数学建模,线性规划,运输为问题

数学建模之运输问题1. 引言运输问题是指在给定产地到销售地之间有若干个供应点和需求点的情况下，如何安排运输使得总运输成本最低。

这是一个经济管理中的经典问题，也是数学建模中常见的一个研究方向。

2. 问题描述假设有n个供应点和m个需求点，其中每个供应点的供应量和每个需求点的需求量已知，并且每个供应点到每个需求点的运输成本也已知。

我们的目标是确定供应点到需求点的运输量，使得总运输成本最小。

3. 模型建立为了建立数学模型，我们可以引入一个矩阵来表示供应点和需求点之间的运输成本。

设C为一个n行m列的矩阵，其中Cij表示供应点i到需求点j的运输成本。

我们需要引入决策变量X，其中Xij表示从供应点i到需求点j的运输量。

那么，目标函数可以定义为最小化总运输成本，即$$\min \sum_{i=1}^{n} \sum_{j=1}^{m} C_{ij} X_{ij}$$同时，我们需要保证供应点和需求点的供需平衡，即满足每个供应点的供应量和每个需求点的需求量。

这可以表示为以下约束条件：1. 对于每个供应点i，有 $\sum_{j=1}^{m} X_{ij} = s_i$，其中$s_i$ 表示供应点i的供应量。

2. 对于每个需求点j，有 $\sum_{i=1}^{n} X_{ij} = d_j$，其中$d_j$ 表示需求点j的需求量。

进一步地，我们需要确保运输量的非负性，即$X_{ij} \geq 0$。

4. 求解方法对于较小规模的问题，我们可以使用线性规划方法求解运输问题。

线性规划是一种数学优化方法，可以在满足一定约束条件的前提下，使得目标函数达到最小值。

对于大规模的问题，我们可以使用近似算法或启发式算法进行求解。

这些算法可以快速找到较好的解，但不能保证找到最优解。

常用的算法包括模拟退火算法、遗传算法等。

5. 应用领域运输问题在许多实际应用中都有广泛的应用。

例如，在物流管理中，优化运输方案可以减少运输成本、提高运输效率；在生产计划中，合理安排运输可以确保供应链的稳定性和高效性。

国赛数学建模2023c题（中英文实用版）国赛数学建模2023c题，要求我们针对一个具有实际背景的问题进行数学建模和求解。

本题旨在考察参赛选手的数据分析、数学建模、编程求解以及论文撰写能力。

下面我们将逐步分析题目，寻找解题思路，并完成具体的计算过程。

一、题目背景介绍本题背景设定在一个物流公司，该公司拥有多个仓库，每天需要完成货物的配送任务。

为了提高配送效率，公司希望建立一个优化模型，合理安排配送路线，降低配送成本。

题目给出了各个仓库的货物需求量、配送中心的容量限制以及配送过程中的时间限制等条件，要求我们构建一个数学模型，求解最优的配送方案。

二、题目分析根据题意，我们可以将问题转化为一个运输问题，利用线性规划方法进行求解。

我们需要建立如下目标函数和约束条件：1.目标函数：最小化总配送成本2.约束条件：a.各仓库货物需求量满足b.配送中心的容量限制c.配送过程中的时间限制三、解题思路与步骤1.数据准备：整理题目给出的数据，包括各仓库需求量、配送中心容量、时间限制等。

2.建立数学模型：根据分析，构建线性规划模型，设定目标函数和约束条件。

3.选择合适的求解方法：由于该问题具有线性规划特点，可以采用单纯形法、内点法等求解算法。

4.编程实现：利用编程语言（如MATLAB、Python等）实现求解算法，完成计算。

5.结果分析：根据计算结果，分析各配送方案的优缺点，为物流公司提供合理建议。

四、具体计算过程（此处省略具体编程和计算过程，具体细节可根据实际编程语言和求解方法进行实现）五、结论与启示1.通过本题，我们成功构建了一个数学模型，求解了物流公司的配送优化问题。

2.在实际应用中，我们可以根据具体情况进行模型调整，如考虑更多约束条件、采用其他优化算法等。

3.数学建模竞赛不仅考验了我们的编程和计算能力，还锻炼了团队协作和沟通能力。

在解决实际问题时，应注重跨学科知识的运用，结合实际情况进行分析和建模。

4.今后在学习过程中，要加强对线性规划、运输问题等数学建模方法的学习，提高自己的建模能力。

数学建模论文题目:送货问题学院(直属系):数学与计算机学院年级、专业:2010级信息与计算科学姓名:杨尚安刘洋谭笑指导教师:蒲俊完成时间:2012年3月20日摘要本文讨论的是货运公司的运输问题，根据各公司需求和运输路线图，建立了线性规划模型和0-1规划模型，对货运公司的出车安排进行了分析和优化，得出运费最小的调度方案。

对于问题一，由于车辆在途中不能掉头，出车成本固定，要使得总成本最小，即要使在一定的车辆数下，既满足各公司的需求，又要尽量减小出车次数。

故以最小出车数为目标函数，建立线性规划模型，并通过lingo求解，得出最小出车数27次。

接着考虑车的方向问题，出车分为顺时针和逆时针，建立0-1模型，并求解，得出满足问题一的调度方案（见附录表1）。

对于问题二，车辆允许掉头，加上车辆装载货物和空装时运输费不同，，要使总成本最小，故可以通过修改原目标函数，建立线性规划模型和0-1规划模型，求解，得出最佳派出车辆3辆并列出满足问题二的调度方案。

对于问题三第一小问，增加了运输车辆的类型。

即装载材料的方法很多，在上述分析的基础上，通过增加约束条件，建立新的线性规划模型，并求解，得出满足问题三的调度方案。

在第二小问中，由于给出部分公司有道路相通，可采用运筹学中的最短路问题的解决方法加以解决。

关键字：线性规划模型0-1规划模型调度一、问题重述某地区有8个公司(如图一编号①至⑧)，某天某货运公司要派车将各公司所需的三种原材料A,B,C从某港口(编号⑨)分别运往各个公司。

路线是唯一的双向道路(如图１)。

货运公司现有一种载重6吨的运输车，派车有固定成本20元/辆，从港口出车有固定成本为10元/车次(车辆每出动一次为一车次)。

每辆车平均需要用15分钟的时间装车，到每个公司卸车时间平均为10分钟，运输车平均速度为60公里／小时(不考虑塞车现象)，每日工作不超过8小时。

运输车载重运费1.8元/吨公里，运输车空载费用0.4元/公里。

利用线性规划解决集装箱调运问题在现代物流中，集装箱运输是相当重要的货物运输方式。

管理好集装箱的调度，可以大大节省运输成本，提高物流企业的利润。

本文通过线性规划方法，对集装箱调运问题进行数学建模，并通过实例计算，得出利润最大的集装箱调运方案。

标签：集装箱调运线性规划空箱调运一、前提假设1.集装箱大小均视为一致，且空箱不计重量。

2.任意两个港口间COC空箱调度的成本是固定的。

3.如果一个港口需要从别处调运空箱，必须是在本处所有COC已经用完且还不能满足需求的情况下，且只调运所缺数量的集装箱。

4.集装箱运量必须满足需求。

二、建模1.变量选取Qijs：从i港运往j港的SOC数量Qijc：从i港运往j港的装有货物的COC数量，这个变量是指由其余港口发货到本港，卸货后再装货运走的COC数量Xijc：由其他港口调剂到i港再装货运到j港的COC空箱数量Eijc：从i港调剂到j港的COC空箱数量Dijs,Dijc：分别为i港到j港的SOC与COC需求N,W：分别为船只的载货数量与重量限制C：任意两个港口间COC空箱调度的成本Gijc,Gijs：分别为从i港到j港的COC与SOC重量Rijs,Rijc：分別为从i港到j港的SOC与COC运费Cijs,Cijc：分别为从i港到j港的SOC与COC运输成本2.目标函数采用利润最大化原则：maxZ=[(Rijc-Cijc)(Qijc+Xijc)]+(Rijs-Cijs)Qijs-C*Eijc；i≠j3.约束条件从i港到j港的SOC、COC数量不超过船的载运数量限制，COC包括从其他港调剂来的空箱装货后发出的数量和要调剂到其他港的空箱数量：Qijs+Qijc+Xijc+Eijc<=N；i,j=1,2,3…n，j≠i从i港到j港的SOC、COC数量不超过船的载运重量限制，COC包括从其他港调剂来的空箱装货后发出的数量：QijsGijs+(Qijc+Xijc)Gijc<=W；i,j=1,2,3…n，j≠ii港的、从其他港调剂来的空箱装货后发出的COC数量必须等于其他港调剂来i港的空箱数量：Xijc=Eijc；i,j=1,2,3…n,j≠i从i港到其他港的COC总数量和从i港调剂到其他港的空箱数量之和不超过其他港发货到i港的COC数量：(Qijc+Eijc)<=(Qjic+Xjic)；i,j=1,2,3…n,j≠i从i港发货到j港的COC数量满足i港j港的COC需求：Qijc+Xijc=Dijc；i,j=1,2,3…n,j≠i从i港发货到j港的SOC数量满足i港j港的SOC需求：Qijs=Dijs；i,j=1,2,3…n，j≠i三、实例求解某货运公司拥有两种集装箱运输服务，分别针对COC（Carrier owned Container）集装箱和SOC（Shipper Owend Container）集装箱，SOC集装箱占用运输成本，但不算在空箱调运之中。

线性规划的应用引言概述：线性规划是一种优化问题的数学建模方法，可以用于解决许多实际问题。

本文将探讨线性规划在不同领域的应用，包括生产计划、资源分配、运输问题、金融投资和市场营销等。

一、生产计划1.1 产能规划：线性规划可以匡助企业确定最优产能规划，通过最大化产量和最小化成本，实现生产效益的最大化。

1.2 原材料采购：线性规划可以优化原材料的采购计划，确保原材料的供应充足，同时最小化采购成本。

1.3 生产调度：线性规划可以匡助企业制定最佳的生产调度方案，合理安排生产过程，提高生产效率和产品质量。

二、资源分配2.1 人力资源：线性规划可以匡助企业合理分配人力资源，根据不同部门和岗位的需求，确定最佳的人员配置方案。

2.2 设备调度：线性规划可以优化设备的调度计划，确保设备的利用率最大化，减少闲置时间和能源浪费。

2.3 资金分配：线性规划可以匡助企业合理分配资金，根据不同项目的需求，确定最佳的资金分配方案，实现资金的最大效益。

三、运输问题3.1 物流配送：线性规划可以优化物流配送路线，确定最佳的配送方案，减少运输成本和时间。

3.2 仓储管理：线性规划可以匡助企业优化仓储管理，确定最佳的仓储位置和库存量，减少库存成本和仓储空间的浪费。

3.3 运输调度：线性规划可以匡助企业制定最佳的运输调度计划，合理安排运输车辆和货物的装载，提高运输效率和减少运输成本。

四、金融投资4.1 资产配置：线性规划可以匡助投资者确定最佳的资产配置方案，平衡风险和收益，实现投资组合的最优化。

4.2 资金规划：线性规划可以优化资金的规划和运用，确保资金的最大化利用和最小化风险。

4.3 投资决策：线性规划可以匡助企业制定最佳的投资决策方案，根据不同项目的收益和风险，确定最优的投资方向。

五、市场营销5.1 定价策略：线性规划可以匡助企业确定最佳的定价策略，根据市场需求和成本考虑，确定最优的价格水平。

5.2 促销策略：线性规划可以优化促销策略，确定最佳的促销活动方案，提高产品销售量和市场份额。

数学建模—货物配送问题本文将会探讨货物配送问题，其中会使用到数学建模的方法来解决。

问题描述假设有 $n$ 个城市需要被配送货物，每个城市之间的距离是已知的 $d_{i,j}$，其中 $d_{i,j}$ 表示第 $i$ 个城市和第 $j$ 个城市之间的距离。

需要找到一种合理的方案使得每个城市都能够被配送到且总的成本最小。

模型建立这是一个典型的旅行商问题，可以使用线性规划的方法来解决。

我们设 $x_{i,j}$ 表示是否从城市 $i$ 转移到城市 $j$，则可以得到以下的规划模型：$$\begin{aligned}\min \quad & \sum_{i=1}^n \sum_{j=1}^n d_{i,j} x_{i,j} \\s.t. \quad & \sum_{j=1}^n x_{i,j} = 1, \quad i=1,\cdots,n \\& \sum_{i=1}^n x_{i,j} = 1, \quad j=1,\cdots,n \\& u_i - u_j + nx_{i,j} \leq n-1, \quad i,j=2,\cdots,n, i \neq j \\& x_{i,j} \in \{0,1\}, \quad i,j=1,\cdots,n\end{aligned}$$其中，第一个约束是保证每个城市都恰好被访问一次，第二个约束也是保证每个城市都恰好被访问一次，第三个约束是 TSP 约束条件。

结论通过进行线性规划求解，可以求得货物配送问题的最优解。

当然，对于特别大的问题，我们还可以使用遗传算法等启发式算法来解决。

通过本文的学习，相信大家可以掌握货物配送问题的建模方法，并且对于线性规划方法有更深入的了解。

应急物资的最优存储和运送数学建模问题问题描述：现在有一定数量的应急物资需要存储和运输。

假设这些应急物资可以被存储在任意数量的仓库中，并且可以由一定数量的运输车进行运输。

每个仓库和运输车都有固定的存储和运输能力。

假设每个仓库和运输车的存储和运输能力都是已知的，没有任何特殊要求。

要求设计一种最优的存储和运输方案，以最大程度地保证所有应急物资的安全。

解决方案：1. 假设有 n 种应急物资需要存储和运输，以 m 个仓库和 k 辆运输车为例。

设第 i 种应急物资的数量为 q_i，第 j 个仓库的存储能力为 s_j，第 l 辆运输车的运输能力为 t_l。

2. 定义决策变量：x_{i,j} 表示将第 i 种应急物资存储在第 j 个仓库的数量；y_{i,l} 表示将第 i 种应急物资运输到第 l 辆运输车上的数量。

3. 约束条件：(1) 存储约束条件：对于每个仓库 j，其存储的应急物资数量不能超过其存储能力，即 \sum_{i=1}^n x_{i,j} \leq s_j。

(2) 运输约束条件：对于每辆车 l，其运输的应急物资数量不能超过其运输能力，即 \sum_{i=1}^n y_{i,l} \leq t_l。

(3) 可达性约束条件：每个仓库和每辆车都要能够运输和存储所需的应急物资，即 \sum_{j=1}^m x_{i,j} + \sum_{l=1}^k y_{i,l}= q_i。

(4) 非负约束条件：x_{i,j} \geq 0，y_{i,l} \geq 0。

4. 目标函数：为了最大程度地保证所有应急物资的安全，可以选择最小化运输和存储的最大值，即 \min\{\max\{\sum_{i=1}^nx_{i,j}, \sum_{i=1}^n y_{i,l}\}\}。

5. 实现方法：可以采用整数规划和线性规划方法来解决该问题。

整数规划方法可以考虑对 x 和 y 进行整数化，然后采用分支定界等方法求解。

线性规划方法可以采用线性松弛法将约束条件中的整数化要求松弛，然后得到一个松弛的线性规划模型，再利用对偶理论等方法求解。

运输问题摘要本文主要研究的是货物运输的最短路径问题，利用图论中的Floyd算法、Kruskal算法，以及整数规划的方法建立相关问题的模型，通过matlab，lingo 编程求解出最终结果。

关于问题一，是一个两客户间最短路程的问题，因此本文利用Floyd算法对其进行分析。

考虑到计算的方便性，首先，我们将两客户之间的距离输入到网络权矩阵中；然后，逐步分析出两客户间的最短距离；最后，利用Matlab软件对其进行编程求解，运行得到结果：2-3-8-9-10总路程为85公里。

关于问题二，运输公司分别要对10个客户供货，必须访问每个客户，实际上是一个旅行商问题。

首先，不考虑送货员返回提货点的情形，本文利用最小生成树问题中的Kruskal算法，结合题中所给的邻接矩阵，很快可以得到回路的最短路线：1-5-7-6-3-4-8-9-10-2；然后利用问题一的Floyd算法编程，能求得从客户2到客户1（提货点）的最短路线是：2-1，路程为50公里。

即最短路线为：1-5-7-6-3-4-8-9-10-2-1。

但考虑到最小生成树法局限于顶点数较少的情形，不宜进一步推广，因此本文建立以路程最短为目标函数的整数规划模型；最后，利用LINGO软件对其进行编程求解，求解出的回路与Kruskal算法求出的回路一致。

关于问题三，是在每个客户所需固定货物量的情况下，使得行程之和最短。

这样只要找出两条尽可能短的回路，并保证每条线路客户总需求量在50个单位以内即可。

因此我们在问题二模型的基础上进行改进，以货车容量为限定条件，建立相应的规划模型并设计一个简单的寻路算法，对于模型求解出来的结果，本文利用Kruskal算法结合题中所给的邻接矩阵进行优化。

得到优化结果为：第一辆车：1-5-2-3-4-8-9-1，第二辆车：1-7-6-9-10-1，总路程为280公里。

关于问题四，在问题一的基础上我们首先用Matlab软件编程确定提货点到每个客户点间的最短路线，然后结合一些限定条件建立一个目标模型，设计一个较好的解决方案进行求解可得到一种很理想的运输方案。

运筹学运输问题例题数学建模运筹学是一门研究如何在有限的资源和多种约束条件下，寻求最优或近似最优解的科学。

运输问题是运筹学中的一个重要分支，它主要研究如何把某种商品从若干个产地运至若干个销地，使总的运费或总的运输时间最小。

本文将介绍运输问题的数学建模方法，以及用表上作业法求解运输问题的步骤和技巧。

同时，本文还将给出几个典型的运输问题的例题，帮助读者理解和掌握运输问题的求解过程。

运输问题的数学建模运输问题可以用以下的数学模型来描述：设有m 个产地（或供应地），分别记为A 1,A 2,…,A m ，每个产地i 的产量（或供应量）为a i ；有n 个销地（或需求地），分别记为B 1,B 2,…,B n ，每个销地j 的需求量为b j ；从产地i 到销地j 的单位运费（或单位运输时间）为c ij ；用x ij 表示从产地i 到销地j 的运量，则运输问题可以归结为以下的线性规划问题：其中，目标函数表示总的运费或总的运输时间，约束条件表示每个产地的供应量必须等于其产量，每个销地的需求量必须等于其销量，以及每条运输路线的运量不能为负数。

在实际问题中，可能出现以下几种情况：产销平衡：即∑m i =1a i =∑n j =1b j ，也就是说总的供应量等于总的需求量。

这种情况下，上述数学模型可以直接应用。

产大于销：即∑m i =1a i >∑n j =1b j ，也就是说总的供应量大于总的需求量。

这种情况下，可以增加一个虚拟的销地，其需求量等于供需差额，且其与各个产地的单位运费为零。

这样就可以把问题转化为一个产销平衡的问题。

产小于销：即∑m i =1a i <∑n j =1b j ，也就是说总的供应量小于总的需求量。

这种情况下，可以增加一个虚拟的产地，其产量等于供需差额，且其与各个销地的单位运费为零。

这样也可以把问题转化为一个产销平衡的问题。

弹性需求：即某些销地对商品的需求量不是固定不变的，而是随着商品价格或其他因素而变化。

数学建模案例多商品配送问题数学建模案例：多商品配送问题引言：随着电子商务的发展，物流配送成为了一个重要的环节。

在实际生活中，物流企业面对的最重要的问题之一是如何有效地进行多商品的配送，以满足客户的需求，同时降低成本。

本文将讨论多商品配送问题，并提出一种数学建模方法来解决这一复杂的问题。

1. 问题背景在物流配送过程中，物流企业需要根据客户的需求，将多个商品从仓库配送到目的地。

然而，由于不同商品具有不同的属性和特点，例如尺寸、重量、保存期限等，以及客户的不同要求，如送货时间等，物流企业面临着如何有效安排配送路线的问题。

2. 数学建模多商品配送问题可以被视为一种优化问题，即在给定的约束条件下，寻找最优的配送方案。

为了解决这个问题，我们可以利用图论和线性规划等数学工具进行建模和求解。

2.1 图论建模我们可以将多商品配送问题抽象成一个有向图模型，其中节点表示仓库和目的地，边表示不同商品之间的配送路径。

通过构建这样的图模型，我们可以运用最短路径算法，如Dijkstra算法或Floyd-Warshall 算法，来确定最优的配送路径，并计算出最短的配送时间。

2.2 线性规划建模另一种常用的方法是利用线性规划来建模多商品配送问题。

我们可以将问题转化为一个线性规划模型，其中目标函数是最小化总配送成本，约束条件包括商品属性、车辆的最大载重量、送货时间窗等。

通过求解线性规划模型，我们可以得到最优的配送方案。

3. 算例分析为了验证上述数学建模方法的有效性，我们进行了一个算例分析。

假设有一家物流企业需要配送三个商品A、B、C到三个不同的目的地1、2、3。

每个商品的属性和要求如下：- 商品A：重量1吨，保存期限3天，送达时间窗为9:00-12:00；- 商品B：重量0.5吨，保存期限5天，送达时间窗为10:00-16:00；- 商品C：重量2吨，保存期限2天，送达时间窗为9:00-18:00。

物流企业有两辆货车，每辆货车的最大载重量为3吨。

货运车物流运输计划问题在整数线性规划的基础上建立适当的模型、再运用分支定界法找到满足约束条件的较优变量，同时比较两种算法的迭代次数和运行时间，为进一步提高算法的利用率提供了依据。

最后通过MATLABGUI做成软件模拟在不同配置下相对应的分配方案，在总费用最小的前提下，程序运行时间短、效率高、能够较精确快速的找到合适的解决方案。

通过分析相应的整数线性规划建立相关的数学模型最后通过软件计算得到理想的效果，但是考虑到装箱调度决策过程中有多种可能，保证所有运输任务完成的情况下分配尽可能少的车辆来运输，因此，我们选择在货运车尽可能满载的情况下的分配方案。

这样可以减程序中少大量的矩阵运算和程序运行时间以及变量的迭代次数。

随着变量个数的增多，约束条件下不能得到较优的目标值，因此我们采用分支定界法先定出可选择的分配方案，再在优化的分配方案中找出相对较优的分配方案，例如运用整数线性规划得到不同车配置方案，运用分支定界法改变约束条件得到结果，在有路径的约束条件下我们运用两阶段法考虑整个分配方案。

先考虑第一阶段数量上的优化再考虑第二阶段路径上的优化。

运用逐步调优的策略在相同路程下就不优先考虑路径的优化，进一步调整配置方案。

在给定装配任务和分配任务的同时我们运用关联分类器先按题目要求将两张表建立关联，通过所给轿用车型的长、宽、高建立一个分类器。

按照表二中长、宽、高的不同分类分为12类，根据调度经验改用启发式算法将分类数降低至10类。

在满足题目要求的前提下我们采用货运车车型混装的形式，在一定程度上减少货运车的使用数量。

从而达到最充分的发挥资源的效能去获取最佳的经济效益。

对整车装箱调度问题进行研究从而降低运输成本具有一定的意义。

1、问题重述智能装载的问题描述：在一个配送中心，有N件货物需要分别配送至目的地A，B，C……，可以使用M辆车。

问如何规划车辆的配送路线，以及如何合理分配车辆的货物装载情况，提高车辆的实载率，减少车辆的数量。

物流装箱问题数学建模
物流装箱问题是指在物流运输过程中，如何合理地将货物装箱以最大限度地利用装载空间，并确保货物的安全和稳定。

这是一个复杂的问题，需要综合考虑货物的形状、尺寸、重量、数量以及运输工具的限制等因素。

数学建模可以帮助我们在物流装箱问题中找到最优的解决方案。

首先，我们可以将货物的形状和尺寸抽象为几何体，如长方体、圆柱体等。

然后，通过数学方法计算每个货物的体积，并根据运输工具的限制，确定每个装箱的容量。

接下来，我们可以将问题转化为一个优化问题，即如何在有限的容量内，最大化装载的货物总体积。

在数学建模过程中，我们可以利用线性规划、整数规划、动态规划等方法来求解最优解。

通过确定目标函数和约束条件，我们可以使用数学模型来找到最佳的装箱方案。

同时，我们还可以考虑一些实际问题，如货物的稳定性、避免堆叠过高、减少装卸时间等因素，来综合评估每个装箱方案的可行性。

此外，随着科技的发展，人工智能和机器学习等技术也可以应用于物流装箱问题的数学建模中。

通过对大量历史数据的分析和学习，我们可以提前预测不同类型货物的运输需求，并自动优化装箱方案，提高装箱效率和节省运输成本。

总之，物流装箱问题数学建模是一个复杂且具有挑战性的问题。

通过运用数学方法和相关技术，我们可以找到最优解决方案，提高装箱效率，减少物流成本，提升物流运输的整体效益。

数学建模货运列车编组运输问题数学建模是一门将实际问题抽象化并运用数学方法解决的学科。

货运列车编组运输问题是在实际生产与运输中常遇到的一个问题，即如何合理编组货运列车，以达到效率最大化、成本最小化的目标。

本文将针对这个问题进行深入探讨，并给出一种解决方案。

首先，我们来分析货运列车编组运输问题的背景和影响因素。

货运列车作为运输货物的一种重要方式，具有运载量大、运输成本低的优势。

然而，由于货物种类和数量的不同，以及货物间的相互关系，如何合理编组列车、安排运输路线，成为一个关键问题。

合理的编组方案可以提高运输效率，减少运输成本，提高生产力。

其次，我们来了解一下数学建模在解决货运列车编组运输问题中的应用。

数学建模是通过建立合理的数学模型，运用数学方法来解决实际问题的过程。

在货运列车编组运输问题中，数学建模可以帮助我们确定合适的编组方案。

具体来说，我们可以将问题抽象为一个数学模型，考虑列车的运载限制、货物的属性、运输距离、运输成本等因素，并通过数学方法求解最优解。

接下来，我们来介绍一种常用的数学建模方法——线性规划。

线性规划是一种数学优化方法，用于求解一类特殊的最优化问题。

在货运列车编组运输问题中，我们可以将其建模为一个线性规划问题。

具体来说，我们可以定义目标函数和约束条件，通过线性规划求解器求解最优解。

目标函数可以是最小化运输成本或最大化运输效率，约束条件包括列车的运载限制、货物的属性等。

通过求解线性规划问题，我们可以得到一个最优的编组方案。

除了线性规划，还有其他一些数学建模方法可以用于解决货运列车编组运输问题，如整数规划、动态规划、遗传算法等。

这些方法各有特点，可以根据具体问题的性质选择适合的方法。

然后，我们来讨论一些与货运列车编组运输问题相关的实际案例。

以某货运公司为例，他们需要编组一列货运列车，按照一定的编组规则将货物装载到不同的车厢中，以便快速、高效地运输货物。

该公司采用了数学建模的方法，通过线性规划求解器得到了一个最优的编组方案。

一、引言Matlab是一种功能强大的数学软件，广泛应用于工程、科学等领域。

在运输和物流领域，运输问题是一个常见且重要的问题。

运输问题是指在给定的供应地和需求地之间，找到最佳的配送方案，使总运输成本最低。

Matlab作为一种优秀的数学建模和解决工具，可以帮助我们解决运输问题。

本文将介绍如何使用Matlab解决运输问题的思路。

二、运输问题的数学模型运输问题的数学模型可以用线性规划表示。

假设有m个供应地点和n 个需求地点，供应地i的供应量为si，需求地j的需求量为dj，运输成本为cij，则可以建立以下线性规划模型：Minimize ΣΣcijxijSubject to Σxij = si (i=1,2,...,m)Σxij = dj (j=1,2,...,n)xij≥0 (i=1,2,...,m; j=1,2,...,n)其中xij表示从供应地i到需求地j的运输量。

三、Matlab解决运输问题的步骤1. 创建运输问题的成本矩阵需要将运输问题的成本以矩阵形式输入Matlab中。

假设有m个供应地点和n个需求地点，可以创建一个m×n的矩阵，其中第i行第j列的元素表示从供应地i到需求地j的运输成本cij。

2. 使用线性规划函数求解Matlab提供了线性规划求解函数linprog，可以用于求解线性规划问题。

通过将运输问题转化为标准的线性规划模型，可以利用linprog 函数求解最优的运输方案。

3. 解码并输出结果求解出最优的运输方案后，需要将结果进行解码并输出。

可以使用Matlab的矩阵运算和循环结构，将运输量矩阵转化为可读性较强的供应-需求矩阵，并输出最佳的配送方案和总运输成本。

四、案例分析下面以一个具体的案例来说明如何使用Matlab解决运输问题。

假设有3个供应点和4个需求点，它们之间的运输成本矩阵为：[5 2 7 86 4 3 63 5 1 9]且供应量和需求量分别为：s1=10, s2=20, s3=30d1=25, d2=15, d3=20, d4=20首先可以在Matlab中创建运输成本矩阵，并利用linprog函数求解得到最佳的运输方案和总运输成本。

运筹学模型（一）本章重点：线性规划基础模型、目标规划模型、运输模型及其应用、图论模型、最小树问题、最短路问题复习要求：1. 进一步理解基本建模过程，掌握类比法、图示法以及问题分析、合理假设的内涵.2. 进一步理解数学模型的作用与特点.本章复习重点是线性规划基础模型、运输问题模型和目标规划模型. 具体说来，要求大家会建立简单的线性规划模型，把实际问题转化为线性规划模型的方法要掌握，当然比较简单. 运输问题模型主要要求善于将非线性规划模型转化为运输规化模型，这种转化后求解相当简单. 你至少把一个很实际的问题转化为用表格形式写出的模型，至于求解是另外一回事，一般不要求. 目标模型一般是比较简单的线性规模模型在提出新的要求之后转化为目标规划模型. 另外，关于图论模型的问题涉及到最短路问题，具体说来用双标号法来求解一个最短路模型. 这之前恐怕要善于将一个实际问题转化为图论模型. 还有一个最小数的问题，该如何把一个网络中的最小数找到. 另外在个别场合可能会涉及一笔划问题.1. 营养配餐问题的数学模型m i Z n =C 1x 1+C 2x + C n x n⎧a 11x 1+a 12x 2+ +a 1n x n ≥b 1, ⎪⎪a 21x 1+a 22x 2+ +a 2n x n ≥b 2, ⎪ s ⋅t⋅⎨⎪a x +a x + +a x ≥b , m 22mn n m ⎪m 11⎪⎩x j ≥0(j =1, 2, , n或更简洁地表为m i Z n =∑C x jj =1n j⎧n ⎪∑a ij x j ≥b i ⎪j =1s ⋅t ⋅⎨⎪x ≥0(i =1, 2, , m j ⎪j =1, 2, , n ⎩其中的常数C j 表示第j 种食品的市场价格，a ij 表示第j 种食品含第i 种营养的数量，b i 表示人或动物对第i 种营养的最低需求量.2. 合理配料问题的数学模型有m 种资源B 1，B 2，…，B m ，可用于生产n 种代号为A 1，A 2，…，A n 的产品. 单位产品A j 需用资源B i 的数量为a ij ，获利为C j 单位，第i 种资源可供给总量为b i 个单位. 问如何安排生产，使总利润达到最大？设生产第j 种产品x j 个单位（j =1，2，…，n ），则有m a Z x =C 1x 1+C 2x 2+ +C n x n⎧a 11x 1+a 12x 2+ +a 1n x n ≤b 1, ⎪⎪a 21x 1+a 22x 2+ +a 2n x n ≤b l , ⎪ s ⋅t⋅⎨⎪a x +a x + +a x ≤b , m 22mn n m ⎪m 11⎪⎩x j ≥0(j =1, 2, , n或更简单地写为m a z x =∑Cj =1n j x j⎧n ⎪∑a ij x j ≤b i ⎪j =1 s ⋅t ⋅⎨i =1, 2, , m ⎛⎫⎪x ≥0 j =1, 2, , n ⎪⎪⎪j ⎝⎭⎩3. 运输问题模型运输问题也是一种线性规划问题，只是决策变量设置为双下标变量. 假如问题具有m 个产地和n 个销地，第i 个产地用A i 表示，其产量为a i （i =1，2，…，m ），第j 个销地用B j 表示，其销量为b j （j =1，2，…，n ），从A i 运往B j 的运价为c ij ，而写成为∑a i =1m i =∑b j =1n j 表示产销平衡. 那么产销平衡运输问题的一般模型可以min Z =∑∑c ij x iji =1j =1m n⎧n ⎪∑x ij =a i ⎪j =1⎪⎪m s ⋅t ⋅⎨∑x ij =b j ⎪i =1⎪⎛i =1, 2, , m ⎫⎪x ij ≥0 j =1, 2, , n ⎪⎪⎪⎝⎭⎩4. 目标规划模型某工厂生产代号为Ⅰ、Ⅱ的两种产品，这两种产品都要经甲、乙两个车间加工，并经检验与销售两部门处理. 已知甲、乙两车间每月可用生产工时分别为120小时和150小时，每小时费用分别为80元和20元，其它数据如下表表4-1工厂领导希望给出一个可行性生产方案，使生产销售及检验等方面都能达标.问题分析与模型假设经与工厂总经理交谈，确定下列几条：p 1：检验和销售费每月不超过4600元；p 2：每月售出产品I 不少于50件；p 3：两车间的生产工时充分利用（重要性权系数按两车间每小时费用比确定）；p 4：甲车间加班不超过20小时；p 5：每月售出产品Ⅱ不少于80件；p 6：两车间加班总时数要有控制（对权系数分配参照第三优先级）.模型建立设x 1，x 2分别为产品Ⅰ和Ⅱ的月产量，先建立一般约束条件组，依题设50x 1+30x 2≤4600x 1≥50 售出量x 2≥80 2x 1+x 2≤120 两车间总工时x 1+3x 2≤150+ 设d 1表检验销售费偏差，则希望d 1达最小，有p 1d 1+, 相应的目标约束为 5x 1+30x 2+d 1--d 1+ = 4600； --达最小，有p 2d 2, 相应的目标约束 d 2表产品I 售量偏差，则希望d 2-+x 1+d 2-d 2=50,以d 3、d 4表两车间生产工时偏差，则由于充分利用，故希望d 320=4：1，有--p 3(4d 3+d 4 . 相应的目标约束应为 --达最小，考虑到费用比例为80：, d 4-+-+=150， -d 42x 1+x 2+d 3-d 3=120和x 1+3x 2+d 4以d 5表甲车间加班偏差，则有+-+d 3+d 5-d 5=20， p 4d 5+, 相应目标约束为以d 6表产品Ⅱ售量偏差，则希望d 6达最小，有相应约束为-+x 2+d 6-d 6=80.++++表示，考虑到权系数，有p6(4d 3+d 4, 其目标约束由于利用超生+d 4- 最后优先级p 6可利用d 3产工时，已在工时限制中体现，于是得到该问题的目标规划模型为---+-++m i z n =p 1d 1++p 2d 2+p 3(4d 3+d 4 +p 4d 5+p 5d 6+p 6(4d 3+d 4 ⎧50x 1+30x 2+d 1--d 1+⎪-+x 1+d 2-d 2⎪⎪-+2x +x +d -d 1233⎪⎪-+s ⋅t ⋅⎨x 1+3x 2+d 4-d 4⎪+-+d +d -d 355⎪⎪x 2+d 6--d 6+⎪-+⎪⎩x 1, x 2≥0, d l , d l≥0=4600=50=120=150=20=80(l =1, 2, , 65. 最小树问题一个图中若有几个顶点及其边的交替序列形成闭回路，我们就说这个图有圈；若图中所有连顶点间都有边相接，就称该图是连通的；若两个顶点间有不止一条边连接，则称该图具有多重边. 一个图被称为是树意味着该图是连通的无圈的简单图. ．在具有相同顶点的树中，总赋权数最小的树称为最小树.最小树的求法有两种，一种称为“避圈法”，一种是“破圈法”，两法各具优缺点，它们具有共同的特征——去掉图中的圈并且每次都是去掉圈中边权较大的边.6. 最短路问题的数学模型最短路问题一般描述如下：在一个图（或者说网络）中，给定一个始点v s 和一个终点v t ，求v s 到v t 的一条路，使路长最短（即路的各边权数之和最小）.狄克斯屈（E.D.Dijkstra ）双标号法该法亦称双标号法，适用于所有权数均为非负（即一切w ij ≥0 w ij 表示顶点v i 与v j 的边的权数）的网络，能够求出网络的任一点v s 到其它各点的最短路，为目前求这类网络最短路的最好算法.该法在施行中，对每一个点v j 都要赋予一个标号，并分为固定标号P （v j ）和临时标号T （v j ）两种，其含义如下：P （v j ）——从始点v s 到v j 的最短路长；T （v j ）——从始点v s 到v j 的最短路长上界.一个点v j 的标号只能是上述两种标号之一. 若为T 标号，则需视情况修改，而一旦成为P 标号，就固定不变了.开始先给始点v s 标上P 标号0，然后检查点v s ，对其一切关联边（v s ，vj ）的终点v j ，给出v j 的T 标号w ij ；再在网络的已有T 标号中选取最小者，把它改为P 标号. 以后每次都检查刚得到P 标号那点，按一定规则修改其一切关联边终点的T 标号，再在网络的所有T 标号中选取最小者并把它改为P 标号. 这样，每次都把一个T 标号点改为P 标号点，因为网络中总共有n 个结点，故最多只需n -1次就能把终点v t 改为P 标号. 这意味着已求得了v s 到v t 的最短路.狄克斯屈标号法的计算步骤如下：1°令S ={v s }为固定标号点集，=V \{v s }为临时标号点集，再令P (v i =0，v t ∈S ； 2°检查点v i ，对其一切关联边（v i ， vj ）的终点v j∈，计算并令 min{T (v j , P (v i +w ij }⇒T (v j3°从一切v j∈中选取并令 min{T (v j }=T (v r ⇒T (v r 选取相应的弧（v i ， vr ）. 再令 S {v r }⇒S , \{v r }⇒=∅，则停止，P (v j 即v s 到v j 的最短路长，特别P (v t 即v s 到v t 的最短路长，而已选出 4°若的弧即给出v s 到各点的最短路；否则令v r ⇒v i ，返2°. 注意：若只要求v s 到某一点v t 的最短路，而没要求v s 到其他各点的最短路，则上述步骤4°可改为 4°若r = t 则结束，P (v r 即为所求最短路长；否则令v r ⇒v i ，返2°.。