教学办公用房资源优化配置问题.docx

1、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

2、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，A2A13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

3、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、

4、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

5、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：5,4,3,2,13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=1,213)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

6、 ：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 + 5

7、263.01=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：function f = fun(x)currMJ = evalin(base,currMJ);courses = evalin(base,courses);stuffs = evalin(base,stuffs);dingbian = evalin(base,dingbian);bia

8、ozhun = 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./biaozh

9、un;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_dingbi

10、an = 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;

11、200;200;200;200; Aeq=1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1; 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 0.0000fval = 533.683

12、1有以上算的的结果可知道部门A1，A2A13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

13、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，A2A13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，A2A13分配获得的空闲用房分别

14、：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，2003.792韩中庚，数学建模竞赛，科学出版社，2007.663王正林，龚纯，MATLAB语言常用算法程序集，电子工业出版社，2008.23-484杨桂元，黄己立数学建模，中国科学技术大学出版社，20088、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

15、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！