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第1篇：運(yùn)籌學(xué)單純形法教程范文

關(guān)鍵詞 運(yùn)籌學(xué);發(fā)展歷史;運(yùn)輸問(wèn)題

中圖分類號(hào)：O221 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）21-0143-01

運(yùn)籌學(xué)是從20世紀(jì)三四十年代逐步深化至今的一門復(fù)雜的自然科學(xué)。該學(xué)科重點(diǎn)在于探討人們?nèi)绾卫矛F(xiàn)有資源和規(guī)劃活動(dòng)，以了解應(yīng)用程序的發(fā)展和規(guī)劃活動(dòng)的樣式，在不浪費(fèi)資源的前提下，求出最優(yōu)解或者可行解，爭(zhēng)取達(dá)到最終目的。從提出問(wèn)題、數(shù)學(xué)模型的建立、找到求解方式、統(tǒng)計(jì)推斷、反饋驗(yàn)證再到下一步驟循環(huán)，這個(gè)過(guò)程基本構(gòu)成運(yùn)籌學(xué)的研究

流程。

1 運(yùn)籌學(xué)國(guó)內(nèi)外發(fā)展歷史

1）運(yùn)籌學(xué)國(guó)外發(fā)展史。運(yùn)籌學(xué)最早是在國(guó)外逐漸發(fā)展至今?，F(xiàn)代運(yùn)籌學(xué)的思想是在第一次世界大戰(zhàn)期間，1916年，英國(guó)工程師蘭徹斯特在《戰(zhàn)斗中的飛機(jī)》一文中，首次提出了描述消滅敵對(duì)雙方的過(guò)程而采用常微分方程，針對(duì)集中兵力原則采取定性描述。Erlang在20世紀(jì)初對(duì)排隊(duì)論的進(jìn)一步深入討論中，提出了著名的公式，并應(yīng)用于哥本哈根電話交換機(jī)效率研究。1928年，馮?諾依曼提出雙人零和博弈一般理論。1932年，威布爾探索了可靠性數(shù)學(xué)理論的雛形，深入研究了替代過(guò)程和維護(hù)過(guò)程。第二次世界大戰(zhàn)之后，運(yùn)籌學(xué)主要研究經(jīng)濟(jì)活動(dòng)，將工業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域相結(jié)合，通過(guò)建立數(shù)據(jù)模型，在定性分析和定量分析的基礎(chǔ)上，使物質(zhì)資源、財(cái)務(wù)資源、人才資源得到最有效地利用，目標(biāo)最優(yōu)化。

2）運(yùn)籌學(xué)在國(guó)內(nèi)發(fā)展史。20世紀(jì)50年代末，現(xiàn)代運(yùn)籌學(xué)被錢學(xué)森、許國(guó)志教授引進(jìn)中國(guó)。我國(guó)首個(gè)運(yùn)籌學(xué)小組也是他們?cè)谥锌圃毫W(xué)所于1956年成立的。成立之初運(yùn)籌學(xué)主要解決的就是“運(yùn)輸問(wèn)題”，最具中國(guó)特色的就是“打麥場(chǎng)的選址問(wèn)題”，找到手工收割如何節(jié)省人力。此外，世界著名的“中國(guó)郵路問(wèn)題”，該問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型是管梅谷先生建立的。80年代后，運(yùn)籌學(xué)研究迅速發(fā)展，取得了許多理論和應(yīng)用成果，產(chǎn)生偉大的國(guó)際影響力。研究者們?cè)诜蔷€性規(guī)劃、系統(tǒng)工程優(yōu)化、圖論、組合優(yōu)化等突出貢獻(xiàn)曾獲得國(guó)內(nèi)和國(guó)際重大獎(jiǎng)項(xiàng)，并繼續(xù)進(jìn)行深入的研究和探索。

2 運(yùn)輸問(wèn)題及其相應(yīng)解法

運(yùn)輸問(wèn)題更多出現(xiàn)在軍隊(duì)活動(dòng)和工業(yè)生產(chǎn)中，屬于線性規(guī)劃的特殊形式，比較早的出現(xiàn)在運(yùn)籌學(xué)問(wèn)題中。車務(wù)段車輛調(diào)度、物流中心的物資調(diào)運(yùn)等是運(yùn)輸問(wèn)題，最小費(fèi)用問(wèn)題、最短路徑問(wèn)題、指派問(wèn)題亦可以變?yōu)檫\(yùn)輸問(wèn)題求解。華羅庚先生根據(jù)其特點(diǎn)提出了交通規(guī)劃的表上作業(yè)法，為傳統(tǒng)的運(yùn)輸問(wèn)題求解。然而，由于實(shí)際問(wèn)題復(fù)雜性和所獲取的信息的不完備，運(yùn)輸問(wèn)題仍然存在許多復(fù)雜的形式，所以我們還需要探索不同的解決方法。

1）傳統(tǒng)運(yùn)輸問(wèn)題。在經(jīng)濟(jì)生活中有這樣一類問(wèn)題：根據(jù)要求，我們需要把貨物從許多地方運(yùn)到其他幾個(gè)地方。由于路途有遠(yuǎn)有近，因此運(yùn)輸單價(jià)不同，我們的目的是使得運(yùn)輸總成本最小。這就是運(yùn)輸問(wèn)題，包括產(chǎn)銷平衡問(wèn)題和產(chǎn)銷不平衡運(yùn)輸問(wèn)題兩類，通常將產(chǎn)銷平衡運(yùn)輸問(wèn)題的模型表示為：

當(dāng)總產(chǎn)量大于總銷量時(shí)，即，可以增加一個(gè)虛設(shè)的銷售點(diǎn)，本質(zhì)就是將多余的存貨在其生產(chǎn)地存放，且，同時(shí)令。

當(dāng)總銷量大于總產(chǎn)量時(shí)，即，可以增加一個(gè)虛設(shè)的生產(chǎn)地，并且，同時(shí)令。

2）運(yùn)輸問(wèn)題解法。

①表上作業(yè)法。通常，運(yùn)輸問(wèn)題的模型都是二維的、目標(biāo)唯一、平衡問(wèn)題，并且多數(shù)問(wèn)題為線性的。根據(jù)約束方程系數(shù)行列式矩陣結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其規(guī)律，習(xí)慣是通過(guò)表上作業(yè)法求解。此方法實(shí)質(zhì)就是單純形法。然而，表上作業(yè)法數(shù)據(jù)多、計(jì)算麻煩，并且用C語(yǔ)言、JAVA等進(jìn)行編程計(jì)算也很難實(shí)現(xiàn)，所以表上作業(yè)法通常適用于少數(shù)產(chǎn)銷地運(yùn)輸問(wèn)題。

②流向圖法。流向圖法實(shí)際就是圖上作業(yè)法，就是為了找到最佳的調(diào)運(yùn)方法，方案不能有對(duì)流和返回，調(diào)運(yùn)方案的設(shè)計(jì)是在交通流向圖上進(jìn)行。其基本思想是：找到一個(gè)沒(méi)有對(duì)流最初計(jì)劃，再檢查一次，圖上沒(méi)有返回，方案解決;一旦出現(xiàn)返回，將方法進(jìn)行修改，如此重復(fù)直到返回消失。此方法雖然簡(jiǎn)單，如果出現(xiàn)圖像復(fù)雜，則不能通過(guò)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用流向圖法，可以做到運(yùn)費(fèi)平均數(shù)最小，但不是總數(shù)最低。

③智能算法與最優(yōu)化理論。運(yùn)輸問(wèn)題的算法實(shí)現(xiàn)當(dāng)下一般是利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，還有遺傳算法等其他智能算法。遺傳算法主要參與解決雙目標(biāo)或多目標(biāo)運(yùn)輸問(wèn)題、產(chǎn)銷不平衡、平衡非線性問(wèn)題。但是遺傳算法的交叉變異算子計(jì)算速度慢，求解效率低下，對(duì)于實(shí)數(shù)問(wèn)題無(wú)法解決。而物流配送規(guī)劃問(wèn)題和物資調(diào)配問(wèn)題則主要由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)，用能量函數(shù)求解網(wǎng)絡(luò)電路參數(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定性得證。

3 對(duì)運(yùn)籌學(xué)的展望

運(yùn)籌學(xué)作為一個(gè)綜合性的自然科學(xué)，在未來(lái)的發(fā)展空間非常廣闊;同時(shí)作為一個(gè)極具實(shí)際應(yīng)用的學(xué)科，已廣泛應(yīng)用于交通管理。現(xiàn)如今，交通管理系統(tǒng)錯(cuò)綜復(fù)雜，光靠簡(jiǎn)單算術(shù)是不能解決中高端問(wèn)題的。運(yùn)籌學(xué)理論是很具有實(shí)際意義的理論科學(xué)，對(duì)現(xiàn)實(shí)運(yùn)輸管理有重要作用?，F(xiàn)代化的交通運(yùn)輸領(lǐng)域依賴于運(yùn)籌學(xué)支持，運(yùn)籌學(xué)的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)更高效的運(yùn)輸規(guī)劃與管理。

參考文獻(xiàn)

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