对整数线性规划问题求解方法的探究

<正>高中数学必修五(人民教育出版社2007年第三版)曾提出了整数线性规划问题,如第89—91页的例6和例7,例6是一个目标函数最小化问题,例7是一个目标函数最大化问题[1].关于如何较为方便、快捷且准确地找到整数最优解,教材对此并没有讨论和解答,需要加以补充说明.     

整数规划问题的滤子填充函数算法

全局优化是最优化的一个分支,非线性整数规划问题的全局优化在各个方面都有广泛的应用.填充函数是解决全局优化问题的方法之一,它可以帮助目标函数跳出当前的局部极小点找到下一个更好的极小点.滤子方法的引入可以使得目标函数和填充函数共同下降,省却了以往算法要设置两个循环的麻烦,提高了算法的效率.本文提出了一个求解无约束非线性整数规划问题的无参数填充函数,并分析了其性质.同时引进了滤子方法,在此基础上设计了整数规划的无参数滤子填充函数算法.数值实验证明该算法是有效的.     

用调整优值法求最优整数解

“线性规划问题”的最优整数解是《简单的线性规划》一节中的一个难点 .现以教科书 (试验本 )第二册 (上 )第 6 5页习题 7.4的第四题为例说明如何用调整优值法来求“线性规划问题”的最优整数解 .(题目略 )本题的线性约束条件为1 8ｘ + 1 5 ｙ≤ 1 80 ,1 0 0 0ｘ + 6 0 0 ｙ≤ 80 0 0 ,ｘ∈Ｎ ,ｙ∈Ｎ , 6ｘ + 5 ｙ≤ 6 0 ,5ｘ + 3ｙ≤ 40 ,ｘ∈Ｎ ,ｙ∈Ｎ .线性目标函数为ｚ =2 0 0ｘ + 1 5 0 ｙ ,其中ｘ、ｙ分别表示大、小房间的间数 .作出可行域如图 1 .图 1为求ｚ的最大值 ,先将目标函数化为ｙ =-43ｘ + ｚ1 5 0 ,易知当该直线ｌ在ｙ轴…     

凹整数规划的分枝定界解法

凹整数规划是一类重要的非线性整数规划问题，也是在经济和管理中有着广泛应用的最优化问题．本文主要研究用分枝定界方法求解凹整数规划问题，这一方法的基本思想是对目标函数进行线性下逼近，然后用乘子搜索法求解连续松弛问题．数值结果表明，用这种分枝定界方法求解凹整数规划是有效的．     

切割定界与整数分枝结合求解整数线性规划

把一种改进的割平面方法和分枝定界的思想结合起来求解整数线性规划 ( ILP)问题 .它利用目标函数等值面的移动来切去相应 ( LP)的可行域中含其非整数最优解但不含 ( ILP)可行解的“无用部分”,并将对应的目标函数值作为 ( ILP)目标最优值的一个上界 ;最后 ,通过 ( LP)最优解中非整数基变量的整数分枝来获得整数线性规划的最优解 .     

一个新的非线性整数规划问题的单参数填充函数算法

非线性整数规划问题是一类复杂的优化问题,填充函数算法是求解整数规划问题的一类有效方法.构造一个新的单参数填充函数,分析并证明了其填充性质;然后,基于该填充函数并结合离散最速下降法提出了一种新的填充函数算法;最后,采用新算法对6个测试函数进行数值实验,结果表明该算法具有良好的计算效果,是有效可行的.     

飞行管理问题的逐步逼近搜索方法

编者按：本文给出了一种逐步逼近的搜索方法，它尽管不能保证求出最优解,但具有以下三个特点：（1）简单易于编程计算。（2）对目标为绝对值函数与平方和函数两种模型都适用。（3）由计算结果看出对该问题是一个可行的方法。这里只摘录了原文的部分段落。模型的建立由于要求中方向解的误差不超过0．01度，我们可以只考虑样本空间Ω=[-30°，30°]×…×［-30°，30°]中所有坐标均为0．01的整数倍的点。令为整数则Ω’中共有6001~6≌4．7×10~（22）个点。要通过遍历Ω’中所有元素来求最小值是不可能的。因此，我们采取了一种搜索算法，实…     

对带有盒约束的二次整数规划的一种线性化方法

本文主要讨论了二次整数规划问题的线性化方法.在目标函数为二次函数的情况下,我们讨论了带有二次约束的整数规划问题的线性化方法,并将文献中对二次0-1问题的研究拓展为对带有盒约束的二次整数规划问题的研究.最终将带有盒约束的二次整数规划问题转化为线性混合本文主要讨论了二次整数规划问题的线性化方法.在目标函数为二次函数的情况下,我们讨论了带有二次约束的整数规划问题的线性化方法,并将文献中对二次0-1问题的研究拓展为对带有盒约束的二次整数规划问题的研究.最终将带有盒约束的二次整数规划问题转化为线性混合0-1整数规划问题,然后利用Ilog-cplex或Excel软件中的规划求解工具进行求解,从而解决原二次整数规划.     

有界整规划中的渐近强非线性对偶

本文提出了一种整数规划中的指数一对数对偶.证明了此指数-对数对偶方法具有的渐近强对偶性质,并提出了不需要进行对偶搜索来解原整数规划问题的方法.特别地,当选取合适的参数和对偶变量时,原整数规划问题的解可以通过解一个非线性松弛问题来得到.对具有整系数目标函数及约束函数的多项式整规划问题,给出了参数及对偶变量的取法.     

模糊环境下动态供应商选择的混合整数非线性规划模型

基于供应商选择问题的动态性和模糊性,考虑在每个周期内生产商的需求能力及供应商的供应能力为模糊变量,本文将一个多阶段多商品多渠道的供应商选择问题视为一个0-1混合整数模糊动态非线性规划问题,目标函数为总成本最小化。然后建立了0-1混合整数模糊动态非线性规划模型。为了求解该模型,通过可信性理论把模型中模糊机会约束清晰化,将该模型转化为一个确定型的0-1混合整数动态非线性规划模型。最后给出了一个数值算例验证了模型的可行性。     

有界整规划中的渐近强非线性对偶

本文提出了一种整数规划中的指数-对数对偶.证明了此指数-对数对偶方法具有的渐近强对偶性质,并提出了不需要进行对偶搜索来解原整数规划问题的方法.特别地,当选取合适的参数和对偶变量时,原整数规划问题的解可以通过解一个非线性松弛问题来得到.对具有整系数目标函数及约束函数的多项式整规划问题,给出了参数及对偶变量的取法.     

约束全局整数规划问题的填充函数法

本文给出了一类新的求解箱约束全局整数规划问题的填充函数，并讨论了其填充性质．基于提出的填充函数，设计了一个求解带等式约束、不等式约束、及箱约束的全局整数规划问题的算法．初步的数值试验结果表明提出的算法是可行的。     

求解一个整数方程的新解法

ni=1aixi =p是一个由实验数据问题抽象而出的整数方程求非负整数解的数学模型 .为了使该问题实现计算机求解的可能 ,本文首先将原问题转化为讨论一类整数规划最优解问题 .从对应松弛规划问题的目标函数值为 0的最优解出发 ,根据舍入凑整法原则 ,再次将问题转化为另一简化后的整数方程 ,这样大大缩小了解的范围 ,及进一步迅速降低了方程右端的 p值 ,使其在计算机上求解的运算量大大降低而能得以实现     

整数流与子图覆盖

整数流和子图覆盖是当今图论领域的两个重要研究方向,与著名的四色问题密切相关.四色问题等价于平面图的整数4-流问题.一个图有整数k-流,当且仅当对该图的某个定向,存在从边集合到k阶交换群的一个函数,使得对图中每个点,进入该点的边函数值之和等于离开该点的边函数值之和.整数流理论与数学其他领域一些著名问题有一定的关联,如组合学的孤独跑步者、数论的丢番图逼近、几何学的视线阻碍和线性空间堆垒基等.四色问题还等价于平面图的偶子图覆盖问题:是否存在3个偶子图,覆盖一个2-边连通平面图的每条边恰好两次.著名的Fulkerson猜想认为,对每个2-边连通图(不必是平面图),存在6个偶子图,覆盖该图的每条边恰好4次.本文对整数流和子图覆盖这两个研究方向及相关问题的历史和现状作一个综述.     

非线性整数规划的一个近似算法

利用连续总体优化填充函数法的思想，本文设计了非线性整数规划的一个近似算法．首先，给出了非线性整数规划问题离散局部极小解的定义，设计了找离散局部极小解的局部搜索算法；其次，用所设计的局部搜索算法极小化填充函数来找比当前离散局部极小解好的解．本文的近似算法是直接法，且与连续总体优化的填充函数法相比，本文填充函数中的参数易于选取．数值试验表明，本文的近似算法是有效的．     

不同目标的连续型下料问题的关系

不同目标的连续型下料问题的关系赵东方（华中师范大学）一般的一维下料问题是一个整数线性规划，其表述如下［‘］，［２］：某类钢材其长度为ｌ，要为。种零件的毛坯下料，共有。种下料方式，第ｊ种下料方式可得第ｆ种零件出ｊ个，第Ｉ种零件的长度为Ａ，共需要么设。；...     

考虑占位决策的围堵嫌犯模型

研究了2011年中国大学生数学建模竞赛B题的突发事件中交巡警对在逃嫌犯的围堵问题。不同于对该问题的以往的研究,本文考虑了交巡警在包围圈中可以占据某些路口,使得嫌犯不能通过这些被交巡警占据的路口,从而为形成包围圈的交巡警赢得更多时间。利用两篇相关文献的关于点截集判断的结论和考虑占位决策的建模方法,以不同的目标函数建立了考虑占位决策的围堵嫌犯问题的三个混合0-1非线性整数规划模型。通过选取部分线性约束和目标函数一起组合成混合0-1线性整数规划模型,设计了基于混合0-1线性整数规划方法的算法,并给出了算例。     

一个具有两类工件的多目标排序的NP-困难性

文章考虑具有两个工件集的单机排序问题.第一个工件集J1以加权完工时间和为目标函数,第二个工件集J2以最大加权完工时间为目标函数.问题的目标是寻找一种排序,使得两个目标函数的加权和达到最小,并证明该问题是强NP-困难的.     

一类完全非线性函数的原像分布值方程的解

求解完全非线性函数的原像分布,是决定和分析完全非线性函数以及构造相应线性码的公开问题和重要课题之一.研究了完全非线性函数的原像分布所满足的基本方程的当m=7时的情形,求出了当n=7~r、n=2~s.7~r以及n=3~s.7~r时方程的所有整数解.     

一个解非线性0-1整数规划问题基于罚函数的混合粒子群优化算法

利用罚函数思想把非线性0-1整数规划问题转化为无约束最优化问题,然后把粒子群优化和罚函数方法结合构造出一个基于罚函数的混合粒子群优化算法,数值结果表明所提出的算法是有效的.