整数规划模型

摘要： 为加快构建长江流域综合立体交通走廊,提出以海铁联运模式为主的港口集疏运物流网络。根据复杂网络的中心性理论选取度中心度、中间中心度、接近中心度和特征向量中心度构建城市物流连通性评价指标,结合收敛相关算法对城市进行分类,筛选出长江流域海铁联运物流网络的枢纽城市;建立以物流成本最小化为目标,考虑枢纽城市铁路运输规模效益的整数规划模型,以模拟退火算法求解该模型,构建以南京、武汉、重庆、株洲、鹰潭为枢纽的海铁联运物流网络。研究发现,铁路运输的单位成本随运输规模和运输距离的提升而降低;与各城市不经枢纽的单一运输模式相比,货物由海铁联运物流网络运输可获得更大的运输规模效益,使其产生的运输成本更低,可节省约20.5%的物流成本。

摘要： 原材料是企业生产高质量产品的保证,是企业生存的基石。如何以最少的成本订购与转运原材料,成为企业核心竞争力和学术界的研究热点之一。与基于复杂的分类模型和繁琐的启发式算法的传统方法不同,本文提出了新的整体简化的优化模型,在保证一定采购数量的基础上,增进企业采购、物流和生产的协调运行和整体稳健发展。该模型在多种原材料背景下寻求满足最少库存量的供货商的最优解,利用无监督学习在较低数据格式和质量的要求下保持较高预测准确率,从而预测最优订购与转运方案。本文首先提炼量化指标、降维、筛选最优供货商数量,并分别建立了以订购和转运业务成本最小化为目标的整数规划模型,进而求解出原材料的订购量和转运量,然后分别通过趋势预测和ARIMA模型预测等方法,将其代入循环算法并得到最终的方案,最后基于测试集数据,本文验证了订购、转运方案的良好性质。

摘要： 桥机是集装箱码头重要的装卸设备,桥机利用率对码头装卸效率有重要影响。具备前瞻性的桥机资源策划方案能够使后续的装卸作业更加流畅,有助于实现降本增效的目标。随着自动化集装箱码头的蓬勃兴起以及船舶大型化趋势的持续发展,码头作业的不均衡性加剧,从而使桥机资源策划面临更大挑战和更高要求。本文针对自动化集装箱码头桥机资源配置问题,在综合考虑船舶装卸作业相关因素的条件下,建立以桥机利用率最高和桥机作业成本最低为目标的整数规划模型,并采用分支定界法求解和优化,据此构建自动化集装箱码头桥机资源策划系统。

摘要： 2021年五一杯全国大学生数学建模A题要求对10种不同类型的疫苗依次经过四个工位的生产问题进行分析,通过借助excel和python分析附件1中50次模拟生产数据,了解每个工位的生产水平;建立整数规划模型,给出最优生产顺序,采用流水线生产模型,得到生产所需总时间最短;通过建立规划模型安排最高利润的生产计划。

摘要： 为进一步探讨涉及交易费用的套利组合预期收益最大化问题,定义了可退化套利组合,在证券资产任意可分的假设下建立了预期收益最大化的可退化线性规划模型LP_(D),得出了模型的一些典型特性;为更贴近股市交易现实,去掉股票资产任意可分的假设,建立了预期收益最大化的可退化整数线性规划模型IP_(D).这2个模型都属于线性模型,不仅简明,更可以便捷地使用LINDO和LINGO软件进行运算.

摘要： 目的为了提高“货到人”拣选系统的订单拣选效率,研究了电商仓库货位初始存储状态为非空情况下的商品货位分配问题。方法考虑货架上现存商品信息、仓库空余货位数、待补货商品和新收入商品信息,提出基于商品关联度的分散存储策略,以极大化货架上所有存储商品的关联度之和为目标构建商品上架与下架的动态货位分配数学模型,并设计贪婪算法,再采用改进粒子群算法对贪婪算法得到的结果进行优化。结果基于商品关联度的分散存储策略可以减少货架平均搬运次数29.32%左右。结论与随机分配策略相比,文中提出的货位分配策略能够有效提升整个电商仓储中心的拣选速度。

摘要： 卡车编队是一种极具前景的新型运营组织模式,多辆采用半自动驾驶技术的卡车以较小的车头间距共同行驶,达到减少能源消耗与环境污染和保障交通安全的目的,该组织模式也被称为“公路列车”。从运营管理及调度技术的角度进行研究,利用商品网络流理论解决某一特定卡车在何时何地编入哪个卡车编队的问题,尽可能地促进卡车编队的形成,最大限度地节约能源。本文分析卡车编队形成过程中额外产生的集结等待时间,并量化计算由于卡车编队成组运行,空气阻力的下降进而产生的燃油节省。在限制卡车编队规模的条件下,构建考虑合理绕行的卡车编队路径优化模型,将每个运输任务是否通过路网中的弧段设置为决策变量,优化结果既能反映每个弧段上卡车编队的构成情况,又能体现每个运输任务具体的走行路径。采用商业软件求解构建的卡车编队路径优化模型,形成卡车编队19个,节省燃油费用达到14%以上。结果表明:该模型能得出理想的卡车编队路径优化方案,为卡车编队的推广应用提供理论参考。

摘要： 为了大力发展与建设循环包装逆向物流服务网络,解决逆向物流网络中的关键节点循环包装服务中心的选址问题,通过重点分析循环包装服务中心的功能特点,根据多规格循环包装在逆向物流服务网络中的流通特点,考虑候选循环包装服务中心设施数量和处理能力限制,将实际复杂问题转化为数学优化模型,构建了一个以运输成本、投资成本和运营成本等综合成本最小为目标的多规格循环包装服务中心整数规划模型,运用Lingo优化软件编程求解模型,并应用于实例中,从候选服务中心求解出1号和3号服务中心为最佳选址点。结果表明,该选址模型简便有效,可以帮助循环包装企业从众多候选服务中心中科学决策出最佳位置、最小总成本等,解决多规格循环包装条件下的服务中心选址难题,为企业发展循环包装逆向物流业务提供支持与参考方向。

摘要： 针对京沪高速铁路列车开行需求日益增长的现状,如何提高通过能力紧张区段的列车开行数量已成为亟待解决的问题。基于京沪高速铁路当前列车周期化开行结构,利用区段通过能力与列车停站的紧密关系,考虑区间运行时间、停站时间、车站安全间隔时间、列车和车站停站次数等约束,构建列车停站方案与运行图协同编制模型,通过列车停站方案和到发时刻的协同优化满足京沪高速铁路开行更多列车的实际需求。以京沪高速铁路下行方向列车运行图为例验证模型的可行性,优化列车的停站结构、不同速度等级列车间的待避位置和列车在途经车站的到发时刻,得到了具有更高通过能力运用水平的列车停站方案及运行图,研究结果为更好满足京沪高速铁路列车开行数量需求奠定了理论基础。

摘要： 为了实现调车钩数均衡分配,优化调车作业程序,提升调车作业效率,在区段站调车作业中,以调车钩数最优为目标,构建考虑作业时间的区段站调车钩数分配模型,运用分支定界算法进行求解.以山东东北部龙口港站为例对分配模型进行分析,通过考虑作业时间可以使每台调车机车处理的调车钩数更加均衡,有助于保证调车人员的作业时间大致相同;对调机的最长限定作业时间进行敏感性分析,结果表明随着最长限定作业时间的改变,分配模型依旧有效.调车钩数分配数据对于制订合理的调车作业计划,提升生产管理水平具有重要意义.

摘要： 甩挂运输通过卡车与挂车之间的拖带和分离,实现了装卸过程和运输过程的并行化,其路径规划对于物流企业降低运输成本和提高运输效率有着重要意义.本文提出了甩挂运输路径规划问题的整数规划模型,并利用基于模拟退火算法的两阶段启发式算法进行了求解,最后通过对随机生成的问题算例进行仿真实验,说明此算法解决该甩挂运输路径规划问题的适用性.

摘要： 本文以电力系统可观测性为前提,提出了一种改进的整数规划模型,以求得有多个可行解的PMU配置方法.改进的模型通过算例仿真是行之有效的,且为电力公司在PMU安装节点上提供了便利性和灵活性.考虑了电网中可能出现的零注入节点,通过模型和算法的改进,可用更少的PMU达到电网完全可观测.还考虑了在多指标约束下,对PMU进行优化配置,文中提出了考虑实际情况的多指标的PMU配置方法,用加权平均值法对各个节点进行分级后,以目标函数中的权重系数加以体现.用此方法对PMU进行布点,使其符合实际工程应用.通过IEEE14、IEEE30、IEEE57布点系统验证了各个情况配置的有效性和灵活性.使得PMU得到最大利用,且电网运行更为安全.

摘要： 针对中厚板坯料设计后的板坯宽度已确定不得更改的强制约束情况,从有利于炼钢生产计划安排的角度,考虑设备产能、炉容等约束,以最小化板坯的钢级替代、出钢时间提前或拖期、余材产生和板坯未被选择导致的综合惩罚为目标,建立中厚板炉次计划编制的整数规划模型.采用基于MATLAB软件的YALMIP优化工具箱对模型进行优化求解,设计基于钢厂生产数据的仿真实验进行验证,结果表明,与不考虑钢级替代和出钢时间调整的情况相比,采用本模型进行设计的炉次编制结果综合惩罚值更低、余材更少,求解质量和时间均满足实际需求.

摘要： 随着医疗水平的不断提高,病人量呈逐年上升趋势.出于我国护士人力资源不足,所以护士弹性排班的问题越来越受到关注.针对我国护士弹性排班问题缺乏通用的模型和排班手段落后的问题,本文建立了一个满足我国国情约束条件的整数规划模型,该问题是公认的NP难问题.本文首先取得了大连市某三级甲等医院门急诊2007-2010年的病人量,并基于时间序列的方法对2011年病人量进行了预测;然后运用排队论求解出护士的需求量;随后建立了一个带一系列符合我国劳动法规约束的整数规划模型;最后用cplex求解实例结果.实例验证该预测方法与模型都是有效可行的,其结果有利于提高护士积极性和工作效益。

摘要： 实时交通信息对于交通管理部门来说至关重要,如果获取交通信息成为了关键.检测器被用于获取交通信息.由于检测器易于损坏,需要增加检测器的数量来提高可靠性.本文在原有模型的基础上,提出两个新的整数规划模型.根据模型的计算结果,对评价道路的重要性程度提供一定的依据.

摘要： 本文从印刷电路板(PCB)的贴装顺序和元器件类型在不同贴片机上的分配方案出发，研究电子组装(SMT)生产线的负荷平衡优化问题，使得生产线完成元器件贴装的时间最小，从而提高生产效率。该问题具有流水线调度和一般分配问题的特性，据此建立了整数规划模型，模型考虑了PCB板在贴片机之间的传输特性和元器件类型的单机贴装约束。通过变量替换，将模型进行线性化。对小规模问题，可用线性规划求解器求解出问题的最优解。

摘要： 板坯匹配问题是钢铁企业在日常生产管理中经常遇到的问题,其任务是对板坯与合同的匹配关系进行优化,从而提高板坯利用率和客户满意度.本文针对该问题,将板坯与合同的可匹配条件转化为规格费用,建立了整数规划模型,通过最小化匹配费用来追求高的板坯利用率和客户满意度.采用了分散搜索算法(SS)进行求解,该算法特点是通过参考集,尽量产生分散于整个解空间的多个解作为局部搜索算法的初始解,从而保证整个搜索算法的广泛性。为验证算法有效性,用实际的板坯匹配数据对算法进行了测试。在评价匹配方案优劣的多个指标上,算法结果明显优于原有匹配关系.

摘要： 在本文中，我们针对第一个问题，建立了综合评价指标体系，并基于此对原FCFS(先来先服务)方案进行了综合评价。针对问题二，我们建立了基于优先权的病床安排函数模型，据此对病人重新安排并得出新方案的综合评价值。在问题二中模型的建立与求解的基础上，引入了Monte Carlo随机模拟方法预测病人的入院区间，结果表明预测置信度较高。针对问题四，借鉴解决问题三时所用的模拟方法，对几个可能方案进行模拟比较，最后得出结论，将白内障手术时间调整到周二和周四更为合理。最后，我们建立了整数规划模型，并通过Monte Carlo随机模拟及搜索算法得出了最佳的病床分配方案。

摘要： 在灾难发生时，综合考虑最小化未救助伤员数量和运输成本的伤员救助问题。当受灾点的伤员数达到某一阈值时，该受灾点成为伤员簇并进行救助。救助过程中假定只有一个救援中心和多个伤员簇，有多种类型的救护车可以利用。根据问题的多时段多情景的特征，建立两阶段的整数规划模型。把该模型转化为一系列背包问题和一个多段图问题并设计相应的混合算法。应用matlab和lingo软件进行求解，实验结果表明模型的合理性和算法在求解质量及计算时间方面的有效性。

摘要： 本文通过对2009年全国大学生数学建模竞赛D题的分析，给出一种解决方法和优化模型，并对参赛学生的论文进行评述，指出正确的思路和存在的问题。

摘要： 本发明涉及一种在配电网储能系统优化运行的混合整数线性规划模型。由于在配电系统中部署电池能量存储系统的数量不断增加，需要新的模型来描述真实的特性。除了有功功率外，储能系统还可以通过逆变器连接与电网交换有功功率。虽然已有的一些工作已经考虑到了这一问题，但对于适合于实际大规模配电系统的线性模型的研究还不够充分。在此背景下提出了一种在配电网储能系统优化运行的混合整数线性规划模型。首先该模型考虑了电池能量存储系统的各个部分，包括电池组、逆变器和变压器，以及有功功率和视在功率极限的线性建模。然后采用线性潮流模型计算了系统功率损耗，具有较高的精度。

摘要： 本发明提供了一种基于混合整数线性规划的粗糙集模型建立方法和装置，该方法包括：获取原始数据；根据所述原始数据的条件属性和决策属性，确定计算原始数据中既属于条件属性近似等价类又属于决策属性近似等价类的目标近似等价类中的样本数目所需使用的目标函数和性能参数的约束条件，得到基于混合整数线性规划的粗糙集模型，所述目标函数至少包含表征模型条件属性及决策属性的性能参数，所述原始数据用于指示该模型中所述性能参数的取值。本发明还公开相应的基于混合整数线性规划的粗糙集模型建立装置。

摘要： 本发明公开了一种应用混合整数线性规划模型的视频传输策略切换方法，首先，确定视频传输策略作用的时间窗口，并将其分为若干时隙，预测用户在相应时隙里可接收到的所有基站的接收信号强度，其中，接收信号强度预测的时间间隔小于视频传输策略作用的时间窗口的时长；然后，通过利用各个时隙里接收基站信号强度，建立最小化传输时间的目标函数，当满足约束条件时，求解得到策略的解，并按照解序列进行基站的依次切换。通过引入混合整数线性规划模型，利用用户的位置预测结果结合用户接收信号强度，在观看视频流畅的约束下，制定最小化传输时间的目标函数，并利用策略结果做出切换决策，可以有效的避免现有切换策略中切换迟滞的问题。

摘要： 本发明公开了一种基于整数规划模型的MIMO InSAR相位解缠方法，主要步骤如下：(1)根据基线比、波长比和高程相位之间的对应关系构造整数规划模型；(2)采用分枝定界法，求解满足整数规划模型的最小解ki(i＝1,2,3,…,N2)；(3)计算相应干涉图对应像元处的干涉相位微分的解模糊值dΦi；(4)分别以给定的相位解缠种子对各干涉图中所有像元处的干涉相位微分解模糊值dΦi，按照一定的路径积分，得到各干涉图的解缠结果Φi(x,y)。本发明通过分析干涉相位与基线、频率之间的关系构造目标函数及其约束条件，将MIMO InSAR相位解缠问题转化为线性规划表达与最优值解算问题，实现MIMO InSAR干涉相位的精确稳健解缠，提高其高程测量性能及对复杂地形的测绘能力。

摘要： 本发明提供一种基于多目标混合整数规划模型的复杂网络链路预测方法，包括以下步骤：S1：对存在缺失链接的复杂网络进行采样，获得正样本节点对和负样本节点对；S2：基于现有的单体链路预测器，计算每个样本节点对之间存在连边的可能性；S3：计算每对单体链路预测器之间的差异；S4：建立多目标混合整数规划模型；S5：求解多目标混合整数规划模型，获得最优解；S6：基于多目标混合整数规划模型的最优解进行缺失链路的预测。相比于单体链路预测器，本发明提高了链路预测的准确性。此外，本方法具有很好的可解释性，可以直观地解释模型参数选择的决策依据，以及链路生成机制的分解结果。

摘要： 本发明公开了高速铁路运营管理领域中的一种基于多目标混合整数规划模型的运行图加线方法。该方法综合考虑了车站站线分配、始发站发车的时间窗口、列车停站方案及加减速耗时等实际因素，以同时最小化新加线路的运行时间和既有线路的调整幅度为优化目标，兼顾新加线路和既有线路的运行需求。通过对原始大规模问题的分解，结合预处理算法，本发明可以高效地求解高速铁路运行图加线问题。

摘要： 基于混合整数规划模型的多巷道自动化立体仓库的集成调度方法，包括：步骤1：托盘/订单到达，转到步骤2；无托盘/订单到达，转到步骤5；步骤2:对到达的托盘产品进行基于K‑Medoids聚类算法的相关性分析，对到达的托盘产品进行聚类分析，找到托盘产品所在的类簇，求出初步货位分配范围，其中基于K‑Medoids聚类算法的相关性分析实施过程为：步骤3:属于当天出库订单的产品，直接出库，转到步骤6，否则，转到步骤4；其中，属于当天出库订单的产品，直接出库：步骤4:基于作业均衡的堆垛机任务分配，步骤5:分配拣选模式，具体步骤如下：步骤6货位分配与作业调度分配；步骤7:直到最优解不在变化，生成堆垛机作业清单，否则重复步骤5‑步骤7。

摘要： 本发明提供一种基于多目标混合整数规划模型的复杂网络链路预测方法，包括以下步骤：S1：对存在缺失链接的复杂网络进行采样，获得正样本节点对和负样本节点对；S2：基于现有的单体链路预测器，计算每个样本节点对之间存在连边的可能性；S3：计算每对单体链路预测器之间的差异；S4：建立多目标混合整数规划模型；S5：求解多目标混合整数规划模型，获得最优解；S6：基于多目标混合整数规划模型的最优解进行缺失链路的预测。相比于单体链路预测器，本发明提高了链路预测的准确性。此外，本方法具有很好的可解释性，可以直观地解释模型参数选择的决策依据，以及链路生成机制的分解结果。

摘要： 本发明公开了一种基于线性回归与混合整数规划模型的ASC协同调度方法中，根据多元线性回归算法预估ASC的作业时间，结合设定的时间窗口筛选出要调度的指令，接着采用混合整数规划模型，结合ASC的作业范围和空载距离基于罚分最小将筛选的指令分配给海侧/陆侧ASC，然后对海侧ASC分配的指令进行预排序，并在装船指令的空余时间内插入重进重出任务或按照指令优先级插入其他作业类型的指令，针对陆侧ASC则根据指令的刷卡时间进行指令预排序，并对陆侧重进重出的指令匹配成功时进行插队处理；实现了一种减少ASC空载运行、减少交互延时、减少交互区占用、避免ASC之间的干扰和冲突、提高空闲ASC利用率的轨道吊生产调度系统。

摘要： 本发明涉及一种基于混合整数规划模型的量化电池寿命衰减预测方法，包括以下步骤：步骤S1:基于预设约束条件，建立非线性寿命模型；步骤S2:采用多元泰勒展开式逐次线性化的方式，将非线性寿命模型，转变成混合整数线性规划模型；步骤S3:基于混合整数线性规划模型，获得新的电池功率;步骤S4:计算欧氏距离,如果欧式距离ED小于预先设定的阈值、或循环次数n达到额定值，则停止循环，输出得到电池功率，得到预测结果；否则，设置新的电池功率点，并重新回到步骤S2。本发明考虑影响电池寿命的因素更全面，能够快速有效地预测结果，可靠性高。