人流量的百分比为:
综上讨论和分析过程,我们最终建立的模型如下:
(1)每个商区的人流量占整个总人流量的百分比:
(2)各商场总的人流量为进场的人流量与出场时的人流量之和: = +
(3)各商区 入场总的人流量为经过该商区各条路径的总流量之和:
(4)入场当只有一条最短路径和有两条最短时路径时人流量的计算:
只有一条最短路径
有两条最短路径
(5)各商区 出场总的人流量为经过该商区各条路径的总流量之和:
(6)出场至餐馆当只有一条最短路径和有两条最短时路径时人流量的计算:只有一条最短路径
有两条最短路径
问题二模型的求解
按照出行的最短路径原则,寻找由各个交通工具停靠点 到达各个看台 的最短路径和从各个用餐地点 达到各个看台 的最短路径,然后对路径所经过商区的人流进行叠加算出进场和出场时每个商区的总人流量。每一个商区观众的总流量等于入场时观众经过该区的总流量与出场时观众经过该区的流量之和。计算结果如下表1与表2 所示:
表1
编号
入场人流量 5.0725 1.8394 2.9525 3.0475 3.1425 5.9275 3.1425 3.0475 2.9525 1.8394
出场人流量 3.0223 2.1741 2.7247 3.2753 3.8259 7.9777 3.8259 3.2753 2.7247 2.1741
总人流量 8.0948 4.0135 5.6772 6.3228 6.9684 13.9052 6.9684 6.3228 5.6772 4.0135
表2
编号
入场人流量 2.0475 1.9525 2.8100 1.9525 2.0475 3.1900 1.6482 2.1851 1.6482 3.3089
出场人流量 2.2753 1.7247 2.1235 1.7247 3.0256 4.4888 2.0000 2.0000 1.3990 4.0000
总人流量 4.3228 3.6772 4.9335 3.6772 5.0731 7.6788 3.6482 4.1851 3.0472 7.3089
所得结果图形如下:
图14 图15
图16 图17
本模型的求解还可以采用了Floyd算法,由于Floyd算只能找出一条最短路径。而商区图又存在不只一条的最短路径的点。这是本模型求解的难点。为此,我们仔细对商区图进行了分析,发现与车站或者餐饮地点会产生不只一条最短路径的点恰好在每个赛区的两个出口路线所通过的商区“要点”。挑出这些点,可以证明只有经过这其中的部分点才会有条路径,利用它们可以减少搜索次数,利用穷举方法其它等长的最短路径搜索出来。同样可以得到以上的结果。对于岔路的地方,可以认为满足人流均分的原则
由以上结果不难看到,处在交通要道进出口的人流量要明显高于其它的地区。
问题三的分析和模型的建立:
根据问题的已知条件,影响商店选址的主要因素是商圈内的人流量及购物欲望。商圈内的人流量可以较直观地如问题二的过程求出。对于购物欲望,也不难建立一个直观的模型来反映。而问题的关键在于如何将两者有机地结合起来。通过对问题的分析,我们引入一个能将两者结合的量——消费人流量。其定义为:
某点在某一路径上的消费人流量=该路径上的人流量´人流量在该点的购物欲望
这样就创造性地将影响选址的两个主要因素结合起来,极大地方便了问题的讨论。
然后在设计两种不同大小迷你超市的时候,以消费人流量作为主要的考虑标准,将问题予以顺利的解决。下面分别逐步建立问题的模型。
(一) 确定人的购物欲望的模型:
由消费经济学知识和日常生活中的常识知:某人欲到达某地,则他(她)到达目的地想购物的欲望最强烈,而在到达目的地的途中,其欲望显然不及目的地。又由常识知,在路径的最开始端,欲望最低,然后随着其不断行走,购物欲望不断增强,直到到达目的地其欲望达到最大。我们定义目的地的购物欲望为1,其它地方的购物欲望因子值即反映了该处购物欲望与目的地购物欲望的比例。
为了讨论问题的方便,联系本实际问题,我们选择用一个指数函数衰变因子来表示观众购物欲望的在不同的商区的变化情况。
该指数函数形式为:x= 。(k为路径上与目的地相差的商场的个数)
考虑一个实际的简单例子来解释说明我们定义的指数形式:
公交南(北) 。由于 为目的地,故 所对应的购物欲望最强为: =1;而 对应的购物欲望为: ; 对应的为: ; 对应的为: 。
(二)确定各商区的消费人流量
对于各商区的消费人流量,由于可能有不同的路径经过该商区,因此,该商区的总人流量为各路径在该商区产生的人流量之和。作为本题考察的关键,是满足已知的购物需求、分布基本均衡和商业上盈利这三个条件来确定超市的设计。通过分析,如果将商业盈利作为我们优化的目标,而其它两个条件作为该目标的约束条件,此问题很快转换为一个带有约束的整数规划问题。