《数学实验》实验报告

《数学实验》实验报告

（ 2012 年 4 月 8 日）

班级：数学系0902班 学号 ：2009051057

姓名：马骁 一、实验问题 1．（指派问题）

考虑指定n个人完成n项任务（每人单独承担一项任务），使所需的总完成时间（成本）尽可能短. 已知某指派问题的有关数据（每人完成各任务所需的时间）如下表所示，试建模并求解该指派问题。 2．（二次指派问题）

某公司指派n个员工到n个城市工作（每个城市单独一人），希望使所花费的总电话费用尽可能少。n个员工两两之间每个月通话的时间表示在下面的矩阵的上三角部分（因为通话的时间矩阵是对称的，没有必要写出下三角部分），n个城市两两之间通话费率表示在下面的矩阵的下三角部分（同样道理，因为通话的费率矩阵是对称的，没有必要写出上三角部分）. 试求解该二次指派问题。

3、谢金星第四章课后习题第1或3题任选一题。

二、问题的分析（涉及的理论知识、数学建模与求解的方法等） 1)根据实际问题，建立数学优化模型 2)根据优化模型，利用LINGO 来求解模型。

三、计算过程、结论和结果分析

1. 模型：

m:工人 1,2,3,4n:任务 1，2，3，4?1 第i个人完成第j项任务aij???0 第i个人不完成第j项任务xij: 第i个工人完成第j项任务所用的时间model min??aijxiji?1j?144

?4??aij?1 j=1,2,3,4?i?1s..t?4??a?1 i=1,2,3,4ij??j?1model: sets: m/1..4/; n/1..4/; link(m,n):a,x; endsets

min=@sum(link(i,j):x(i,j)*a(i,j)); @for(m(i):@sum(n(j):a(i,j))=1); @for(n(j):@sum(m(i):a(i,j))=1); data:

x=15 18 21 24 19 23 22 18 26 18 16 19 19 21 23 17; enddata end

结果：Global optimal solution found.

Objective value: 70.00000 Infeasibilities: 0.000000 Total solver iterations: 7

Variable Value Reduced Cost A( 1, 1) 0.000000 0.000000 A( 1, 2) 1.000000 0.000000 A( 1, 3) 0.000000 5.000000 A( 1, 4) 0.000000 10.00000 A( 2, 1) 1.000000 0.000000 A( 2, 2) 0.000000 1.000000

A( 2, 3) 0.000000 2.000000 A( 2, 4) 0.000000 0.000000 A( 3, 1) 0.000000 11.00000 A( 3, 2) 0.000000 0.000000 A( 3, 3) 1.000000 0.000000 A( 3, 4) 0.000000 5.000000 A( 4, 1) 0.000000 1.000000 A( 4, 2) 0.000000 0.000000 A( 4, 3) 0.000000 4.000000 A( 4, 4) 1.000000 0.000000 X( 1, 1) 15.00000 0.000000 X( 1, 2) 18.00000 0.000000 X( 1, 3) 21.00000 0.000000 X( 1, 4) 24.00000 0.000000 X( 2, 1) 19.00000 0.000000 X( 2, 2) 23.00000 0.000000 X( 2, 3) 22.00000 0.000000 X( 2, 4) 18.00000 0.000000 X( 3, 1) 26.00000 0.000000 X( 3, 2) 18.00000 0.000000 X( 3, 3) 16.00000 0.000000 X( 3, 4) 19.00000 0.000000 X( 4, 1) 19.00000 0.000000 X( 4, 2) 21.00000 0.000000 X( 4, 3) 23.00000 0.000000 X( 4, 4) 17.00000 0.000000 Row Slack or Surplus Dual Price 1 70.00000 -1.000000 2 0.000000 -14.00000 3 0.000000 -18.00000 4 0.000000 -14.00000 5 0.000000 -17.00000 6 0.000000 -1.000000 7 0.000000 -4.000000 8 0.000000 -2.000000 9 0.000000 0.000000

第1个人完成第2项，第2人完成第1项，第3人完成第3项，第4人完成第4项。最短时间为70. 2.模型：

pe:员工 1，2，3，4，5ci : 城市 1，2，3，4，5dij:第i人与第j人的通话时间cab:a城市与b城市的通话费率?1 i人去a城xai=??0 i人不去a城 （i?j，a?b）?1 j人去b城xbj=??0 j人不去b城?1 m人去n城xmn=??0 m人不去n城model： min??dij*??（cab*xai*xbj）i=1j=1i=1j=15555?5??xmn?1 n=1,2,3,4,5?m?1s.t.?5?x?1 m=1,2,3,4,5?mn??n?1 model:

sets:

pe/1,2,3,4,5/; ci/1,2,3,4,5/; lin(pe,ci):x; lin1(pe,pe):d; lin2(ci,ci):c; endsets

min=@sum(lin1(i,j):d(i,j)*@sum(lin2(a,b):c(a,b)*x(a,i)*x(b,j))); @for(pe(m):@sum(ci(n):x(m,n))=1); @for(ci(n):@sum(pe(m):x(m,n))=1); @for(lin:@bin(x)); data: d=0 1 1 2 3 1 0 2 1 2 1 2 0 1 2 2 1 1 0 1 3 2 2 1 0; c=0 5 2 4 1 5 0 3 0 2 2 3 0 0 0 4 0 0 0 5

1 2 0 5 0; enddata end

结果：Local optimal solution found.

Objective value: 50.00000 Objective bound: 50.00000 Infeasibilities: 0.000000 Extended solver steps: 18 Total solver iterations: 802

Variable Value Reduced Cost X( 1, 1) 0.000000 14.00000 X( 1, 2) 0.000000 0.000000 X( 1, 3) 1.000000 5.999996 X( 1, 4) 0.000000 0.000000 X( 1, 5) 0.000000 6.000000 X( 2, 1) 0.000000 16.00000 X( 2, 2) 0.000000 9.999992 X( 2, 3) 0.000000 0.000000 X( 2, 4) 1.000000 1.999992 X( 2, 5) 0.000000 0.000000 X( 3, 1) 0.000000 14.00000 X( 3, 2) 0.000000 6.000000 X( 3, 3) 0.000000 0.8523365E-08 X( 3, 4) 0.000000 0.000000 X( 3, 5) 1.000000 0.000000 X( 4, 1) 1.000000 7.999996 X( 4, 2) 0.000000 0.000000 X( 4, 3) 0.000000 5.999996 X( 4, 4) 0.000000 6.000000 X( 4, 5) 0.000000 14.00000 X( 5, 1) 0.000000 0.000000 X( 5, 2) 1.000000 1.999981 X( 5, 3) 0.000000 0.000000 X( 5, 4) 0.000000 9.999981 X( 5, 5) 0.000000 15.99998 D( 1, 1) 0.000000 0.000000 D( 1, 2) 1.000000 0.000000 D( 1, 3) 1.000000 0.000000 D( 1, 4) 2.000000 0.000000 D( 1, 5) 3.000000 0.000000 D( 2, 1) 1.000000 0.000000 D( 2, 2) 0.000000 0.000000 D( 2, 3) 2.000000 0.000000 D( 2, 4) 1.000000 0.000000 D( 2, 5) 2.000000 0.000000 D( 3, 1) 1.000000 0.000000 D( 3, 2) 2.000000 0.000000

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