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2017年南京工业大学运筹学复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 什么是可行流?

【答案】满足下列条件的网络流f 称为可行流 (l )容量限制条件:对每一弧(v i ,v j )对于起点Vs ,记对于终点V t ,记

(2)平衡条件 对于中间点,流出量=流入量,即对每个

式中,V (f )称为这个可行流f 的流量,即发点的净输出量(或收点的净输入量)。

2. 说明本书所述货运车辆优化调度算法的原理和求解步骤,并绘出求解过程框图。请简要回答以下问题。

(1)若有两种车型的车可用,书中提出的模型应怎样修改? 在书中所提算法的启发下,试拟定出一套求解的迭代步骤。

(2)你认为应如何将书中提出的模型和算法推广到多目标的情形。

【答案】①货运车辆优化调度算法的原理:最小费用最大流原理。求解步骤为:a. 仅考虑重载点,运用表上作业法求出最优解作为原问题的可行解; b. 进行解的扩展和解的收缩,直至得到可接受的可行解; c. 以该可接受的可行解为依据确定初始行车线路; d. 根据具体约束条件进行调整,直至得到最优行车路线。求解过程框图如图所示。

(2)修改后的迭代算法即神经网络(neural networks)算法。

①建立结合矩阵:将车辆经过的点包括源点看成神经网络的结点,即神经元,令神经元数目为Ni 神经元 和j 神经元的结合权值为

,j 神经元的输出为r j 。

②将车辆调度的各种约束条件转化为约束能量函数为E 约。

③神经网络计算:令时刻t 神经元i 的输出为r i (t ),且r i (t )只能取0或1,令神经元i 的阈值为Q i ,则输出能量

,其中

,因此总的能量函数

,则该网络相对处于稳定状态。由于

,且E 有界,系统必

趋向一个比较好的稳定状态,再把此稳定状态时r i (t ) 形成换位阵中元素为l 的结点连接起来,形成所求的最满意车辆调度线路。

④根据所形成的最满意线路来选择车辆调度方案。

(3)推广到多目标情形:车辆优化的目标函数可以有很多个,如总运费最小,司机总的驾驶时间最短,车 辆满载行驶的时间最长等; 而约束条件,如路径的最大输入输出流、车载量、发车和收车约束等。也可以加入惩 罚算子将约束条件转化为惩罚函数,利用多目标方法进行求解。

二、计算题

3. 试找出非线性规划问题

的极大点,然后写出其K-T 条件,这个极大点满足K-T 条件吗? 试加以说明。

【答案】原非线性规划问题可改写成:

(l )找极大点

将第一、二个约束条件相加得

:0≤xl ≤1。 因为目标函数为

T

T

故点x*二(l ,2)不是正则点。

即x l ≤1。又由第三个约束条件知,0≤x l ,所以

,所以应取x l =l,将x l =1代入第一二个约束条件得x 2=2,

,它们线性相关,,则K-T 条件为:

所以极大点为x*=(l ,2),由于点x*起约束作用的梯度为

设KT 点为x*,在四个约束条件中,分别引入广义拉格朗日乘子

T

把极大点x*=(l ,2)代入K-T 条件,可

求得。所

以当

时,极大点x*=(l ,2)T 满足K-T 条件。

4. 求如图所示的网络最小费用最大流,每条弧旁的数字为