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2017年兰州大学综合考试之运筹学复试实战预测五套卷

  摘要

一、简答题

1. 简述求解整数规划分枝定界法的基本思想。

【答案】设有最大化的整数规划问题A ,与它对应的线性规划为问题B ,从解问题B 开始,若其最优解不符合A 的整数条件,那么B 的最优目标函数必是A 的最优目标函数z*的上界,记作; 而A 的任意可行解的目标函数值将是z*的一个下界; 。分支定界法就是将B 的可行域分成子区域(称为分支)的方法,逐步减小和增大:, 最终求到z*。

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

为,则该网络相对处于稳定状态。由于如

果,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. 一辆货车的有效载重量是20吨,载货有效空间是7×2.5×2m 。现有六件货物可供选择运输,每件货物 的重量、体积及收入如表所示。

另外,在货物4和5中优先运货物4,货物2和3不能混装,怎样安排货物运输使收入最大,建立数学模型, 说明是什么模型,可用什么方法求解(注:不要求求解)。

【答案】由题意建立数字模型如下:

该模型为0一1规划模型,可采用隐枚举法求解。

4. 王杰和李倩夫妇为了节省开支,同意使用同一辆小轿车上下班。李倩比较喜欢走路有点长,但路况相对 稳定的市府大道。虽然王杰倾向于走更快的高架桥快速路,但他也答应李倩,当高架桥快速路堵车时,应该走市府大道。表显示了单程上下班的时间估计(单位:分钟)。

根据以往关于交通方面的经验,王杰和李倩夫妇认为高架桥快速路堵车的概率为0.15。另外,他们还同意 天气条件似乎会影响高架桥快速路上的交通状况,设“C 表示晴天,O 表示阴天,R 表示雨天”。运用以下所示的条件概率: