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内容简介
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作者贡献表
序
前言
第Ⅰ部分 基本理论和建模方法
第1章 几种重要的数学规划模型
1.1 数学规划模型的分类
1.2 几种数学规划模型的一般形式及简单案例
1.2.1 线性规划
1.2.2 混合整数规划
1.2.3 二次规划
1.2.4 二次约束规划
1.2.5 二次约束二次规划
1.2.6 二阶锥规划
1.2.7 半定规划
1.3 数学规划求解器
第2章 逻辑约束和大M建模
2.1 命题和逻辑连接词
2.2 逻辑运算与建模
2.2.1 逻辑非
2.2.2 逻辑与
2.2.3 逻辑或
2.2.4 逻辑异或
2.3 逻辑约束与大M建模方法
2.3.1 常见逻辑条件建模
2.3.2 大M建模方法
2.3.3 If-then约束
2.4 其他逻辑约束建模案例
2.4.1 至少有m个不等式约束成立
2.4.2 至少有m个等式约束成立
2.4.3 计数问题
2.4.4 设施选址问题
第3章 线性化方法
3.1 乘积式
3.1.1 两个或多个0-1变量相乘
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3.1.2 0-1变量乘以连续变量:情形1
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3.1.3 0-1变量乘以连续变量:情形2
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3.1.4 两个连续变量相乘的凸松弛方法:McCormick包络
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3.1.5 调用求解器验证乘积式线性化方法
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3.2 取整
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3.3 绝对值
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3.4 min/max函数
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3.4.1 max{x1,x2}
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3.4.2 min{x1,x2}
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3.5 分式函数
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3.6 分段线性函数
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3.7 特殊有序集约束及其在线性化中的应用
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3.7.1 特殊有序集约束
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3.7.2 应用案例1:绝对值表达式的线性化
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3.7.3 应用案例2:分段线性函数的线性化
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3.7.4 应用案例3:平方根表达式的近似线性化
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3.8 学术论文中线性化方法的应用案例
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第4章 计算复杂性理论简介
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4.1 引言
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4.2 时间复杂度
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4.2.1 什么是时间复杂度
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4.2.2 时间复杂度的分析方法与案例
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4.3 P、NP、NPC和NP-hard
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4.3.1 P和NP
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4.3.2 判定问题和优化问题
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4.3.3 约化
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4.3.4 NPC和NP-hard
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4.4 常见的NPC问题和NP-hard问题
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4.5 小结
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第Ⅱ部分 建模案例详解
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第5章 生产计划优化问题
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5.1 问题介绍
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5.2 问题建模
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5.3 完整数学模型
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5.4 编程实战
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5.4.1 算例准备
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5.4.2 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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5.4.3 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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5.5 拓展
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第6章 数论方程的数学规划模型
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6.1 问题简介
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6.2 方法1:引入辅助变量进行转换
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6.3 方法2:消去除法运算
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6.4 拓展
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6.5 总结
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第7章 机组排班优化问题
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7.1 问题描述
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7.2 问题分析
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7.3 问题建模
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7.3.1 模型假设
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7.3.2 符号说明
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7.3.3 数学模型
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7.4 航班邻接网络的相关问题
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7.5 编程实战:Python调用COPT实现
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7.6 编程实战:Python调用Gurobi实现
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7.7 算例参数设计与求解结果展示
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7.8 总结
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第8章 配送网络规划问题
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8.1 问题描述
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8.2 问题建模
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8.3 完整数学模型
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8.4 编程实战
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8.4.1 算例数据准备
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8.4.2 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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8.4.3 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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8.4.4 求解结果
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8.5 拓展
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第9章 数字华容道问题
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9.1 数字华容道问题简介
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9.2 建模思路详解
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9.3 完整数学模型
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9.4 编程实战
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9.4.1 参数准备
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9.4.2 测试算例及其相关参数初始化
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9.4.3 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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9.4.4 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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9.4.5 数值实验结果及分析
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9.5 拓展
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9.5.1 允许区块移动
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9.5.2 模型的收紧
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第10章 密集存储仓库取货路径优化问题
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10.1 密集存储仓库简介
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10.2 建模思路详解
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10.2.1 建模方法1:基于物品编号的模型
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10.2.2 建模方法2:不考虑非目标货物编号的模型
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10.2.3 完整数学模型:以建模方法2为例
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10.3 编程实战
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10.3.1 参数准备
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10.3.2 建立NIPA模型并求解:Python调用COPT实现
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10.3.3 建立NIPA模型并求解:Python调用Gurobi实现
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10.3.4 建立NIPF模型并求解:Python调用COPT实现
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10.3.5 建立NIPF模型并求解:Python调用Gurobi实现
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10.4 数值实验结果展示及分析
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10.5 拓展
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10.5.1 NIPF模型的约束分析
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10.5.2 允许同时移动
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第11章 机器人组装生产计划优化问题
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11.1 问题介绍与分析
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11.2 问题一的建模和求解
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11.2.1 问题分析
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11.2.2 模型参数
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11.2.3 决策变量
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11.2.4 目标函数
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11.2.5 构建约束
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11.2.6 完整数学模型
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11.2.7 编程实战:Python调用COPT实现
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11.2.8 编程实战:Python调用Gurobi实现
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11.2.9 求解结果
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11.3 问题二的建模和求解
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11.3.1 发生变化的约束
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11.3.2 完整数学模型
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11.3.3 编程实战:Python调用COPT实现
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11.3.4 编程实战:Python调用Gurobi实现
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11.3.5 求解结果
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11.4 总结与拓展
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第12章 车辆路径规划问题及其若干变体
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12.1 车辆路径规划问题简介
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12.2 带容量约束的车辆路径规划问题的建模
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12.2.1 基于弧的建模方法
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12.2.2 基于路径的建模方法
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12.3 多车场车辆路径规划问题
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12.3.1 问题介绍
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12.3.2 MDVRP1:允许返回不同车场
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12.3.3 MDVRP2:必须返回原车场
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12.3.4 小结
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12.4 带时间窗的车辆路径规划问题
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12.4.1 问题介绍
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12.4.2 带硬时间窗的车辆路径规划问题
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12.4.3 带软时间窗的车辆路径规划问题
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12.4.4 小结
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12.5 带时间窗的多行程车辆路径规划问题
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12.5.1 问题介绍
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12.5.2 第一种建模方法
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12.5.3 第二种建模方法
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12.5.4 小结
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12.6 带时间窗的电动车辆路径规划问题
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12.6.1 背景简介
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12.6.2 问题描述
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12.6.3 问题建模
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12.6.4 小结
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12.7 编程实战
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12.7.1 算例数据读取
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12.7.2 Python调用COPT实现
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12.7.3 Python调用Gurobi实现
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12.8 数值实验和结果分析
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12.8.1 CVRP
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12.8.2 MDVRP
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12.8.3 VRPTW
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12.8.4 MTVRPTW
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12.8.5 EVRPTW
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12.9 总结
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第13章 取送货问题
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13.1 问题描述
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13.2 问题建模
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13.2.1 一对一的场景
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13.2.2 多对多的场景
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13.2.3 一对多对一的场景
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13.3 一对一场景的编程实战及结果展示
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13.3.1 算例的生成和读取
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13.3.2 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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13.3.3 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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13.3.4 算例参数设计与结果展示
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13.4 多对多场景的编程实战及结果展示
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13.4.1 算例的生成和读取
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13.4.2 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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13.4.3 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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13.4.4 算例参数设计与结果展示
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13.5 一对多对一场景的编程实战及结果展示
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13.5.1 算例的生成和读取
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13.5.2 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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13.5.3 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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13.5.4 算例参数设计与结果展示
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13.6 总结
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第14章 无人机与卡车联合配送问题
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14.1 问题背景
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14.2 两种联合配送模式
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14.2.1 联合但无交互模式
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14.2.2 联合有交互模式
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14.3 建模过程详解
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14.4 完整数学模型
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14.5 编程实战
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14.5.1 算例设计
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14.5.2 算例读取
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14.5.3 建立模型并求解:Python调用COPT实现
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14.5.4 建立模型并求解:Python调用Gurobi实现
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14.5.5 解的提取和可视化
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14.6 数值实验及结果展示
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14.7 拓展
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第Ⅲ部分 编程实战:COPT
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第15章 基本建模求解方法
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15.1 杉数求解器COPT基本介绍
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15.2 COPT建模求解的准备工作和基本步骤
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15.2.1 准备工作
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15.2.2 基本步骤
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15.3 COPT建模求解入门:食谱搭配问题
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15.4 获取模型的属性和结果信息
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第16章 建模求解方法进阶
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16.1 建模技巧和辅助工具函数的使用
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16.1.1 构建表达式的技巧
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16.1.2 批量添加决策变量/约束
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16.2 COPT的重要求解参数
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16.3 COPT建模求解进阶:下料问题
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第17章 非线性优化问题建模与求解
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17.1 半定规划(SDP)
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17.2 二阶锥规划(SOCP)
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17.3 凸二次规划和凸二次约束规划(Convex QP/Convex QCP)
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第18章 不可行问题的处理
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18.1 计算IIS
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18.1.1 实例演示
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18.1.2 获取IIS计算结果
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18.2 可行化松弛
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18.2.1 计算可行化松弛
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18.2.2 可行化松弛结果解读与模型改进
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第19章 参数调优工具
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19.1 引言
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19.2 参数调优工具的重要功能及参数
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19.3 代码示例
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第20章 初始解和解池
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20.1 初始解和解池简介
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20.2 初始解重要参数介绍
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20.3 代码示例:木材切割问题的初始解
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20.4 初始解日志解读
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第21章 回调函数的使用
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21.1 引言
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21.2 使用步骤
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21.3 详细案例
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第Ⅳ部分 编程实战:Gurobi
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第22章 基本建模方法
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22.1 Gurobi中的建模方法
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22.1.1 建模流程
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22.1.2 按行建模和按非零系数建模
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22.1.3 按列建模
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22.1.4 按矩阵建模
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22.1.5 Gurobi中的模型属性与求解参数
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22.2 Gurobi中的各类文件格式与相关操作
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22.2.1 一个简单的例子
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22.2.2 各种类型的文件格式
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22.2.3 模型导入与导出的方法
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22.3 模型拷贝与模型松弛
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22.3.1 模型浅拷贝与深拷贝
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22.3.2 模型松弛
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第23章 高级建模方法
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23.1 多目标优化模型的相关操作
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23.1.1 Gurobi多目标函数详解
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23.1.2 多目标优化模型的建模方法
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23.1.3 一些注意事项
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23.2 惰性约束的使用技巧
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23.2.1 Gurobi中的惰性更新机制
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23.2.2 Gurobi中的回调函数
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23.2.3 惰性约束
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23.2.4 惰性约束与割平面的区别
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23.3 特殊约束的表达方式及建模方法
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23.3.1 一般约束
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23.3.2 广义约束
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23.3.3 其他类型的约束
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第24章 基本求解进程控制方法
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24.1 设置求解终止条件
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24.1.1 设置TimeLimit
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24.1.2 设置MIPGap
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24.1.3 其他常见的终止条件参数
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24.2 设置预处理算法
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24.3 设置割平面算法
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24.4 设置启发式算法
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24.4.1 Gurobi中的启发式算法
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24.4.2 Gurobi启发式算法的参数设置
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24.5 设置优化求解策略
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24.5.1 全局优化策略
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24.5.2 提升可行解质量
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24.5.3 加速根节点松弛求解
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24.5.4 变量分支选择
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第25章 高级求解进程控制方法
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25.1 解池管理
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25.1.1 解池的参数与属性
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25.1.2 解池功能详解
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25.1.3 案例演示
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25.1.4 一些注意事项
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25.2 给MIP模型赋初始解的方法
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25.2.1 相关属性与参数汇总
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25.2.2 为MIP模型赋一个初始解
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25.2.3 为MIP模型赋多个初始解
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25.2.4 案例演示
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25.2.5 其他相关操作
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第26章 各种信息的解读与获取方法
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26.1 求解日志信息
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26.1.1 Gurobi中的日志类型
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26.1.2 头部信息
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26.1.3 MIP日志
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26.1.4 单纯形法日志
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26.1.5 解池与多场景日志
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26.1.6 多目标日志
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26.1.7 分布式MIP日志
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26.1.8 IIS日志
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26.1.9 日志的相关操作
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26.2 解的状态信息
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26.3 对偶信息获取
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26.3.1 通过文件操作直接获取对偶模型
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26.3.2 当模型可行时,获取对偶变量Pi
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26.3.3 当模型无界时,获取极射线UnbdRay
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26.3.4 当模型不可行时,获取FarkasDual与FarkasProof
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26.3.5 对偶信息的应用
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第27章 求解参数调优与模型报错调试
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27.1 参数调优
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27.1.1 主要功能及相关参数
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27.1.2 案例演示
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27.2 模型的错误诊断
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27.2.1 使用IIS
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27.2.2 对模型进行逐步诊断
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参考文献
更新时间:2024-11-22 15:43:16