教学办公用房资源优化配置问题.docx
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教学办公用房资源优化配置问题.docx
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教学办公用房资源优化配置问题
教学办公用房资源优化配置问题
摘要
本文针对教学办公用房资源的优化配置问题进行讨论,运用以供定需的方法进行分析求解。
问题一:
“以需定供”可以最大程度满足各种教学办公用房的需求,由于经费和场地有限等等,现实条件往往是各种限制的,加上诸如人员的动态调整等因素,教学办公用房太多会造成浪费,非急需用房在闲置,太少则不能满足需求,不太可能实现“以需定供”;“以供定需”能够最大限度的利用现有的资源避免造成资源的浪费,但是缺点也非常明显,如果供房不足会造成用房紧张,急需用房的得不到解决。
问题二:
指标因数的重要性排序(从大到小):
单位面积年教学工作量、教职工人均现有办公面积、定编编制人员现有人均办公面积、标准编制人员现有人均办公面积、师生比。
问题三、四:
配置结果:
部门A1,A2…A13分配获得的空闲用房分别:
0,0,346.7513,0,69.5302,179.4786,577.1615,171.1791,201.8595,107.6371,378.7514,119.6514,0平方米。
关键词:
用房资源以供定需以需定供指标因数
1.问题重述
公共用房资源作为高校教育资源重要组成部分,具有经济资源的基本特征,表现出有限、稀缺、重复再生成本较高等特点,是每个高校赖以生存、活动和发展的基础。
传统的公共用房资源配置方式主要分为两类,一类是“以需定供”,以公共用房的需求来决定资源配置;另一类是“以供定需”,以公共用房的供用量来决定需求。
这两类配置模式都具有明显的时代特征,都有各自的利弊。
现有一高校要以院系为单位对教学办公用房进行优化配置(仅指教学院系的教学、行政办公用房,不涉及学校的行政用房如各处室办公用房,不涉及实验用房等,不涉及教室),请你们运用数学建模的方法完成以下问题:
1、分析“以需定供”与“以供定需”两种资源配置模式的优缺点及适用性;
2、教学办公用房的配置涉及到的指标因素很多,从人员规模上考虑主要包括各院系的定编岗位数、实际教师数(含外聘教师)、师生比、学生自然规模、教学工作量等;从功能上考虑主要有教师办公场所(教研室)、行政办公场所(院系行政办、教务办、学工办等)、领导办公场所(院系主任、书记、副主任办公室等)、集体活动场所(会议室、工会活动室等)、档案资料存放场所(图书资料室、档案室等)等等,请你们查阅相关资料,运用数学建模的方法,分别给出各关键指标因素并排序;
3、根据以上分析,兼顾公平与效率,在现有条件下,建立教学办公用房优化配置的数学模型,并给出配置结果(提示:
应考虑以各部门用房总面积、总间数为模型的目标);
4、给学校相关部门撰写一份教学用房分配报告,说明你们的配置原理、配置方法以及配置结果。
2.问题假设
(1)为了充分利用资源,把所有的全校现有空闲用房面积投入使用
(2)不减少当前各个部门已经占用的教学办公面积,只对低于调整后总平均值的单位增加办公面积
(3)按照上述各指标因数的重要性分别对单位面积年教学工作量、教职工人均现有办公面积、定编编制人员现有人均办公面积、标准编制人员现有人均办公面积和师生比赋予相应的权值:
5,4,3,2,1
3.符号说明
E:
评价指标
dj:
dj表示上述分析第j个指标因数的权重(j=1,2,3,4,5,分别为单位面积年教学工作量、教职工人均现有办公面积、定编编制人员现有人均办公面积、标准编制人员现有人均办公面积和师生比)
Xi:
Xi表示第Ai个部门分配到的空闲用房面积(i=1,2…13)
Q:
表示全校现有空闲用房面积
Zj:
表示第j个指标因数调整前后影响指标
QQ:
表示调整前全校现有用房面积
QQi:
表示调整前第Ai个部门现有用房面积
QH:
表示调整后全校现有用房面积
Tj:
表示调整后上述分析第j个全校的指标因数值
Ci:
表示调整前第Ai个部门年教学工作量
Stuffi:
表示调整前第Ai个部门的教职工数
Dingi:
表示调整前第Ai个部门的定编制的人员数目
BZi:
表示调整前第Ai个部门的标准编制的人员数目
四、模型建立
(1)调整前后师生比不变,因此我们可以忽略该指标因子的影响
(2)各个部门分配到的空闲用房面积的总和等于全校现有空闲用房面积,有如下式子成立:
Q=∑Xi=2152(平方米)
(2)调整后占有办公面积情况如下:
全校总单位面积年教学工作量为:
QH=Q+QQ=2152+5263.01=7415.01(平方米)
T1=33.16205912(课时)
T2=12.42045226(平方米)
T3=11.9117(平方米)
T4=9.4821(平方米)
T5=0.03073
五、模型求解
对表中给定的数据,建立的数学模型为:
用Matlab2010b在程序中编写程序保存到fun.m中,具体代码如下:
functionf=fun(x)
currMJ=evalin('base','currMJ');
courses=evalin('base','courses');
stuffs=evalin('base','stuffs');
dingbian=evalin('base','dingbian');
biaozhun=evalin('base','biaozhun');
hou_z1=evalin('base','hou_z1');
hou_z2=evalin('base','hou_z2');
hou_z3=evalin('base','hou_z3');
hou_z4=evalin('base','hou_z4');
houMJ=currMJ+x;
z1=courses./houMJ;
e1=abs(z1-hou_z1);
z2=houMJ./stuffs;
e2=abs(z2-hou_z2);
z3=houMJ./dingbian;
e3=abs(z3-hou_z3);
z4=houMJ./biaozhun;
e4=abs(z4-hou_z4);
f=5*sum(e1)+4*sum(e2)+3*sum(e3)+2*sum(e4);
end
在Matlab工作目录下面,首先导入附件1中得数据到Matlab中,在执行如下命令:
students=data(1:
13,3);
z_students=data(15,3);
stuffs=data(1:
13,5);
z_stuffs=data(15,5);
biaozhun=data(1:
13,12);
z_biaozhun=data(15,12);
dingbian=data(1:
13,13);
z_dingbian=data(15,13);
courses=data(1:
13,15);
z_courses=data(15,15);
currMJ=data(1:
13,16);
z_currMJ=data(15,16);
Kong_MJ=data(15,17);
hou_MJ=z_currMJ+Kong_MJ;
hou_z1=z_courses/hou_MJ;
hou_z2=hou_MJ/z_stuffs;
hou_z3=hou_MJ/z_dingbian;
hou_z4=hou_MJ/z_biaozhun;
x0=[0;152;200;0;200;200;200;200;200;200;200;200;200];
Aeq=[1111111111111];
beq=Kong_MJ;
VLB=[0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0;0];
VUB=[];
A=[];
b=[];
[x,fval]=fmincon('fun',x0,A,b,Aeq,beq,VLB,VUB);
结果分析
用Matlab计算出结果如下所示:
x=
0.0000
-0.0000
346.7513
-0.0000
69.5302
179.4786
577.1615
171.1791
201.8595
107.6371
378.7514
119.6514
0.0000
fval=
533.6831
有以上算的的结果可知道部门A1,A2…A13分配获得的空闲用房分别:
0,0,346.7513,0,69.5302,179.4786,577.1615,171.1791,201.8595,107.6371,378.7514,119.6514,0平方米
6、结果分析
根据上述求解分析个问题结果:
1、“以需定供”可以最大程度满足各种教学办公用房的需求,由于经费和场地有限等等,现实条件往往是各种限制的,加上诸如人员的动态调整等因素,教学办公用房太多会造成浪费,非急需用房在闲置,太少则不能满足需求,不太可能实现“以需定供”;“以供定需”能够最大限度的利用现有的资源避免造成资源的浪费,但是缺点也非常明显,如果供房不足会造成用房紧张,急需用房的得不到解决。
2、指标因数的重要性排序(从大到小):
单位面积年教学工作量、教职工人均现有办公面积、定编编制人员现有人均办公面积、标准编制人员现有人均办公面积、师生比。
当各个指标偏移平均总指标越大,需求调整的也就越大!
3、部门A1,A2…A13分配获得的空闲用房分别:
0,0,346.7513,0,69.5302,179.4786,577.1615,171.1791,201.8595,107.6371,378.7514,119.6514,0平方米
4.配置原理:
以供定需
配置方法:
根据各重要指标因数进行分析求解
配置结果:
部门A1,A2…A13分配获得的空闲用房分别:
0,0,346.7513,0,69.5302,179.4786,577.1615,171.1791,201.8595,107.6371,378.7514,119.6514,0平方米
七、参考文献
[1]姜启源,谢金星,叶俊.数学模型(第三版),北京:
高等教育出版社,2003.79
[2]韩中庚,《数学建模竞赛》,科学出版社,2007.66
[3]王正林,龚纯,《MATLAB语言常用算法程序集》,电子工业出版社,2008.23-48
[4]杨桂元,黄己立《数学建模》,中国科学技术大学出版社,2008
8、附录
几个关键指标因素分析过程:
(1)师生比:
教师和学生的比例,对教学效率影响度非常大,对教学办公用房有一定的影响,但是影响不是很大
(2)教职工人均现有办公面积:
表示当前平均每个教职工占有的办公面积,是对教学办公用房需求度的一个重要影响因素,当该指标越小时对办公用房的需求越迫切,计算方法为:
现有办公面积/现有教职工总数
(3)单位面积年教学工作量:
表示每平方米的现有办公面积一年完成的教学课时工作量,是对教学办公用房需求度的一个最重要影响因素,是目前教学资源需求和公平分配的体现,对教学效率影响度也非常大,当该指标越大时对办公用房的需求越迫切,计算方法为:
年教学工作量/现有教职工总数
(4)标准编制人员现有人均办公面积:
表示按标准编制,每个人占有的办公面积,是对教学办公用房需求度的一个影响因素,主要体现在教学资源在未来满员时的需求,对当前来说不是非常迫切,可以在未来继续调整,当该指标越小时对办公用房的需求越迫切,计算方法为:
现有办公面积/标准编制人数
(5)定编编制人员现有人均办公面积:
表示已定编人员,每个人占有的办公面积,是对教学办公用房需求度的一个比较重要的影响因素,当该指标越小时对办公用房的需求越迫切,计算方法为:
现有办公面积/定编编制人数
下表(表1)是通过附件1计算各种指标因素的结果:
表1
当各个指标偏移平均总指标越大,需求调整的也就越大!
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- 关 键 词:
- 教学 办公用房 资源 优化 配置 问题