心科研中圆 国科学研沉信息们月 科研中国 SciEn. com收集整理版权归原作者 LINGO软件包使用手册 共53页1
科研中国 SciEi.com 收集整理 版权归原作者 共 53 页 1 LINGO 软件包使用手册
心科研中圆 国科学研沉信息们月 科研中国 SciEn. com收集整理版权归原作者 LINGO是用来求解线性和非线性优化问题的简易工具。 LINGO内置了一种建立最优化模型的 语言,可以简便地表达大规模问题,利用 LINGO高效的求解器可快速求解并分析结果。 §1 LINGO快速入门 当你在 windows下开始运行 LINGO系统时,会得到类似下面的一个窗口: E LINGO-LINGO Iodel-LINGO1 □回区 ∑LIG0重ode1- LIGOI 外层是主框架窗口,包含了所有菜单命令和工具条,其它所有的窗口将被包含在主窗口之下。 在主窗口内的标题为 LINGO Model- LINGO01的窗口是 LINGO的默认模型窗口,建立的模型 都都要在该窗口内编码实现。下面举两个例子 例1.1如何在LING0中求解如下的LP问题: min 2x, +3x st x x1≥100 2x1+x,≤600 ≥0 在模型窗口中输入如下代码 min=2*x1+3*x2 x1+x2>=350; x1>=100 2*x1+x2<=600 然后点击工具条上的按钮)即可。 例1.2使用 LINGO软件计算6个发点8个收点的最小费用运输问题。产销单位运价如 位\销地 BI 产地 Az 9 8 8 55 共53页2
科研中国 SciEi.com 收集整理 版权归原作者 共 53 页 2 LINGO 是用来求解线性和非线性优化问题的简易工具。LINGO 内置了一种建立最优化模型的 语言，可以简便地表达大规模问题，利用 LINGO 高效的求解器可快速求解并分析结果。 §1 LINGO 快速入门 当你在 windows 下开始运行 LINGO 系统时，会得到类似下面的一个窗口： 外层是主框架窗口，包含了所有菜单命令和工具条，其它所有的窗口将被包含在主窗口之下。 在主窗口内的标题为 LINGO Model – LINGO1 的窗口是 LINGO 的默认模型窗口，建立的模型 都都要在该窗口内编码实现。下面举两个例子。 例 1.1 如何在 LINGO 中求解如下的 LP 问题： , 0 2 600 100 350 . . min 2 3 1 2 1 2 1 1 2 1 2 ≥ + ≤ ≥ + ≥ + x x x x x x x st x x 在模型窗口中输入如下代码： min=2*x1+3*x2; x1+x2>=350; x1>=100; 2*x1+x2<=600; 然后点击工具条上的按钮 即可。 例 1.2 使用 LINGO 软件计算 6 个发点 8 个收点的最小费用运输问题。产销单位运价如 下表。 单 位 销地 运 价 产地 B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 产量 A1 6 2 6 7 4 2 5 9 60 A2 4 9 5 3 8 5 8 2 55
心科研中圆 国科学研沉信息们月 科研中国 SciEn. com收集整理版权归原作者 As 7|6 9 5 22 4 52 销量 4 使用LING0软件,编制程序如下: model !6发点8收点运输问题 sets warehouses/whl. wh6/: capacity vendors/vl. v8/: demand links(warehouses, vendors) endsets !目标函数 min=@sum (links: cost*volume) !需求约束 @for(vendors(d) @sum(warehouses(I): volume(, D))=demand (D)) !产量约束 efor( warehouses(Ⅰ) @sum(vendors(]): volume(I, D)<capacity (I)) !这里是数据 data capacity=60 55 51 demand=3537223241324338; cost=62674295 49538582 52197433 76739271 23957265 55228143: enddata 然后点击工具条上的按钮包即可。 为了能够使用LING0的强大功能,接着第二节的学习吧 §2 LINGO中的集 对实际问题建模的时候,总会遇到一群或多群相联系的对象,比如工厂、消费者群体、交通 工具和雇工等等。LING0允许把这些相联系的对象聚合成集(sets)。一旦把对象聚合成集 就可以利用集来最大限度的发挥 LINGO建模语言的优势。 现在我们将深入介绍如何创建集,并用数据初始化集的属性。学完本节后,你对基于建 模技术的集如何引入模型会有一个基本的理解。 2.1为什么使用集 集是 LINGO建模语言的基础,是程序设计最强有力的基本构件。借助于集,能够用一个 共53页
科研中国 SciEi.com 收集整理 版权归原作者 共 53 页 3 A3 5 2 1 9 7 4 3 3 51 A4 7 6 7 3 9 2 7 1 43 A5 2 3 9 5 7 2 6 5 41 A6 5 5 2 2 8 1 4 3 52 销量 35 37 22 32 41 32 43 38 使用 LINGO 软件，编制程序如下： model: !6 发点 8 收点运输问题; sets: warehouses/wh1..wh6/: capacity; vendors/v1..v8/: demand; links(warehouses,vendors): cost, volume; endsets !目标函数; min=@sum(links: cost*volume); !需求约束; @for(vendors(J): @sum(warehouses(I): volume(I,J))=demand(J)); !产量约束; @for(warehouses(I): @sum(vendors(J): volume(I,J))<=capacity(I)); !这里是数据; data: capacity=60 55 51 43 41 52; demand=35 37 22 32 41 32 43 38; cost=6 2 6 7 4 2 9 5 4 9 5 3 8 5 8 2 5 2 1 9 7 4 3 3 7 6 7 3 9 2 7 1 2 3 9 5 7 2 6 5 5 5 2 2 8 1 4 3; enddata end 然后点击工具条上的按钮 即可。 为了能够使用 LINGO 的强大功能，接着第二节的学习吧。 §2 LINGO 中的集 对实际问题建模的时候，总会遇到一群或多群相联系的对象，比如工厂、消费者群体、交通 工具和雇工等等。LINGO 允许把这些相联系的对象聚合成集（sets）。一旦把对象聚合成集， 就可以利用集来最大限度的发挥 LINGO 建模语言的优势。 现在我们将深入介绍如何创建集，并用数据初始化集的属性。学完本节后，你对基于建 模技术的集如何引入模型会有一个基本的理解。 2.1 为什么使用集 集是 LINGO 建模语言的基础，是程序设计最强有力的基本构件。借助于集，能够用一个
心科研中圆 国科学研沉信息们月 科研中国 SciEn. com收集整理版权归原作者 单一的、长的、简明的复合公式表示一系列相似的约束,从而可以快速方便地表达规模较大 的模型。 2.2什么是集 集是一群相联系的对象,这些对象也称为集的成员。一个集可能是一系列产品、卡车或 雇员。每个集成员可能有一个或多个与之有关联的特征,我们把这些特征称为属性。属性值 可以预先给定,也可以是未知的,有待于LING0求解。例如,产品集中的每个产品可以有 个价格属性;卡车集中的每辆卡车可以有一个牵引力属性;雇员集中的每位雇员可以有一个 薪水属性,也可以有一个生日属性等等。 LINGO有两种类型的集:原始集( primitive set)和派生集 (derived set)。 个原始集是由一些最基本的对象组成的。 个派生集是用一个或多个其它集来定义的,也就是说,它的成员来自于其它已存在的 2.3模型的集部分 集部分是 LINGO0模型的一个可选部分。在LIN0模型中使用集之前,必须在集部分事先 定义。集部分以关键字“sets:”开始,以“ endsets”结束。一个模型可以没有集部分,或 有一个简单的集部分,或有多个集部分。一个集部分可以放置于模型的任何地方,但是一个 集及其属性在模型约束中被引用之前必须定义了它们。 2.3.1定义原始集 为了定义一个原始集,必须详细声明 ·集的名字 可选,集的成员 可选,集成员的属性 定义一个原始集,用下面的语法 setname[/member list/[: attribute list 注意:用“”表示该部分内容可选。下同,不再赘述 Setname是你选择的来标记集的名字,最好具有较强的可读性。集名字必须严格符合标 准命名规则:以拉丁字母或下划线(_)为首字符,其后由拉丁字母(A-Z)、下划线、阿拉 伯数字(0,1,…,9)组成的总长度不超过32个字符的字符串,且不区分大小写 注意:该命名规则问同样适用于集成员名和属性名等的命名 Member list是集成员列表。如果集成员放在集定义中,那么对它们可采取显式罗列和 隐式罗列两种方式。如果集成员不放在集定义中,那么可以在随后的数据部分定义它们。 ①当显式罗列成员时,必须为每个成员输入一个不同的名字,中间用空格或逗号搁开 允许混合使用。 例2.1可以定义一个名为 students的原始集,它具有成员John、Ji1l、Rose和Mike 属性有sex和age: sets students/John Jill, Rose Mike/ sex, age, endsets ②当隐式罗列成员时,不必罗列出每个集成员。可采用如下语法: setname/member1. member/[: attribute list] 这里的 member1是集的第一个成员名, member是集的最末一个成员名。LIN0将自动产生 中间的所有成员名。 LINGO0也接受一些特定的首成员名和末成员名,用于创建一些特殊的集。 列表如下 隐式成员列表格式 示例 所产生集成员 1,2,3,4,5 String. String Car2. car14 Car2. Car 3, Car4.. Car14 ayM.. dayN Mon, fri Mon. Tue Wed. Thu. fri 共53页4
科研中国 SciEi.com 收集整理 版权归原作者 共 53 页 4 单一的、长的、简明的复合公式表示一系列相似的约束，从而可以快速方便地表达规模较大 的模型。 2.2 什么是集 集是一群相联系的对象，这些对象也称为集的成员。一个集可能是一系列产品、卡车或 雇员。每个集成员可能有一个或多个与之有关联的特征，我们把这些特征称为属性。属性值 可以预先给定，也可以是未知的，有待于 LINGO 求解。例如，产品集中的每个产品可以有一 个价格属性；卡车集中的每辆卡车可以有一个牵引力属性；雇员集中的每位雇员可以有一个 薪水属性，也可以有一个生日属性等等。 LINGO 有两种类型的集：原始集(primitive set)和派生集(derived set)。 一个原始集是由一些最基本的对象组成的。 一个派生集是用一个或多个其它集来定义的，也就是说，它的成员来自于其它已存在的 集。 2.3 模型的集部分 集部分是 LINGO 模型的一个可选部分。在 LINGO 模型中使用集之前，必须在集部分事先 定义。集部分以关键字“sets:”开始，以“endsets”结束。一个模型可以没有集部分，或 有一个简单的集部分，或有多个集部分。一个集部分可以放置于模型的任何地方，但是一个 集及其属性在模型约束中被引用之前必须定义了它们。 2.3.1 定义原始集 为了定义一个原始集，必须详细声明： ·集的名字 ·可选，集的成员 ·可选，集成员的属性 定义一个原始集，用下面的语法： setname[/member_list/][:attribute_list]; 注意：用“[]”表示该部分内容可选。下同，不再赘述。 Setname 是你选择的来标记集的名字，最好具有较强的可读性。集名字必须严格符合标 准命名规则：以拉丁字母或下划线（_）为首字符，其后由拉丁字母（A—Z）、下划线、阿拉 伯数字（0，1，…，9）组成的总长度不超过 32 个字符的字符串，且不区分大小写。 注意：该命名规则同样适用于集成员名和属性名等的命名。 Member_list 是集成员列表。如果集成员放在集定义中，那么对它们可采取显式罗列和 隐式罗列两种方式。如果集成员不放在集定义中，那么可以在随后的数据部分定义它们。 ① 当显式罗列成员时，必须为每个成员输入一个不同的名字，中间用空格或逗号搁开， 允许混合使用。 例 2.1 可以定义一个名为 students 的原始集，它具有成员 John、Jill、Rose 和 Mike， 属性有 sex 和 age： sets: students/John Jill, Rose Mike/: sex, age; endsets ② 当隐式罗列成员时，不必罗列出每个集成员。可采用如下语法： setname/member1..memberN/[: attribute_list]; 这里的 member1 是集的第一个成员名，memberN 是集的最末一个成员名。LINGO 将自动产生 中间的所有成员名。LINGO 也接受一些特定的首成员名和末成员名，用于创建一些特殊的集。 列表如下： 隐式成员列表格式 示例 所产生集成员 1..n 1..5 1,2,3,4,5 StringM..StringN Car2..car14 Car2,Car3,Car4,…,Car14 DayM..DayN Mon..Fri Mon,Tue,Wed,Thu,Fri
心科研中圆 国科学研沉信息们月 科研中国 SciEn. com收集整理版权归原作者 Month. month Oct. Jan Oct, Nov, Dec, Jan MonthYearM. MonthYearN 0ct2001. Jan2002 0ct2001,Nov2001,Dec2001,Jan2002 ③集成员不放在集定义中,而在随后的数据部分来定义。 例2.2 !集部分 sets 数据部分 ata students, sex, age= John 1 16 Jill 0 14 Rose o 17 Mike 1 13 enddata 注意:开头用感叹号(!,末尾用分号(;)表示注释,可跨多行 在集部分只定义了一个集 students,并未指定成员。在数据部分罗列了集成员John、 Ji11、Rose和Mike,并对属性sex和age分别给出了值。 集成员无论用何种字符标记,它的索引都是从1开始连续计数。在 attribute list可 以指定一个或多个集成员的属性,属性之间必须用逗号隔开 可以把集、集成员和集属性同C语言中的结构体作个类比。如下图: 结构体 集成员 结构体的域 集属性 结构体实例 LINGO内置的建模语言是一种描述性语言,用它可以描述现实世界中的一些问题,然后 再借助于LING0求解器求解。因此,集属性的值一旦在模型中被确定,就不可能再更改。在 LINGO中,只有在初始部分中给出的集属性值在以后的求解中可更改。这与前面并不矛盾 初始部分是LING0求解器的需要,并不是描述问题所必须的 23.2定义派生集 为了定义一个派生集,必须详细声明 集的名字 父集的名字 可选,集成员 可选,集成员的属性 可用下面的语法定义一个派生集 setname(parent set list)[/member list/[: attribute list setname是集的名字。 parent set_list是已定义的集的列表,多个时必须用逗号隔开 如果没有指定成员列表,那么 LINGO会自动创建父集成员的所有组合作为派生集的成员。派 生集的父集既可以是原始集,也可以是其它的派生集。 例23 sets product/A B/ machine/M N/ wee k/1..2/; llowed (product, machine, week):x LING0生成了三个父集的所有组合共八组作为 allowed集的成员。列表如下: 编号 成员 共53页5
科研中国 SciEi.com 收集整理 版权归原作者 共 53 页 5 MonthM..MonthN Oct..Jan Oct,Nov,Dec,Jan MonthYearM..MonthYearN Oct2001..Jan2002 Oct2001,Nov2001,Dec2001,Jan2002 ③ 集成员不放在集定义中，而在随后的数据部分来定义。 例 2.2 !集部分; sets: students:sex,age; endsets !数据部分; data: students,sex,age= John 1 16 Jill 0 14 Rose 0 17 Mike 1 13; enddata 注意：开头用感叹号（!），末尾用分号（;）表示注释，可跨多行。 在集部分只定义了一个集 students，并未指定成员。在数据部分罗列了集成员 John、 Jill、Rose 和 Mike，并对属性 sex 和 age 分别给出了值。 集成员无论用何种字符标记,它的索引都是从 1 开始连续计数。在 attribute_ list 可 以指定一个或多个集成员的属性，属性之间必须用逗号隔开。 可以把集、集成员和集属性同 C 语言中的结构体作个类比。如下图： 集 ←→ 结构体 集成员 ←→ 结构体的域 集属性 ←→ 结构体实例 LINGO 内置的建模语言是一种描述性语言，用它可以描述现实世界中的一些问题，然后 再借助于 LINGO 求解器求解。因此，集属性的值一旦在模型中被确定，就不可能再更改。在 LINGO 中，只有在初始部分中给出的集属性值在以后的求解中可更改。这与前面并不矛盾， 初始部分是 LINGO 求解器的需要，并不是描述问题所必须的。 2.3.2 定义派生集 为了定义一个派生集，必须详细声明： ·集的名字 ·父集的名字 ·可选，集成员 ·可选，集成员的属性 可用下面的语法定义一个派生集： setname(parent_set_list)[/member_list/][:attribute_list]; setname 是集的名字。parent_set_list 是已定义的集的列表，多个时必须用逗号隔开。 如果没有指定成员列表，那么 LINGO 会自动创建父集成员的所有组合作为派生集的成员。派 生集的父集既可以是原始集，也可以是其它的派生集。 例 2.3 sets: product/A B/; machine/M N/; week/1..2/; allowed(product,machine,week):x; endsets LINGO 生成了三个父集的所有组合共八组作为 allowed 集的成员。列表如下： 编号 成员 1 (A,M,1)