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數學建模規劃問題

按是否線性可分為線性規劃和非線性規劃,壹個是線性壹個是非線性,按是否是過程階段可分為動態規劃和非動態規劃,按目標函數得分可分為單目標規劃和多目標規劃。

線性和非線性比較常見。我來說說其他的。

動態規劃是運籌學的壹個重要分支,是解決多階段決策問題的有效定量方法。它是由美國學者R .貝爾曼等人創立的。在2008+0951中,Bellman首先提出了用最優化原理來解決動態規劃中的多階段決策問題,並給出了許多實際問題的解決方法。59660.88868888661

50多年來,動態規劃被廣泛應用於工程技術、企業管理、工農業生產、軍事等部門,並取得了顯著的成果。在管理上,動態規劃可用於資源分配、最短路徑、庫存、背包、設備更新、最優控制等。因此,動態規劃是現代管理中科學決策不可或缺的工具。

動態規劃的優點是將壹個多維決策問題轉化為若幹個壹維優化問題,逐壹求解壹維優化問題。這種方法是很多極端方法做不到的,幾乎優於現有的所有優化方法。此外,動態規劃可以找到全局最大值或最小值,這也優於其他優化方法。需要指出的是,動態規劃是壹種解決優化問題的方法,而且是壹種解決問題的方式,而不是壹種新的算法。前面我們學習了用單純形法解線性規劃問題。所有帶線性規劃問題的數學模型都可以用單純形法求解,但動態規劃問題沒有統壹的求解方法(類似於單純形法)。因此,在用動態規劃解決優化問題時,必須具體問題具體分析。針對不同的問題,利用動態規劃的優化原理和方法建立相應的數學模型,然後用動態規劃的方法求解。根據動態規劃的這些特點,在學好動態規劃基本原理和方法的同時,要有豐富的想象力。這樣才能建立模型,找到問題的最優解。

根據時間變量是離散還是連續,動態規劃問題的模型可分為離散決策過程和連續決策過程,根據決策過程的演化是確定性還是隨機性,動態規劃問題的模型可分為確定性決策過程和隨機性決策過程,即離散確定性、離散隨機性、連續確定性和連續隨機性。我們主要研究離散的確定性模型。

2.隨機規劃和模糊規劃是處理隨機和模糊優化問題的兩種數學規劃工具,稱為不確定規劃。主要目的是為不確定環境下的最優化理論奠定基礎。不確定規劃理論包括三大類:期望值模型、機器滿足約束規劃和相關機會規劃。

3.隨機規劃的概念很少見。

可以參考運籌學的分支。

數學規劃的研究對象是規劃管理中的安排與估價,要解決的主要問題是在給定的條件下,根據某壹度量指標,尋找安排的最優方案。它可以表示為在約束條件下求函數的極小值問題。

數學規劃與經典的求極值問題有本質區別。經典方法只能處理簡單表達式和簡單約束的情況。但在現代數學規劃中,問題目標函數和約束條件非常復雜,需要壹些精確的數值解,因此算法的研究尤為受到重視。

這裏最簡單的問題是線性規劃。如果約束和目標函數是線性的,則稱為線性規劃。解決線性規劃問題,理論上要解線性方程組,所以解線性方程組的方法和行列式、矩陣的知識是線性規劃中非常必要的工具。

線性規劃及其解法——單純形法的出現對運籌學的發展起到了很大的推動作用。很多實際問題都可以用線性規劃來解決,單純形法就是壹種有效的算法,而計算機的出現使得壹些大型復雜實際問題的解決成為現實。

非線性規劃是線性規劃的進壹步發展和延續。許多實際問題,如設計問題和經濟平衡問題,都屬於非線性規劃的範疇。非線性規劃拓展了數學規劃的應用範圍,同時也為數學家提出了許多基礎理論問題,使得數學中的凸分析和數值分析也得到了發展。還有壹個跟時間有關的規劃問題,叫做“動態規劃”。近年來,它已成為工程控制、技術物理和通信中常用於最優控制問題的重要工具。

排隊論是運籌學的另壹個分支,叫做隨機服務系統理論。其研究的目的是回答如何改善服務機構或組織的服務對象,使某些指標達到最優水平的問題。比如壹個港口應該有多少碼頭,壹個工廠應該有多少維修人員。

排隊論最初是由丹麥工程師Erlang在20世紀初對電話交換的效率進行研究的。為了估計二戰中機場跑道的容量,對其進行了進壹步的發展,其相應的學科更新理論和可靠性理論也得到了發展。

因為排隊現象是壹種隨機現象,所以概率論主要是作為研究排隊現象的主要工具。此外,還有微分和微分方程。排隊論描述了當顧客來到服務臺要求接待時,它想要研究的對象的形象。如果服務臺被其他客戶占用,就會出現排隊現象。另壹方面,服務臺有時空閑,有時忙碌。需要用數學方法獲得顧客等待時間和排隊長度的概率分布。

排隊論在日常生活中有著廣泛的應用,如水庫水量的調節、生產線的安排、鐵路進場的調度、電網的設計等等。

博弈論也叫博弈論。前面提到的田忌賽馬就是壹個典型的博弈論問題。作為運籌學的壹個分支,博弈論的發展只有幾十年。系統地創立這門學科的數學家現在被公認為匈牙利裔美國數學家,計算機之父——馮·諾依曼。

最初用數學方法研究博弈論是從象棋開始的——如何確定勝法。因為這是壹個研究雙方沖突和取勝對策的問題,所以這門學科在軍事上有非常重要的應用。近年來,數學家們還研究了水雷與艦船、戰鬥機與轟炸機之間的戰鬥與跟蹤,提出了雙方可以自主決策的數學理論。近年來,隨著人工智能研究的進壹步發展,對博弈論提出了更多新的要求。

搜索理論是第二次世界大戰中因戰爭需要而出現的運籌學的壹個分支。本文主要研究在資源和探測手段有限的情況下,如何設計和尋找某壹目標的最優方案並實施的理論和方法。二戰中,盟軍的空軍和海軍就是在研究如何識別軸心國的潛艇活動、艦隊運輸和兵力部署的過程中誕生的。搜索理論在實際應用中也取得了許多成果。比如,上世紀60年代,美國成功搜尋在大西洋失蹤的核潛艇“油輪”和“蠍子”,以及在地中海失蹤的氫彈。

運籌學的應用領域很廣,已經滲透到服務、庫存、搜索、人口、對抗、控制、時間表、資源分配、場地選址、能源、設計、生產、可靠性等方面。

排隊論和隨機規劃應該比較接近。

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