运筹学论文
——旅游路线最短问题
摘要:
随着社会的发展,人民的生活水平的提高,旅游逐渐成为一种时尚,越来越多的人喜欢旅游。而如何才能最经济的旅游也成为人民考虑的一项重要环节,是选择旅游时间最短,旅游花费最少还是旅游路线最短等问题随之出现,如何决策成为一道难题。然而,如果运用运筹学方法来解决这一系列的问题,那么这些问题就能迎刃而解。本文以旅游路线最短问题为列,给出问题的解法,确定最短路线,实现优化问题。
关键词:最短路 0-1规划 约束条件
提出问题:
从重庆乘飞机到北京、杭州、桂林、哈尔滨、昆明五个城市做旅游,每个城市去且仅去一次,再回到重庆,问如何安排旅游线路,使总旅程最短。
各城市之间的航线距离如下表: 重庆 北京 杭州 桂林 哈尔滨 昆明 重庆 0 1640 1500 662 2650 649 北京 1640 0 1200 1887 1010 2266 杭州 1500 1200 0 1230 2091 2089 桂林 662 1887 1230 0 2822 859 哈尔滨 2650 1010 2091 2822 0 3494 昆明 649 2266 2089 859 3494 0
问题分析:
1. 这是一个求路线最短的问题,题目给出了两两城市之间的距离,而在最短路线中,这些城市有的两个城市是直接相连接的(即紧接着先后到达的关系),有些城市之间就可能没有这种关系,所以给出的两两城市距离中有些在最后的最短路线距离计算中使用到了,有些则没有用。这是一个0-1规划的问题,也是一个线性规划的问题。
2. 由于每个城市去且仅去一次,最终肯定是形成一个圈的结构,这就导致了这六个城市其中有的两个城市是直接相连的,另外也有两个城市是不连接的。这就可以考虑设0-1变量,如果两个城市紧接着去旅游的则为1,否则为0。就如同下图
3. 因为每个城市只去一次,所以其中任何一个城市的必有且仅有一条进入路线和一条出去的路线。
LINGO解法:
为了方便解题,给上面六个城市进行编号,如下表(因为重庆是起点,
将其标为1) 重庆 北京 杭州 桂林 哈尔滨 昆明 1 2 3 4 5 6 假设:设变量x11。如果x11=1,则表示城市i与城市j直接相连(即先后紧接到达关系),否则若x11=0,则表示城市i与城市j不相连。
特别说明:xij和xji是同一变量,都表示表示城市i与城市j是否有相连的关系。这里取其中xij (i 模型建立:由于这是一个最短路线的问题,且变量已经设好。 目标函数 min=1640*x12+1500*x13+662*x14+2650*x15+649*x16+1200*x23+1887*x24+1010*x25+2266*x26+1230*x34+2091*x35+2089*x36+2822*x45+859*x46+3494*x56; 约束条件: 1. 上面目标函数中的变量是表示两个城市是否直接相连接的关系,且最短路线是可以形成圈的,如下图 如上图城市a和城市b有直接相连接的关系,所以之间变量为1,而城市a与城市e则没有直接相连接的关系,之间变量为0。其余的也有同样约束,所以有下面的约束。
运筹学论文最短路问题
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