0-1非线性混合整数规划的罚函数解法

本文中我们对一类0-1非线性混合整数规划的解法进行了探讨,通过罚函数把有约束问题化为相应的无约束问题,我们证明了可通过求解一个无约束非线性规划问题得到原问题的ε近似极小解,数值试验表明算法是有效的.

LINGO语言与0-1混合整数规划选址模型的再结合

目前现有的将LINGO语言和O-1整数规划模型结合解决物流配送中心选址的理论较多,但不完善,主要表现在建模时对费用的考虑不全面、编程时所使用的变量不统一和求解时使用的是算例,数据真实性不高。针对以上问题,论文对LINGO语言与0-1混合整数规划选址模型进行再结合。首先把与配送相关的物流活动分为进货、仓储和送货三大物流环节,由此将配送中心选址中所涉及到的费用分为进货运输费用、仓储费用和送货配送费用;其次对建模所涉及到变量进行科学的规范,并成功建立O-1整数规划模型;最后以邯郸交通运输集团物流配送中心选址为实例,运用所建立的0-1混合整数规划模型,编写相应的LINGO求解程序,通过运行得出邯运集团在石家庄、北京、邯郸建立配送中心此时费用最少,最终到达LINGO语言与0-1混合整数规划选址模型的完美结合。

基于成本-风险分析的铁路危险货物办理站整合优化配置方法研究

铁路危险货物办理站的整合与优化配置是铁路安全运营与合理配置运力资源的关键,涉及路网分布、环境保护、设置地点、运输供需平衡、应急救援等多个因素。本文从成本与风险出发,分析影响危险货物办理站配置的因素,建立危险货物办理站配置的多目标0-1混合整数线性规划模型,最后以成都及周边配置危险货物办理站为例进行计算,得出成昆线上成都周边的危险货物办理站应由目前的6个缩减为4个办理站。算例表明模型对危险货物运力资源布局、调整及专用线、危险货物办理站的整合配置具有一定的适用性。

基于MIIFLP规划的规模化养殖场GHG减排布局方案优化模型研究

在规模化养殖场沼气工程建设的背景下,文章以工程布局方案合理下的温室气体减排量最大为目标,选取工程建设费用、利润回报、工程容量、物料平衡、安全防疫距离等为约束条件,结合0-1混合整数规划(MIP)和区间-模糊规划方法 (IFLP),构建了一种基于MIIFLP规划的规模化养殖场温室气体(GHG)减排布局方案优化模型。优化结果表明:GHG二氧化碳最大减排当量为[211 821.81,222 486.42]t/a,较案例推荐方案提高了[11.46,17.07]%,在隶属度λ为[0.019 3,0.712 0]时,沼气工程布局优化方案与案例推荐方案相比调整幅度较大,所建模型在保证养殖场正常工作且沼气工程稳定发电的条件下,为规模化养殖场沼气工程建设提供了更加合理的布局方案,也为将可再生能源利用作为一种电力行业温室气体减排的重要途径提供了决策性理论支持。

面向区间禁会要求的客货车共线运行图调整优化方法

针对客货车共线运行时存在的安全隐患,结合国铁集团对动车分散动车组列车与货物列车在区间内不交会的规定,对既有线列车运行图调整优化的问题进行了研究.通过0-1变量来判断相向而行的列车是否为不同类型列车,进而构建客车、货车在区间内禁止交会的约束条件,并以列车总旅行时间、与原列车运行图总偏差之和最小化为优化目标,建立0-1混合整数规划模型,采用Cplex求解器对模型进行求解.最后,以胶济铁路为例进行实例验证.算例结果表明:所提出的优化模型能够在确保客货车不在区间内交会的前提下,减少列车总旅行时间,提高线路整体运行效率.研究成果可为面向区间禁会要求的既有线运行图调整优化提供合理参考.

冷热电联供微网优化调度通用建模方法

在分析典型冷热电联供(combined cooling,heat and power,CCHP)系统的基础上,提出描述其组成和结构的母线式结构,并围绕该系统结构设计了微网调度优化模型构架。在该结构中,选取电气、烟气、蒸汽、热水、空气作为基本母线,与源、负荷、储能和转换装置联接形成微网。使用该结构对各设备进行独立建模,有助于CCHP系统的灵活配置和通用建模。围绕该结构,建立联供型微网日前动态经济调度的0-1混合整数线性规划模型,最后通过测试算例证实了所提框架的合理性和有效性。

大西安冷链物流配送中心选址布局研究

在"一带一路"背景下,沿线国家的贸易往来日益频繁,生鲜冷链运输发展尤为迅速。西安作为沿线西北区域门户城市,为适应冷链物流的快速周转,生鲜物流配送中心合理选址起到至关重要的作用。本文以西安盒马鲜生为例,通过收集盒马鲜生的各门店的位置、距离、费用以及需求量等相关数据,并对采集的信息进行筛选,建立AHP层次分析法和混合0-1整数规划相结合的选址模型,并应用C语言编程的粒子群算法求解数学规划模型,实现定性定量相结合,进而为大西安建设规划中冷链物流配送中心的选址,提供可行性的建设方案。

产品回收多级逆向物流网络优化设计模型

为降低逆向物流成本,改善客户产品回收便利性,优化逆向物流网络中产品回收的渠道选择决策,在原有正向物流网络基础上,提出了包含初始收集点、集中回收中心和回收处理工厂三种物流设施的多级逆向物流网络。以总逆向物流成本最小为目标,兼顾各客户群的产品回收便利性,建立了0-1混合整数规划模型,实现逆向物流网络的选址/分配问题。应用遗传算法求解该模型。模拟算例表明,该算法有效且可行,为企业进行逆向物流网络设计提供可参考的模型和求解算法。

城市轨道交通列车交路优化模型

为了确定城市轨道交通交路方案的列车运行区段和折返车站,结合运输组织实践经验,以列车交路决定的输送能力与客流需求量空间分布的最佳匹配为原则,以快速车底周转和换乘客流最少为目标,综合考虑站线运输能力的条件限制、运输组织需求以及乘客便利性,建立了城市轨道交通列车交路的多目标0-1混合整数规划模型.该模型分别对决策变量、目标函数和约束条件进行了简化处理,可以通过优化软件编程求解.以重庆市轨道交通一号线远期运营方案为例,对不同交路上限数目,在2 s内计算出4种可选交路方案,为运营部门选择最终方案提供了决策依据.

中转港口堆场集装箱堆存多目标优化模型

建立了中转港堆场堆存多目标优化模型;在满足中转港船舶靠泊要求下制定堆场最佳堆存方案,目标是最小化计划期内堆场的龙门吊使用数量和平衡各个箱区的工作量负荷;在建立和求解模型的基础上,仿真分析了工作量负荷参数,以揭示工作量负荷程度对于龙门吊使用数量和工作分配均衡性的影响。

列车延误条件下城市轨道交通跳停方案研究

为制定高效的列车运行调整方案,保证列车延误下城轨的服务水平,在分析列车跳停对乘客出行的相关影响的基础上,以列车到发时刻和跳停与否为决策变量,考虑列车运能约束、运行约束,以及跳停约束,建立以乘客总旅行时间最小为优化目标的0-1混合整数规划模型,并根据模型特点设计相应的嵌套式遗传算法进行求解.最后通过算例验证模型及算法的有效性.结果表明:在列车延误条件下,通过建立的列车运行调整模型和算法求解得到的跳停方案,相比传统的站站停调整方案,能够显著降低列车延误给乘客带来的额外旅行时间.

快递服务网点选址模型研究

为了提高快递企业收益,同时满足用户时效要求和费用要求,对快递企业服务网点的选址问题进行优化分析,建立0-1混合整数规划模型.采用GM(1,1)模型在MATLAB环境下预测用户未来需求量;考虑交通因素对运输成本的影响,进而影响快递企业收益以及网点的新建位置,建立关于交通影响因素的快递企业总收益的0-1混合整数规划模型.在预测用户未来需求量的前提下,利用LINGO11.0软件求解0-1混合整数规划模型,求得在满足用户费用要求和时效要求条件下,快递企业收益最大化的服务网点新建位置.通过算例分析,该方法能够快速有效获得最优解,符合服务网点选址的实际要求和长远发展.

有时间约束的允许缺货的供应商的选择问题的研究

在有时间约束且有多个供应商可供选择的前提下,讨论如何给出一个满意的供应商选择方案,确定参与的供应商及各自所供应的物资数量使总成本最小.对该问题在允许缺货前提条件下给出了单一物资需求和多物资需求的0-1混合整数规划模型及其求解算法,证明了算法的最优性,给出了算法的复杂度.

分析限界算法在企业动力系统优化中的应用

优化决策对于任何一个企业动力系统来说都是必要的。炼油厂蒸汽供应系统的优化问题是一个复杂的混合0-1整数线性规划问题:Z=CX,将Z转换为系列辅助约束关系(之和)后,可直接运用分支限界算法(结合反向搜索法)进行优化并分析,得到全局最优决策,这种方法对其他企业动力系统的优化同样适用。

基于混匀配矿的露天矿山供应链建模与求解

从供应链角度出发,分析原矿配矿的生产特点,考虑生产任务和生产能力限制、库存平衡约束、资源消耗量限制以及质量指标等要求,以生产、运输、库存总成本最小、所获得净利润最大及质量品位偏差最小为目标建立了0-1混合整数规划数学模型.采用拉格朗日松弛(LR)算法对该模型进行求解.仿真实验结果表明,中规模算例LR算法可以在较快时间内获得可行解,大规模算例可以在CPLEX软件求不到解的情况下运用LR算法在可接受时间内得到可行解.最后对出矿点品位参数进行了灵敏度分析,品位的扰动对质量偏差以及总目标函数值有较大的敏感性.

考虑偏好泊位的泊位和岸桥集成分派问题

作为集装箱港口非常重要的资源,泊位和岸桥的合理分派与调度可以提高集装箱港口的作业效率。集装箱港口泊位和岸桥的集成分配问题,是为到达集装箱港口的船舶安排最佳停靠泊位、停靠时间与作业岸桥数。考虑连续泊位的泊位分配,以最小化偏离偏好泊位的泊位数和船舶在港停留时间为目标,建立基于偏好泊位的泊位和岸桥集成分配问题的0-1混合整数规划模型;研究船舶停靠不同偏好泊位对港口运营成本、岸桥作业成本的影响,分析偏好泊位惩罚成本的设置给船舶到港时间与离港时间带来的影响。通过仿真分析,得到考虑偏好泊位的泊位和岸桥集成分派计划,拓宽了泊位分配的研究,为港口运营提供了泊位分配的管理建议。

考虑行人保护策略的交叉口信号配时优化模型

为促进平面交叉口的行人交通安全,本文基于美国国家电气制造商协会(NEMA)的双环相位标准,将行人专用相位(EPP)、行人同步保护相位(CYPP)以及行人前置相位(LPI)这3种行人保护策略整合到一起,以信号周期和行人-右转车的冲突点数量最小化为目标,构建交叉口信号配时优化模型。在假定交通参与者遵守信号规则的前提下,除LPI策略中远端行人与右转车冲突外,其余冲突点经模型优化后皆可消除,并且机动车的通行效率能够得到维持。该模型属于0-1混合整数线性规划问题(BMILP),可用分支定界法求解。选取南京市两个交叉口进行实例研究。结果表明:在交叉口几何尺寸及交通流量较小时,模型倾向于得到EPP方案,否则倾向于得到CYPP和LPI方案;在进口道设有直右共享车道或右转相位不易满足最大饱和度限制时,模型倾向于得到LPI方案。

B2C企业第三方物流提供商选择的综合方法

在B2C企业采取TPL模式下,综合运用了层次分析法(AHP)和0-1混合整数规划方法,建立了层次结构模型,求出每个物流服务提供商的最终综合评测分值,以此作为目标函数的系数构建了第三方物流服务提供商选择以及最优物流量分配问题的0-1混合整数规划模型,并给出了算例。

大庆油田物资采购及库存优化机制设计与模型研究

本文结合大庆油田物资采购中的实际问题,考虑物资市场、需求、库存三方之间的不确定性和复杂性,分别讨论了物资采购价格时变、物资需求时变、以及不同仓储容量限制下的库存优化模型的研究进展。进一步,设计了针对大庆油田物资的采购及库存优化机制,并选取大庆油田实际采购中的4种A类物资,基于时间序列方法和0-1混合整数规划,分别对机制中的价格预测部分和策略优化部分进行了数值试算,结果表明,基于准确度较高的预测价格,运用混合0-1整数规划模型制定的多品种物资的最优联合采购策略,可以实现采购成本的节省,相比于4种物资2009年的实际采购成本,节约比率高达7.66%,同时价格预测的精度也得到了用户的认可。该机制为油田物资采购和库存优化管理项目中的辅助决策支持系统原型设计提供了参照。但考虑到大庆油田实际采购中的各种复杂因素的影响,还需进一步完善该优化机制,并对相关模型进行改进。

面向时间优化的“任务-人员”匹配逆最优值方法:以石化设备抢修为例

一旦重大装备突发故障,如不能及时抢修,小则生产中断,大则引发生命、环境、经济等方面的重大损失。抢修具有时间紧、任务急、高度复杂性等特征。针对此类抢修实际问题,本文以最小化设备紧急抢修实际损失与机会损失为目标,考虑关键任务与非关键任务的工艺逻辑串并联顺序,构建“任务-人员”匹配正优化模型。然而,在该模型参数下,即使该模型的最优值仍超出同业对标成本容忍值,在此情况下,通过逆向思维,由果导因,逆向推演作业时间,构建对标成本值驱动的双层规划逆最优值模型。针对其0-1混合整数、非线性、双层规划、NP-hard的特征,设计混合“遗传-整数线性规划”算法,该算法结合了遗传算法的并行化和整数线性规划较好的全局搜索能力。基于企业实际调研与访谈获得相关数据,数值分析结果表明:逆最优值方法能够确保对标成本实现,给出“任务-人员-时间”指派方案。智能算法求解速度具有显著优势,对于抢修这类时间紧、任务急、情况复杂的问题更加适用。本方法可以应用在更广泛的领域,例如:项目工期进度控制、人力资源绩效管理的标准工时制定、目标管理视角的资源配置决策等多个领域,以预期结果为源动力,同时获得决策参数和方案的一类问题,都可以得到方法启发和思路借鉴。