数学建模课程设计

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五、求解方法
5.1第一问的求解
5.1.1首先对标准间在每个周内的价格走势作分析,建立其周内变化模型。
对一周内各天的均价走势的研究,得到一周内的价格变动,可以反应标准间价格变动因素中的一个周期性因素。
通过对数据的分析得到前八周内,星期一至周日分别的标准间价格均值:
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
第二问:显然,预定了客房的客人取消预定的概率是相互独立的,则,m个预定中,有k个客人取消订单的事件符合独立重复试验概型;同时,由于k的不同导致宾馆利润的不同,
故先计算出宾馆利润对于某一个k值的函数,在通过概率加权的办法算出宾馆利润的期望,通过取定合适的m值,使得利润期望最大,从而得出合适的宾馆客房超额预定策略。
30.80%
7
76.14285714
78.3352
2.88%
8
67.57142857
60.9784
9.76%
拟合曲线见下图。可见,其误差以十分明显。其中,前6周误差都超过10%,最大的第三周甚至达到69.73%。而且根据它预测的第九、十周均价分别为42.2653,24.4082元。根据日常经验可知,均价随时间的推移是逐步上涨的,这与之不符。故,此时采用三次趋势外推是不合理的;若采用更高次的多项式外推法,可使前八周内误差减小,但其预测将变得更加不合常规。
通过matlab求解方程组(代码见附录代码一),得到趋势外推法的解如下
其模拟的效果如下:
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
均价
50.5
50.5
46.75
119
125.25
95.5
54.25
总价
541.75
541.75
541.75
541.75
541.75
541.75
541.75
比例
0.093216
三次多项式外推
其拟合前后对比如下:
周次
每周价格走势
拟合函数值
偏差
1
43.57142857
30.1169
30.88%
2
49
67.3519
37.45%
3
53
89.wk.baidu.com579
69.73%
4
169
100.1472
40.74%
5
90.42857143
100.1317
10.73%
6
70.42857143
92.1237
50.52
46.75
118.70
125.74
95.19
54.34
第十周
53.28
53.28
49.30
125.18
132.61
100.39
57.31
5.2求解第二问
5.2.1仅考虑赔偿现金的情况下:
宾馆标准客房、豪华套间、总统套房的实有数量分别为n1,n2,n3;
设宾馆接受预定的标准客房、豪华套间、总统套房的数量分别为m1,m2,m3;
标间均价
50.5
50.5
46.75
119
125.25
95.5
54.25
其折线图如下:
于是得到一周内各天的均价比例如下:
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
标准间均价
50.5
50.5
46.75
119
125.25
95.5
54.25
周均价
541.75
541.75
541.75
541.75
541.75
541.75
假设取1-P=0.95。此时,宾馆为了取得最大期望利润率,根据前述计算结果可知,标准客房的预订水平因该取530、豪华套房的预订水平取100、总统套房的预订水平取20时,宾馆利润最大。
而其中,豪华套房、总统套房的最大利润分别在101和21处取得,m的数量太少,不适合超额预订,况且赔率较大,宾馆从经济的角度考虑,豪华套房、总统套房不应该接受超额预订。根据求出的数据可知,对于标准客房来说,当标准客房的超额预订水平为530时,最大可能超额入住5人,且概率为0.0796,即说明,最大可能赔偿5个人。
设宾馆相应与每种gk的利润为LR,那么
那么宾馆的利润期望为
根据假设,除去客房开支以外,宾馆总的运营成本,等于至少六成的客房有人入住时所得的利润;即C=0.6nA。
显然,宾馆的n,D,A,p短期内都是已知常数。过可以通过数值模拟的方法取定m,使得Y(LR)最大。对Y(LR)进行等价变形得:
对标准间而言
第三问:通过一二问的求解,提供建议
四、模型建立
4.1对于第一问:
显然,在未来某一周内,由于工作日和双休日的固定,以及其所导致的对宾馆客房的需求的固定,可以推定:该周内任意一天的标间价格所占的七天总价的比例yi与yi的关系是不变的;同时,根据经济规律可知,标准间的周均价yk随时间的推移是按某种规律上涨的,因此,可以建立周数k与yk的关系。
研究的问题是:
(1)试建立客房预定价格的数学模型,并对以下实例作分析。表1给出了某宾馆8周标准房价格(单位: 美元),用你的模型说明价格变动的规律,并据此估计第9周和第10周的标准房参考价格。你还可以收集更多的数据来验证你模型的价值(要求注明出处)。
(2)在旅游旺季,宾馆往往可以预定出超过实际套数的客房数, 以减低客户取消预定时宾馆的损失。当然这样做可能会带来新的风险, 因为万一届时有超出客房数的客户出现, 宾馆要通过升级客房档次或赔款来解决纠纷, 为此宾馆还会承担信誉风险. 某宾馆有总统套房20套,豪华套房100套,标准间500套。试为该宾馆制定合理的预定策略, 并论证你的理由。
于是,此处不能采用多项式趋势外推。接下了,本文将采用一次移动平均的方法对第九第十周预测。
采用一次移动平均法求解(代码见附录代码三)
为了使数据最终结果与原始数据比较符合,并减小统计数据中由于偶然因素较大的数据的影响,取移动平均的观测点数为8。其最终拟合结果如下(为了便于绘图,在原始数据中令第九十周均价为0,不过这不影响算法的准确度)
对于问题二,宾馆采用升级客房档次或赔款来解决超额接受客房预订的纠纷。采用独立重复试验概型可以得到k个客人取消订单的概率;在计算出宾馆利润的期望值,通过在赔偿和客房数量上的限制条件,和保证宾馆最大利润的目的,可以确定出宾馆超额提供预定的最大数。
对于问题三,要求为宾馆制定一个长期的经营策略,通过一二问的分析,可以得出合理的方案。
541.75
比例
9.32%
9.32%
8.63%
21.97%
23.12%
17.63%
10.01%
由于题目中已明确说明:,宾馆采用变动价格,根据市场需求情况调整价格,一般来说周末价格比较高。同时结合上图,对建立的各周内模型采用分段的多项式趋势外推法建立函数。分别用线性趋势外推,以及三次多项式外推,建立的分段函数如下:
0.093216
0.086294
0.219659
0.231195
0.176281
0.100138
拟合比例
0.093253
0.093253
0.086294
0.2191
0.2321
0.1757
0.1003
误差
0.04%
0.04%
0.00%
0.25%
0.39%
0.33%
0.16%
从验证值与实际数据的误差来看,误差最大的为0.39%,在允许范围内,模拟效果比较理想。
客人入住的客房的利润为A元每间;
已经预定而又没有得到客房的赔偿为D元每间;
宾馆除客房以外的其他成本分摊给三类房间,分别总共为C1,C2,C3元;
设一个已定客房的旅客在在前一天中午以前取消预定的概率为p;
其中k人未按时入住的概率为gk,则有: ;
当m很大时,为了便于计算gk,根据泊松分布和二项分布的联系知道,此时可以用前者计算后者的近似值:即有, ;
(3)请为该宾馆制定一个长期的经营策略;并给总经理写一篇短文有关管理经营的建议书。
二、问题假设以及符号说明
A:假设
1,在求解第一问中,假设第一周至第十周处在一个稳定的市场状态(淡季或旺季);
2,假设标准间的价格总体走势仅由两方面分量合成,即,每一周内的7日价格变化走势,周均价走势;
2,假定所提供的数据与未来数据是连续的,不存在重大变故的干扰;
5.2.2在同时考虑升级客房档次或赔款的情况下
对于标准房间,由于没有更低级的房间升级到标准房间,故在不同的概率值P下,期望利润率随订房水平m的变化情况相似。
那么,未来第k周,星期i的标准间的价格yk,i上述两种决定价格变动规律的因素共同决定的。由此可得yk,i的表达式:
4.2对于第二问,根据订房客人取消预定的变化,宾馆的利润也是变化的。为了确定一个最优的预定策略,将所有可能的情况根据其概率进行加权运算,最终得到具有代表性的总体利润的期望,从而确定一个合理的预定策略。k人未按时入住的概率为gk,宾馆相应与每种gk的利润为 ,那么宾馆利润的期望为:
数学建模课程设计报告
题目:宾馆预定策略问题
院系:数学学院
专业:数学与应用数学
班级:08(2)班
姓名:
学号:
指导老师:黄有度
摘要
本题为宾馆的预定策略问题,涉及价格制定和经营策略问题。通过对题目中提供的数据,以及对所要求解的问题的分析,本小组认为符合时序预测问题的基本条件。
对于第一问,要求估计第九周和第十周参考标准间房价,属于短期预测。将对未来价格的预测问题分解为两个问题:对一周内各天价格所占一周内总价的比例,和各周价格变化趋势适。采用多段的、三次多项式趋势外推法解决第一个问题,模型的误差最大为0.39%,可见模型是十分精准的;同时采用三次多项式外推和一次移动平均法求解第二个问题,通过对比,一次移动平均法比趋势外推得到的数据,与已知数据更为符合。同时,其预测值比较符合经济规律,因而,其预测结果具有可靠性。
3,假设宾馆的三类客房比例与市场需求比例相同,不存在巨大的入住率差异;
4,假设客人取消预定都是在前一天中午以前;
5,假设宾馆除开客房开支以外,总的运营成本,等于至少六成的客房有人入住时所得的利润;
6,假设宾馆对为得到房间的以预定客人的赔偿为:同类房间利润的一倍。
7,假设客人订房没有批量预定的情况。
B:符号说明
5.1.2.再对标准间前八周的周均价走势作分析,建立周间均价变化模型,并预测九十周均价。
、多项式外推法求解(代码见附录代码二)
对周间标准间的价格变化的研究,得到其周均价的价格走势,可以较为直观的反应在较长时间段内整体的价格趋势,以便于作短期预测。
通过对题目所提供的数据,分析得到前八周各自的均价,
根据对周均价走势的分析,和题目其他已知条件,首先通过趋势外推法建立模型如下
一.问题重述
某著名的旅游城市的A级宾馆主要提供举办会议和游客使用的。客房通过电话或互联网预定,这种预定具有很大的不确定性,客户很可能由于各种原因取消预定。宾馆为了争取更大的利润,一方面要争取客户,另一方面要降低客户取消预定遭受的损失。为此,宾馆采用一些措施。首先,要求客户提供信用卡号,预付第一天房租作为定金。如果客户在前一天中午以前取消预定,定金将如数退还,否则定金将被没收。其次,宾馆采用变动价格,根据市场需求情况调整价格,一般来说周末价格比较高。
主要符号代表含义
Yi一周内星期i的房价所占周总价比例的标准间价格的走比例
Yk标准间价格的周均价内走势
yk,i第k周,星期i的标准间均价
k第k周
I星期i
m1,m2,m3接受预定的标准客房、豪华套间、总统套房的数量
A客人入住每间客房的利润
D每位已经预定而又没有得到客房的赔偿
C1,C2,C3除客房以外的其他总成本,分摊到三类房间的分别总和
P一个已定客房的旅客在在前一天中午以前取消预定的概率
gkk人未按时入住的概率
LR(k)设宾馆相应与每种gk的利润
Y(LR)那么宾馆的利润期望为
三、问题分析
显然,从本题提供的数据和所要求解的问题来看,它是属于时间序列的预测问题,故考虑用多项式趋势外推和移动平均法等方法求解。
第一问:题目中给出了八周的标准间房价数据,要求预测第九、第十周的标准间房价,属于短期预测问题。显然,从所给数据来看,要建立单一时间变量的函数来确定房价是很难的,不过更具日常经验和经济学规律分析,可将影响标准间的房价变动的因素归纳到两方面:即,一周内房价的分布,和以周均价为代表的长期上涨规律。
对豪华间而言
对总统包间而言
显然,随着p的增大,即1-p的减小,利润是逐渐增大的。
根据m和p取不同的值,利润的期望变化如下:
A.根据下图,标准间的最大利润在1-p=0.95时,在m1=530时取得。
B.根据模拟计算图,豪华间在所有情况下,都在m2=100左右取得最大利润。
C,根据模拟计算图,总统包间在所有情况下,都在m3=20左右取得最大利润
设未来第k周的周均价值为 ,则
其对九、十周的预测结果为77.3929元,与81.6205元,比较符合均价整体走势。
5.1.3.综上,可得未来第k周,星期i的标准间价格的预测值yk,i得表达式:
根据以上公式计算出来的第九第十周标准间价格如下表:
星期一
星期二
星期三
星期四
星期五
星期六
星期日
第九周
50.52
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