软件工具模型的构造

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,优化模型与软件工具,模型构造软件工具,模型构,造,造软件,工,工具,模型构,造,造方法,结构,化,化构模,方,方法,模型构,造,造与求,解,解工具1EXCEL,模型构,造,造与求,解,解工具2GAMS,3,GAMS,(GeneralAlgebraicModelingSystem),世界银,行,行的专,家,家们需,要,要做大,量,量模型;,大部分,模,模型通,过,过FORTRAN编写;,模型准,备,备时间,长,长，且,容,容易出,错,错，需,要,要合适,的,的软件,工,工具;,GAMS提供了,一,一种系,统,统结构,和,和构模,语,语言，,提,提高了,模,模型构,造,造的效,率,率;,4,GAMS模型求,解,解过程,模型编,译,译,模型生,成,成,模型求,解,解,模型,文件,中间,文件,结果文,件,件,5,GAMS模型结,构,构,6,GAMS模型结,构,构,数据定,义,义（SET，PARAMETER，TABLE，SCALAR）,变量定,义,义（VARIABLES）,方程定,义,义（EQUATIONS）,模型定,义,义（MODEL）,模型求,解,解（SOLVE）,结果输,出,出（DISPLAY）,7,GAMS模型结,构,构,GAMS模型有,符,符合GAMS语法的,语,语句组,成,成，任,何,何购买,要,要素在,被,被引用,前,前，必,须,须已经,被,被定义,；,；,GAMS语句可,以,以按自,然,然格式,书,书写，,允,允许一,个,个语句,延,延续若,干,干行，,或,或一行,写,写几个,语,语句；,每个语,句,句必须,用,用分号,“,“;”结束；,不区分,大,大、小,写,写字母,；,；,说明语,句,句的第,一,一列应,为,为星号,“,“*”,；,；,8,定义集,合,合,SET语句：定义下,标,标集合,SETIplant,/,/A1,A2,/,/;,SETJmarket,/,/B1,B2,B3/,;,;,或：,SETS,Iplant,/,/A1,A2/,Jmarket,/,/B1,B2,B3/,;,;,或：,SETS,Iplant,/,/A1,A2,/,/,Jmarket,/,/B1,B2,B3,/,/;,i=A1,A2,j=B1,B2,B3,来自.,.,.中国最,大,大的资,料,料库下,载,载,9,对连续,变,变化集,合,合元素,的,的定义,：,：,SETJmarket,/,/B1*B3/;,SETTyear,/,/1991*2000/;,SETJmarket,/,/B1,*,*B10/;,SETJmarket,/,/B01*B10/,;,;,对集合,元,元素的,说,说明：,SETFPfinalproduct,/OILCrudeOil,LPGLiquefiedpetroleumgas,SULSulfur,COKCoke,/,/;,定义集,合,合（续,）,）,10,多维集,合,合的定,义,义,SETCCountries,/,/CHINA,USA,/,/;,SETPPorts,/,/Shanghai,Seattle/,;,;,SETCP,(,(C,P,),)Port of Country,/Shanghai.CHINA,Seattle.USA,/,/,;,;,GAMS将进行,集,集合相,关,关性检,查,查,ALIAS语句：定义有,相,相同元,素,素的集,合,合：,ALIAS,(,(T,TE,),),多维集,合,合,11,数据输,入,入,SCALARS语句：给固定,参,参数赋,值,值,SCALASRHODiscount rate,/,/0.10/,IRRInt-rateofreturn/0.07/,LIFELifetimeofUnit,/,/20/,;,;,12,PARAMETERS语句：,PARAMETERS,(,(I)Supplies,/Shanghai50,Tianjing 30,HK75/;,PARAMETERR,(,(T)Discount rate,/19910,.,.07,1992*19970.06,19980.04,/,/;,所有数,据,据要被,“,“/”包括在,里,里面；,数据元,素,素要在,数,数据集,合,合中已,经,经定义,过,过；,零元素,不,不必输,入,入；,允许多,维,维参数,语,语句：PARAMETERP,(,(K,T),;,;,数据输,入,入,13,TABLA语句：,TABLED(I,J)distancein1000miles,New,-,-YorkChicagoTopeka,Seattle2,.,.51.71.8,San,-,-Diego2.51.81.4,+Boston,Seattle2,.,.6,San,-,-Diego2.7,;,;,数据输,入,入,14,数据直,接,接赋值,PARAMETERC,(,(I,J)TransportationCost;,C(I,J,),)=F*D(I,J,),)/1000;,给某一,数,数据项,赋,赋值,C(A1,B1,),)=0.4;,或：C(I,B1,),=,=0,.,.4;,赋值语,句,句右边,可,可以是,数,数值，,也,也可以,是,是表达,式,式；,参数可,以,以被多,次,次赋值,，,，但后,面,面的会,覆,覆盖前,面,面的赋,值,值；,数据输,入,入,15,数学运,算,算符：,+,-,-,*,*,/,/,*,*,逻辑运,算,算符:,LT,LE,EQ,NE,GT,GE,NOT,AND,OR,XOR,函数：,ABS,:,:ABS,(,(-3,),)=3,FLOOR:FLOOR,(,(3,.,.4),=,=3,CEIL:CEIL(3.4,),)=4,MAX,:,:MAX,(,(1,2,3,),)=3,MIN,:,:MIN,(,(1,2,3,),)=1,MOD,:,:MOD,(,(4,.,.3),=,=0.3,运算符,与,与函数,16,函数,SIN,COS:三角函,数,数,LOG,:,:以e为底的,自,自然对,数,数运算,LOG10:以10为底的,对,对数运,算,算,EXP,:,:以e为底的,指,指数运,算,算,POWER:指数运,算,算(指数必,须,须为整,数,数),SQR,:,:平方,SQRT:平方根,CARD：集,合,合元素,的,的总数,；,；,ORD：集,合,合元素,的,的序数,；,；,运算符,与,与函数,（,（续）,17,定义变,量,量,VARIABLES语句:,VARIABLES,X(I,J,),)shipmentquantities,Ztotaltransportationcosts,;,;,POSITIVEVARIABLEX,;,;,(NEGATIVE,FREE,INTEGER,BINARY),18,变量的,后,后缀:,V-name,.,.LO变量的,下,下界,V-name,.,.UP变量的上界,V-name,.,.L变量的实际取,值,值,V-name,.,.M变量的递减成,本,本(检验数),X.LO(I,J,),)=10,;,;,X.UP(I,J,),)=10000,;,;,Y.UP(I,),)=D(I)*RHO,定义变,量,量,19,定义方,程,程,EQUATIONS语句,EQUATIONS,OBJObjectivefunction,SUP,(,(I)Supply function,DEM,(,(J)Demand function;,OBJ,.,.Z=E=SUM,(,(I,J,),),C(I,J),*,*X(I,J,),),;,;,SUP,(,(I),.,.SUM,(,(J,X(I,J,),),=,=L,=,=S(I,),);,DEM,(,(J),.,.SUM,(,(I,X,(,(I,J),=,=G=D(J),;,;,变量可,出,出现在,方,方程两,边,边，一,个,个变量,可,可以多,次,次出现,；,；,方程使,用,用的变,量,量、参,数,数必须,已,已经定,义,义过；,20,定义模,型,型,MODEL语句,MODELTRANS,/,/ALL/,;,;,或,MODELTRANS,/,/OBJ,SUP,DEM,/,/,;,;,21,模型求,解,解,SOLVE语句,SOLVETRANSUSINGLPMINIMIZINGZ;,解题器,类,类型:,LP:线性规,划,划,NLP,:,:非线性,规,规划,MIP,:,:整数规,划,划,优化方,向,向:,MINIMIZING最小化,MAXIMIZING最大化,22,结果打,印,印,GAMS输出信,息,息,所有信,息,息输出,到,到以LST为后缀,的,的文件,中,中;,LST文件包,含,含:,输入的,模,模型文,件,件,编译信,息,息,出错信,息,息,模型构,造,造信息,模型求,解,解信息,输出结,果,果。,DISPLAY语句:,DISPLAYX.L,X,.,.M,SUP.M,X.M是变量X的递减成,本,本（检,验,验数）,SUP,.,.M是约束SUP的影子价,格,格（对,偶,偶解）,23,逻辑控,制,制符：$,逻辑控,制,制符使GAMS能描述,更,更复杂,的,的模型,。,。使用,$，是学,习,习GAMS的难点,。,。,逻辑控,制,制符可,以,以用于,数,数据处,理,理、下,标,标的选,择,择、运,算,算控制,、,、以及,约,约束方,程,程域的,控,控制。,24,OBJ,.,.Z,=,=E=SUM,(,(I,T,),),X(I,T),*,*P,(,(I,PRICE,),$,$(,(,(ORD(T)GEP(I,T,),),),),),;,;,MTR,(,(I,T)$,(,(ORD(T,),)GE P,(,(I,T,),).,.,.X(I,T),+,+Y(I,T),$,$(P,(,(I,TE,)GE2),+,+INV(I,T,),)-INV(I,T+1);,Y.UP(I,T),$,$(P,(,(I,COST,),)NE 0,),)=S(I,T,),);,rho,(,(I),$,$(sin(I)ne0),=,=(1/sin(I),1;,R(I,),)=INF$(S(I,),)EQ 0,),)+,(,(1,/,/S(I),$,$(S,(,(I)NE0),;,;,逻辑控,制,制符应,用,用举例,25,GAMS控制参,数,数-OPTION语句,OPTIONLIMROW,=,=10输出行,数,数目,OPTIONLIMCOL,=,=9输出列,数,数目,OPTIONSYSOUT,=,=ON打印详,细,细求解,信,信息,OPTIONSYSOUT,=,=OFF不打印,详,详细求,解,解信息,OPTIONRESLIM,=,=10求解时,间,间限制,OPTIONITERLIM,=,=100迭代次,数,数限制,OPTIONOPTCR=0.1整数规,划,划相对,误,误差值,OPTIONOPTCA=0.1整数规,划,划绝对,误,误差值,26,$INCLUDEmyfile or“myfile,”,”,举例：,$include,“,“sets.inc,”,”,$include,“,“data.inc,”,”,$include,“,“model,.,.inc”,modelm,/,/all/,;,;,solvem using lp minimizingz;,INCLUDE语句,27,FILE和PUT语句,将优化,结,结果输,出,出到指,定,定的文,件,件中：,FILERES,/,/results,.,.dat/;定义文,件,件,PUTRES;与文件,连,连接,PUTX.L(I,J),:,:17:6;,LOOP(,(,(I,J),PUTX.L(I,J),:,:17:6,/,/;,);,28,WHILE语句,循环语,句,句,Parametercount,;,;count=1;,modelm1,/,/all/,;,;,while,(,(count,solvem1usinglpmaximizing z,if,(,(ub,-,-z,.,.l)gttol,a