怎样掌握运输问题的数学模型
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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。
初二数学运输问题
摘要:
一、初二数学运输问题简介
1.运输问题的背景和实际意义
2.初二数学运输问题的基本内容
二、运输问题的基本模型和解决方法
1.基本模型:产销平衡模型
2.基本解决方法:线性规划
三、初二数学运输问题在生活中的应用
1.货物运输调度
2.交通路线规划
3.资源分配优化
四、初二数学运输问题的拓展思考
1.运输问题的变形和扩展
2.运输问题与其他数学领域的关联
正文:
初二数学运输问题涉及到货物运输、交通路线规划等实际问题,通过数学方法对其进行建模和求解,具有重要的实际意义。
运输问题属于线性规划的一个子领域,主要研究如何在满足一定约束条件的前提下,使得目标函数达到最优值。
运输问题的基本模型是产销平衡模型,即在多个产地和销地之间进行货物
运输,要求满足供需平衡和运输容量约束。
解决运输问题的基本方法是线性规划,将问题转化为求解线性方程组,通过计算得到最优解。
在生活中,初二数学运输问题有着广泛的应用。
例如,在货物运输调度中,通过运输问题的求解,可以有效地安排运输车辆的行驶路线和货物装载方案,提高运输效率。
在交通路线规划中,运输问题可以帮助我们找到最佳的道路使用方案,减少交通拥堵。
此外,运输问题还可以应用于资源分配优化等方面。
初二数学运输问题作为线性规划的一个实际应用,可以帮助学生更好地理解线性规划的基本思想和方法。
通过对运输问题的拓展思考,学生可以尝试解决一些变形和扩展的运输问题,进一步锻炼自己的数学思维能力。
运输模型法的讲解
运输模型是一种数学模型,用于解决运输问题。
它的基本假设是,有若干个原产地和若干个目的地,原产地和目的地之间的运输需求和运输成本已知。
运输模型的目标是确定最佳的运输方案,即如何分配货物从原产地到目的地,以最小化总运输成本或最大化总运输利润。
运输模型的主要特点是基于线性规划方法进行求解,同时考虑了供需平衡和运输成本的影响。
在运输模型中,需要确定的主要变量有原产地到目的地的货物数量、货物的运输路径,以及每条运输路径上的运输成本。
同时,还需要满足原产地和目的地的供求平衡条件,即原产地的总供应量等于目的地的总需求量。
运输模型的求解过程通常包括如下步骤:
1. 建立数学模型:根据实际问题,确定运输路径、运输成本和供求平衡条件等参数,并将其用数学表达式表示为一个线性规划问题。
2. 求解线性规划问题:利用线性规划方法,求得最优解,即最小化总运输成本或最大化总运输利润。
3. 解释和应用结果:根据最优解,确定货物的最佳分配方案,并分析结果的可行性和经济效益。
运输模型通常有多种求解方法,包括西北角法、最小成本法、沃格尔法等。
这些方法都是通过不断迭代求解基本运输单元(通常是原产地和目的地),并更新运输路径和货物分配量来求解整个运输模型的最优解。
通过运输模型的求解,可以帮助企业和组织做出有效的运输决策,降低运输成本,提高货物的运输效率,优化供应链管理,并对相关的决策和政策制定提供支持和参考。
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。
物流中转运问题的数学模型及其excel求解方法物流中转运问题是指在物流运输过程中,需要从多个起点运送货物到不同的终点,通过中转站进行货物的转运和重新分配的问题。
这种问题在现实生活中广泛存在,尤其是在大规模企业的供应链管理中。
为了解决物流中转运问题,数学模型被广泛应用。
其中,最常见的数学模型包括最小费用流模型、整数规划模型和网络流模型等。
这些模型可以帮助物流管理者优化中转站的布局,最小化物流成本,并满足货物运输的要求。
最小费用流模型是一种常用的数学模型,它将物流问题转化为寻找一种流量网络中最小费用的流量分配方案的问题。
通过建立中转站、起点和终点之间的联系网络,确定流量的限制条件和费用,可以使用线性规划方法进行求解。
整数规划模型则更加灵活,可以允许决策变量为整数值。
通过将物流问题转化为一个目标函数和一组约束条件的数学表达式,可以使用整数规划求解器进行求解。
这种方法能够更准确地模拟实际情况,但是计算复杂度较高。
网络流模型是一种可以用来解决物流中转运问题的经典模型之一。
它将物流网络表示为一个有向图,节点表示物流的起点、终点和中转站,边表示节点之间的运输路径。
通过将货物流动建模为图中的流量,并设置流量的上下限等约束条件,可以使用网络流算法进行求解。
在实际应用中,为了便于求解数学模型,可以使用Excel等电子表格软件提供的求解器工具。
求解器是一种优化技术,可以通过最小化目标函数或满足一组约束条件来找到最优解。
通过将物流问题抽象为数学模型,并在Excel中建立相应的目标函数和约束条件,即可使用求解器工具进行求解。
使用Excel求解物流中转运问题时,首先需要在电子表格中建立一个模型,将相关数据输入表格中的相应单元格。
然后,选择求解器工具,并设置目标函数、约束条件和求解的参数。
最后,运行求解器,即可得到最优解和相应的决策变量值。
在求解过程中,可以根据实际情况对模型进行调整和优化,以获得更好的结果。
同时,也可以通过增加额外的约束条件或修改目标函数来考虑其他因素,如运输时间、货物的重量和体积等。
数学建模运输问题1. 引言运输问题是数学建模中的经典问题之一,其目的是优化物流调度和资源利用,以降低运输成本和提高运输效率。
在这篇文档中,我们将介绍运输问题的定义、常见的建模方法以及求解运输问题的优化算法。
2. 运输问题的定义运输问题的一般形式是在给定的供应地和需求地之间,通过运输网络将一种货物从供应地运送到需求地,以满足一定的需求量。
运输问题的主要目标是确定如何分配供应地的货物到需求地,并最小化总的运输成本。
运输问题通常基于以下几个假设进行建模:•每个供应地和需求地之间的运输成本是已知的。
•每个供应地和需求地的供应量和需求量是已知的。
•货物在运输过程中没有损耗或浪费。
•每个供应地的供应量等于通过该供应地输出的货物总量。
•每个需求地的需求量等于通过该需求地输入的货物总量。
基于以上假设,我们可以将运输问题抽象为一个线性规划问题,通过求解线性规划问题的最优解,得到最佳的货物分配方案。
3. 运输问题的建模方法运输问题的建模方法可以分为两种:3.1 列生成法列生成法是一种迭代求解运输问题的方法,它从一个初始解开始,逐步地添加新的变量(列)来改善当前解,并最终得到最优解。
具体步骤如下:1.初始化一个基本可行解,即满足供应量和需求量约束的初始解。
2.利用这个基本可行解计算每个可能的新变量的代价,即将某个供应地与某个需求地之间的货物分配量作为新的变量。
3.找到一个具有最小代价的新变量,并将它添加到当前解中。
如果不存在新的变量可以添加,那么当前解就是最优解,算法终止。
4.更新当前解,重新计算供应量和需求量,并返回第2步。
列生成法通过逐步添加新的变量来改善当前解,从而降低运输成本,并且由于每次只添加一个变量,可以减少计算的时间复杂度。
3.2 转运算法转运算法是一种常用的直接求解运输问题的方法,它将运输问题转化为一个线性规划问题,并通过求解线性规划问题的最优解得到最佳的货物分配方案。
具体步骤如下:1.定义决策变量,即每个供应地与需求地之间的货物分配量。
第四章运输问题(曹阳) 运输问题(transportation problem)最初起源于人们在日常生活中把某些物品或人们自身从一些地方转移到另一些地方,要求所采用运输路线或运输方案是最经济或成本最低的,这就成为了一个运筹学问题。
随着社会和经济的不断进步,现代物流业蓬勃发展,如何充分利用时间、信息、仓储、配送和联运体系创造更多的价值,向运筹学提出了更高的挑战。
科学地组织货源、运输和配送使得运输问题变得日益复杂,但是其基本思想仍然是实现现有资源的最优化配置。
所以,运输问题并不仅仅限于物品的空间转移,凡是其数学模型符合“运输”问题特点的运筹学问题,都可以采用运输问题特有的方法加以解决。
第一节 运输问题的数学模型一、运输问题的实例和数学模型[例1] 某制药公司在全国设有三个生产基地,其中某品种药的日产量为:A1厂700箱,A2厂400箱,A3厂900箱。
这些生产基地每天将这些药分别运往四个地区的经销部门,各经销部门每天的需求量为:B1部门300箱,B2部门600箱,B3部门500箱,B4部门600箱。
已知从每个生产基地到各销售部门每箱药品的运价如表所示,问该制药公司应如何调运,使在满足各销售部门需要的情况下,总的运输费用最少?表4-1各生产基地到各销售部门每箱药品的运费(金额单位:元)销售部门生产基地B1B2B3B4 A1 0.3 1.1 0.3 1.0 A2 0.1 0.9 0.2 0.8 A3 0.7 0.4 1.0 0.5上面的问题就是一个运输问题,可将其一般情况描述为:已知有m 个产地(也称发点,用A i 表示,i =1, …, m )可以提供某种物资,有n 个地点(通常称销地或收点,用B j 表示,j =1, …, n )需要这种物资。
各个产地可提供该物资的数量(称为产量或发量)为a 1, a 2, …, a m ,各个销地的需要量(称为销量或收量)分别为b 1, b 2, …, b n 。