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2026年电工杯B题：嵌入式社区养老服务站的建设与优化问题【思路、Python代码、Matlab代码、论文(持续更新中......)】

原创于 2026-05-23 00:11:31 发布·审核中

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#python#matlab#数学建模

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B 题：嵌入式社区养老服务站的建设与优化问题

3 月 7 日，十四届全国人大四次会议召开民生主题记者会，民政部部长陆治原表示，我国已初步建成覆盖城乡的养老服务 “一张网”，在城市建设嵌入式社区养老服务中心，在农村建设邻里互助点、农村幸福院，让更多老年人在家门口、甚至家中就能便捷获取养老服务。陆治原指出，未来五年将持续建设县级综合养老服务管理平台，拓展区域养老服务中心功能，因地制宜扩大村、社区养老服务设施覆盖面，力争到 “十五五” 末期基本建成县、乡、村三级养老服务网络。

某城市成熟街道下辖 10 个连片小区，当地政府计划建设嵌入式社区养老服务站，为老年群体提供助餐、日间照料、上门护理、康复理疗、助浴、紧急救助等便民服务，切实解决老年人生活照料难题。附件 1—6 提供了该区域相关基础数据。

附件数据说明

  • 附件 1：小区基础数据（人口与老年人口结构、状态转移概率）
  • 附件 2：服务需求数据（老人月均服务需求次数、服务营收与支出、月服务消费上限）
  • 附件 3：服务站建设与运营成本
  • 附件 4：小区间距离矩阵（单位：米）
  • 附件 5：满意度评分规则

模型基本假设

  1. 老年人仅选择满意度最高的服务站；
  2. 服务站服务能力与建设规模成正比；
  3. 五年内人口结构、失能率保持平稳变化；
  4. 当地工资水平、物价及补贴政策保持稳定。

请依据给定数据，完成以下问题求解：

问题 1：未来五年老年人口数量与服务需求量预测

1.1 已知老年人年均自然死亡率为 5%，年均新增老年人（年满 60 周岁）占当前老年总人口的 7%；失能老人无法恢复为自理或半失能状态，半失能老人存在一定概率转为失能老人、且无法自然恢复为自理老人，自理老人存在一定概率转为半失能老人。结合附件 1 中各小区老年人口现状及转移概率，构建未来 5 年老年人口数量递推预测模型，预测第 1—5 年末各小区自理、半失能、失能三类 老人数量。

1.2 基于 1.1 的预测结果与附件 2 数据，预测第 5 年末各小区自理、半失能、失能老人对助餐、日间照料、上门护理、康复理疗、助浴、紧急救助六项服务的理论月需求次数（结果取整，仅为理论需求总量，不考虑消费能力约束）。

1.3 结合附件 1、附件 2 数据及消费上限约束，预测第 5 年末各小区各类老人月均服务需求次数（结果取整）。

问题 2：服务站选址与规模优化

以问题 1 预测的第 5 年末各小区老年人口数量及受消费约束的服务需求量为基础，开展服务站选址与规模优化研究，相关要求如下：

  • 服务站规模：小型（日服务量≤1000 人次）、中型（日服务量≤2000 人次）、大型（日服务量≤3000 人次），对应建设与运营成本见附件 3；
  • 选址范围：10 个小区内任选若干点位（仅限小区内部），小区间距离见附件 4；
  • 服务半径：有效服务半径≤1000 米，超出距离不计入有效服务需求；
  • 服务覆盖率：至少享受一项养老服务的老年人数占老年总人口的比例；
  • 服务满意度：依据附件 5 评分规则（距离、服务响应、价格）计算，取值范围 0.6~1；
  • 实际有效服务人次 = 理论需求人次 × 服务满意度。

2.1 在总建设预算不超过 120 万元的前提下，满足上述约束条件，构建优化模型，确定区域内服务站建设数量、选址点位与建设规模，实现服务覆盖率与满意度最大化。

2.2 设计模型求解算法，说明核心步骤，并分析算法时间复杂度 。

2.3 给出最优方案：站点数量、选址小区、建设规模及各站点覆盖小区范围；计算各站点预计年度利润、整体服务覆盖率及各小区老年人满意度；指出模型至少 3 项局限性，并提出至少 1 项改进方向。

问题 3：服务定价与政府补贴优化

为减轻老年人经济负担，政府对服务站给予补贴以降低服务价格，具体规则如下：

  • 政府补贴：除紧急救助外，其余服务按实际有效服务人次补贴，标准为 2 元 / 人次；
  • 补贴限额：单个服务站每日补贴上限 —— 小型 1000 元、中型 1800 元、大型 2600 元；
  • 紧急救助：公益免费，不纳入补贴核算，仅计算直接支出；
  • 利润率要求：养老机构实行保本微利，利润率≤8%。利润率服务总利润政府补贴年运营成本总额年运营成本总额

3.1 以问题 2 最优选址与规模方案为基础，允许各服务站自主定价，以老年人满意度最大化为目标，综合政府补贴规则与利润率约束，构建优化模型，确定六项服务的最优定价（元 / 次）。

3.2 求解模型并输出最优定价；计算各站点年度利润与利润率、各小区老年人满意度得分，并单独列示价格满意度得分。

3.3 分析定价与补贴政策对自理、半失能、失能三类老年人服务可及性的影响（服务可及性指老年人在经济、地理、信息等维度便捷获取服务的能力）。

问题 4：灵敏度分析与方案比较

4.1 分别调整以下参数，重新求解问题 2 与问题 3 并对比结果：

  • 人口参数：60 岁以上老年人口年增长率调至 8%；自理→半失能转移概率调至 5.5%，半失能→失能转移概率调至 9.5%；
  • 成本参数：日固定管理成本增加 20%；
  • 预算参数：总建设预算调至 140 万元。

4.2 对比参数调整前后的方案差异，包括站点数量与选址、服务定价、政府补贴总额、服务覆盖率、满意度等指标；分析模型对各参数的敏感性，评价模型鲁棒性。

4.3 指出模型实际推广中至少 3 项其他不确定因素，并提出针对性应对策略。

🌈运行结果整理

🌈4 26年电工杯比赛思路、Python代码、Matlab代码、论文

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