公交车调度问题的数学模型

对 2 0 0 1年全国大学生数学建模竞赛的 B题——公交车调度问题进行了分析 ,建立了调度的目标规划模型及 0— 1规划模型 .在假设各站上、下车人数服从均匀分布的条件下 ,通过对模型的求解 ,求出了公交公司的最小运行车辆数 5 2辆 ,并给出了发车时刻表 ,其中上行方向运行 2 2 5班次 ,下行方向运行 2 2 0班次 .该模型简单 ,求解容易 ,能较好地考虑各方利益     

安全约束条件下的经济调度优化模型研究

发电侧放开竞争的电力系统需要更加有效、准确的决策工具对有限的资源进行调度规划。短期经济调度优化问题是一个混合整数非线性规划问题,很难得到有效最优解,尤其是对于大规模电力系统。为了提高求解效率,本文提出了一个考虑安全约束的经济调度优化模型(Security-Constrained Economics Dispatch,SCED),主要采用线性化思想处理经济调度优化问题的模型以及各种约束,采用基于校正的交替求解方法,使得调度优化结果在运行成本最小化的前提下满足系统的安全稳定约束。同时,将本文方法运用到IEEE 30节点系统进行测试,从而验证本文方法有效性。     

呼叫中心坐席人员排班问题优化模型与算法研究

国内呼叫企业在保证每个坐席人员周内当值相同班次情况下,通过灵活安排周内当班日期与班次来制定排班方案。针对该实际排班场景,构建问题整数规划模型。通过对问题数据特征及优化性质分析,以及对班次人力有效满足区段电话服务需求的量化指标表征,分别提出两个构造性启发式算法。使用企业实例数据对模型算法进行计算实验。实验结果显示,整数规划模型适合于求解小规模排班问题最优解,而启发式算法能够以小计算成本获得大规模排班问题优化解。最后讨论保证员工上班规律性的同班次用工制度对企业人力成本控制的影响。     

高层电梯系统运行方案的建模与求解

随着社会的发展,运用垂直交通系统的高层建筑和智能化建筑不断出现。而有效的电梯交通配置,是垂直交通系统高效运行的基本保证。本文针对高层商务建筑中的电梯运行管理方案设计问题,分析了影响电梯耗能和用户满意度的主要因素。分别建立了电梯数目已知和电梯数目未知情况下的电梯调度优化模型,并设计相应动态规划算法和遗传算法。结合算例,求解算例中的电梯优化调度方案,以验证模型的合理性。最后根据我们建立的电梯调度模型,借助VC++作出可视化的电梯调度示意界面,将本文的研究结果用于实际的电梯调度中。     

“货到人”拣选系统机器人任务分配的鲁棒双层规划模型

在电商“货到人”拣选系统中,如何调度系统中的机器人并对任务进行合理地分配决定着整个系统的运行效率与成本。分析“货到人”拣选系统作业流程,建立机器人数量配置、机器人调度与机器人任务分配的双层规划模型。上层模型以批量订单完成总成本最小为目标函数,以机器人调度为决策变量,构建整数规划模型;下层模型以机器人完成所有任务的平均空闲率最小为目标函数,以任务分配为决策变量,考虑机器人在完成任务过程中由于调度、避障、路径规划等导致的行走距离不确定因素,构建鲁棒优化模型。上层的调度结果制约了下层的最小平均空闲率,下层的任务分配结果影响上层的最小成本,上下层结果共同决定机器人配置决策。利用遗传算法求解模型,通过实例仿真验证了模型的有效性。     

基于整数规划的驾驶员调度系统-TRACS II

本阐述一个世界名的成功的公共交通驾驶员调度系统-TRACSⅡ。该系统的核心算法是基于整数规划的“生成与选择”方法。本首先对驾驶员调度同题以及TRACS⒓系统的研发背景和主要功能进行简要介绍;然后,重点阐述该系统的整数规划模型和求解方法;最后,举出几个成功应用的实例,并归纳出该系统存在的局限性,为进一步研究指出方向。     

一种在有限网络中求解出租车调度的算法

出租车的最优调度以满足所需服务问题是一类资源优化问题，对此，本文采用了动态规划的求解方法并给出了一个具体算例，结果表明对于在有限网络中求解出租车调度可以通过该方案求出最优解。     

基于可变航速的支线集装箱船舶调度优化模型与算法

随着航运市场的竞争不断加剧和集装箱船舶大型化的发展,越来越多的航运企业选择轴-辐式航运网络模式。支线船舶调度问题作为轴-辐式航运网络的重要组成部分受到研究者的高度关注。本文研究了可变航速和经济航速两种情境下的支线船舶调度问题,同时考虑枢纽港和喂给港的取送箱时间窗限制,以航运企业运营成本最小化为目标函数建立非线性混合整数规划模型。首先使用专业的规划求解器进行小规模算例的求解,验证了模型的准确性。同时运用改进的遗传算法对大规模支线船舶优化调度模型进行求解。为了提高求解效果,进一步设计了多智能体进化算法进行求解。数值结果表明,可变航速的运营成本低于经济航速的运营成本;在算法效率方面,改进遗传算法收敛速度较快,多智能体进化算法则可以提高求解精度。     

航线优化的随机动态规划模型

航空公司在给定的运力和机队配置条件下,如何适应航线需求的不断变化而合理地分配运力,使航空公司的经营效益最大化是我国航空经营管理的一个重大课题.根据航班效益分析,在一定的经营时间,航行班次的条件下,建立一个航线贡献最大化的含有随机变量的动态规划模型.求解方法是先用M ON TE C ARLO方法计算机仿真把模型转化为非线性的整数规划.再用动态规划中资源分配算法求出模型的最优解,编排最优各航线规划.     

物流中心选址模型及一种启发式算法

本建立了特流系统分析中的一个物流中心选址模型，它属非线性混合0－1规划。为克服求解上的困难，首先利用其特殊结构，建立了一个分解－过滤模式，进而对导出的可行子问题给出了一种实用的启发式算法。     

考虑时间和油耗的拖轮多目标优化调度研究

进出港口的大型船舶需向港口申请拖轮协助以进行靠离泊作业。拖轮调度是港口重要的计划事项之一。针对拖轮调度过程中需要平衡完工时间和油耗量以提高港口服务水平和降低拖轮公司经营成本的问题，本文以最小化拖轮最大完工时间和最小化拖轮总油耗量为目标，构建了混合整数规划拖轮多目标优化调度模型。模型还考虑了潮汐港口大量船舶在潮水期间集中进出港的特点，并根据拖轮在调度过程中的不同状态分类计量其产生的油耗量，以使模型更接近实际状况。为求解模型，运用了带有精英策略的非支配排序遗传算法(NSGA-II),算法采用一维实数编码，以事件建模思想设置适应度函数，并结合拖轮调度特点设计了遗传算子，求得的Pareto前沿解和算法对比验证了该算法的有效性。最后，以广州港港口拖轮调度实际运作数据作为算例，验证了模型的可行性与有效性，为港口拖轮调度计划提供了决策依据。     

协同设计资源的两级不确定调度问题研究及其求解

针对协同设计资源调度问题中存在的设计任务不确定、资源需求模糊以及任务进行过程中可能出现变化等情况,提出一种基于不确定规划和反应式调度的两级不确定调度模型,通过根据满足系数对最好及最坏规划进行折中的方法对模型进行转化,然后采用离散的自由搜索算法进行求解.通过实例,验证了该方法的有效性.     

机场任务指派问题的优化方案研究

本文研究了机场任务指派问题,该问题是指将具有特殊属性的任务指派给有限数量的班次。由于机场任务和班次属性的多样性,机场任务指派问题是一个复杂的组合优化问题,属于NP-完全问题。本文以任务完成产生的效益总和最大化为目标建立数学优化模型,提出有效不等式,应用CPLEX软件对实际数据进行求解,结果表明,CPLEX可以在较短时间内对一定规模的算例求得最优解。同时对影响目标函数的四个因素:任务数量、班次数量、班次工作时长和任务属性分别进行分析,通过实际算例测试对比,得出具有指导意义的结论,即根据机场特征分别调整四个因素不仅能够提高机场资源的有效利用率,而且能够提高机场的运行效率和服务水平。     

考虑碳排放的多机可持续调度问题

考虑多机器生产环境下,研究在加工空档期允许关闭机器的可持续调度问题。同时对工件的指派、工件的开始加工时刻和机器在空档期是否开关机进行决策,以最小化碳排放为目标建立数学规划模型。设计了禁忌搜索混合算法求解模型,首先通过一个企业案例验证了模型和算法的有效性,然后通过仿真算例分析了算法的效率。计算结果表明,可持续调度方式在机器调度层面为企业减少了大量的碳排放。     

微粒群算法及其在热轧生产调度中的应用

针对整数规划问题的特点,提出了一种在整数空间中进行进化计算的PSO算法,使微粒群的进化限于整数空间。给出了热轧生产调度问题的最优轧制单元数学规划模型。并将该方法成功应用于最优轧制单元求解。     

项目多技能人力资源指派与调度混合算法

研究多技能人力资源在项目活动上的指派与调度问题.首先,从问题特点出发,把原始问题分解为指派问题子模型和调度问题子模型.然后,对项目活动间的重叠关系进行识别,将其转化为对指派问题的有效约束,构建数学规划与约束规划相结合的混合算法对问题求解,并采用CPLEX编程实现.研究表明,算法可有效缩减指派问题的可行域,快速地找到问题的近优解,从而提高多技能人力资源的使用效率,是求解项目多技能人力资源指派与调度问题的一个有效方法.     

货运列车编组调度问题的模型与算法研究

从双向编组站运输生产实际情况出发,以最大化车站发出车数和最小化车辆在站平均停留时间(中时)为目标,综合考虑解体、编组调机能力限制、到发列车车流接续、车流在站停留时间约束的影响,建立了车站货运列车编组调度问题的多目标非线性混合整数规划模型,结合该优化模型难以求解的特点,将编组调度问题分解为配流、待解车列解体和待编车列编组三个子问题,进而设计了求解该问题的分层启发式算法,对正常和特殊运输组织条件下的列车编组调度问题进行了求解.     

二维动态规划模型及其在陕西省七·五技改规划中的应用

在—般情况下,动态规划的阶段变量是一维的。但在实际工作中存在一类多阶段决策问题,由于这类问题的约束条件较多,造成状态变量的转移方向比较复杂,因而无法用一维动态规划模型求解。本文将动态规划数学模型中的阶段变量扩展到二维,通过建立二维动态规划模型对以上问题进行了研究。并且应用所建立的模型求解了一个实际的资源分配问题。     

考虑出口箱进出场及预翻箱的箱位分配与场桥调度协同优化

为降低送箱集卡到场的不确定性对出口箱堆存和装船效率的影响,以最小化堆场进出场作业系统总作业时间为上层模型的目标,以最小化同一批入场出口箱的堆存时间下层模型的目标,构建了双层混合整数规划模型为进出场的出口箱分配箱位并优化场桥调度。设计改进的遗传模拟退火算法求解上层模型可得出口箱箱位分配方案,求解下层模型可得预翻箱和场桥调度方案,通过不断平衡上下层最优解使堆场堆存和装船作业效率最优。通过数值实验验证了算法和调度策略有效性,研究结果可丰富集装箱码头运营系统优化理论,为提高出口箱堆场作业效率提供决策参考。     

基于启发式算法的乘用车物流运输计划问题研究

主要解决的是乘用车整车物流的运输调度问题,通过对轿运车的空间利用率和运输成本进行优化,建立整数规划模型,设计了启发式算法,求解出了各种运输条件下的详细装载与运输方案.