GAMS 软件介绍
gams简介
The General Algebraic Modeling System (GAMS)是一款数学规划和优化的高级建模系统。
GAMS是最佳化的计算机数值分析商业软件相当普遍,如 LINDO、DOT 等,以矩阵运算见长的 MATLAB 计算机软件亦有发展"optimization tool box",可以解各种非线性最佳化问题的数值解。
这里要介绍的最佳化的计算机数值分析商业软件 GAMS,则是以简单清楚的使用者接口和强健稳定的数值分析能力见长。
通用代数建模系统(GAMS)是特别为建模线性,非线性和混合整数最优化问题而设计的.本系统对于大型的,复杂的问题特别有帮助.GAMS可以运行在个人计算机、工作站、大型机和超级计算机上.GAMS允许使用者通过制定简单的设置来把精力放在建模问题上.至于特定机器和系统软件执行的费时的细节将由GAMS系统来处理.GAMS对于处理大型的,复杂的,需要多次修订才能最终确定精确模型的独一无二的问题特别有帮助.系统以高度简洁和自然的方式来建模问题.使用者能够快速和方便的更改公式,能从一个求解器转到另一个,甚至稍加费心就能从线性转换到非线性.GAMS让使用者把精力集中到建模上.通过排除考虑纯技术上的机器特定的问题的需要,比如地址计算,存储分配,子程序链接,和输入输出和流程控制,GAMS增加了用于概念化和运行模型,和分析结果的时间.GAMS本身构建了良好的建模习惯,通过请求简明而精确的实体和关系的规范.GAMS语言形式上和通常使用的编程语言相似.因此对于那些有编程检验的使用者将非常熟悉.使用GAMS,数据仅仅需要一次就能在熟悉的列表和表格形式中输入.模型以简练的代数声明来描述,对于人和机器都很容易读懂.非常相关的约束的整个集合都被输入到一个声明中.GAMS自动生成每个约束等式,并让使用者处理例外情况,假使那里一般来说是不需要的.在模型中的声明能够被重用,而不需要更改代数式,当其它的实例是相同的或出现了相关问题.错误的位置和类型会在尝试解决方案前被查明.GAMS处理动态模型,包括时间序列,滞后,及暂时终点的提示和处理.GAMS是灵活而强大的.模型可以非常方便的从一个计算机平台移到另外一个,只要GAMS已经在每个平台被安装好.GAMS很容易进行敏感度分析.使用者能够方便的规划模型来求解一个成分的不同值,然后生成一个输出报告,列出了每种情况的解决方案特征.模型能够同时被开发和文档化,因为GAMS允许使用者包含解释性的文本来作为任意符号和等式的定义和解释.GAMS不断的在被增强和扩展.2.25版本包含了多个语言扩展,例如在一个循环中的SOLVE声明,INCLUDE声明,IF-ELSE声明,和使用PUT声明进行报告编写的功能.其它的加强包括增加的系统集成特征,性能改善,新的子系统,和另外的计算机平台支持.当前版本2.50包括一个基于Intel Windows平台(95/98/ME和NT/2K/XP)的集成开发环境(IDE).GAMS 2.50的新的分发包含新的语言特征和新发表的全新/更新的求解器,一年至少4次.请检查版本声明.示例:从著名的1963书(由George Dantzig编写)中提取的一个运输问题,用来描述GAMS的有效性.这个模型只是模型库中的部分,模型库中还包含了大量的完整GAMS模型.支持模型的类型:GAMS模型类型包括LP,MIP和NLPs的不同形式.这里列出了GAMS支持的所有的模型类型.GAMS 的发展背景GAMS 是"General Algebraic Modeling System"(一般性代数仿真系统)的缩写,最早是由美国的世界银行(World Bank)的 Meeraus 和 Brooke [Brooke, Kendrickm and Meeraus, 1992]所发展。
gams使用心得 中文
0 d* Z, U9 c' v3 8 F$ U D* R0 `/ N) F8 S0 G 第一章,基本概况
GAMS 是一种非常简单易学的运筹学建模语言 (),是由 WORLD BANK 开发的。由于近几十年计算机软硬件的的高速发展,世界银行决定投资开发 GAMS, 来提供:, c, d" w% H7 T B 1. 建立复杂模型的高级语言- h( {. y+ X, e$ z2 D 2. 简单易学 6 u# P% T: X* U2 J% z 3. 强大பைடு நூலகம்描述代数及逻辑关系/ X# @' K9 [3 [# z! z. w7 {$ n 4. 模型可以独立于算法系统 9 T! t6 z A) V! { GAMS 可以让使用者专心致力于模型的建立而省略了解法方面的考虑因为 GAMS 包含了解决通用的 LP,NLP,MILP,MINLP 等各类模型所需要的 solver. 另外, GAMS 提供了和外界进行交互的输入输出借口。使得用户很方便的导入导出 data。 % ^$ X% j% E1 Z( a+ J 下面当然是 tutorial 了,就想学习任何一种编程语言一样,最开始都要学习输 出 hello world. 我们这里当然要复杂一点了,举一个最简单的例子,运输问题.
gams软件在电力系统调度程序应用例子
GAMS 软件在电力系统中的应用本文由侯文庭撰写,中国科学软件网发布GAMS 集众多性能优越的求解器于一体,可求解LP 、NLP 、QCP 、MIQCP 、MIP 、MINLP 等各种类型的优化问题,具有语法简洁、建模精确、求解便利等优点,是一款十分强大的数学规划和优化软件。
GAMS 广泛地应用于各种领域的各类优化问题,其同样适用于电力系统最优运行与规划领域。
在电力系统中,每天都需要根据次日的负荷预测结果提前做出发电计划,即日前发电计划。
制定日前发电计划,就不可避免地要对各类机组的运行状态和出力加以确定,也即机组组合问题。
机组组合(Unit Commitment ,UC )问题是一个高维、离散、非凸的大规模混合整数非线性规划问题(MINLP ),难以直接求解。
近年来大多通过建立UC 的MIP 模型来求解,MIP 模型极大地降低了计算复杂度,表现十分出色。
以下通过UC 的MIP 模型的建立和求解来介绍GAMS 在电力系统优化领域中的应用,以供读者参考。
1 UC 线性模型的建立1.1 UC 的MIP 模型目标函数:11min[()]T Nt t i i Ui t i f P C ==+∑∑ 其中: 2,,1()(())iM ttti iii i i i i i m i m m f p d a b p c p f p ==+++∑,,,,,()t t t Ui on i hot i cold i cold i hot i C d C d C C =+-约束条件:1) 功率平衡约束10Nt t i D i P P =-=∑2) 旋转备用约束1Nt t t i i D R i d P P S =≥+∑ 3) 机组出力约束t t t i i i i i d P P d P ≤≤4) 爬坡约束1,,t t down i i i up i P P P P --≤-≤5) 最小启停时间约束,,max(1,1),[1,24]on i tt t on i i i k t T d d t G =-+≤∈+∑,,max(1,1)1,[1,24]off i tt t off i i i k t T d d t L =-+≤-∈+∑ 00,,max{0,min{,()}}on i i i on i G T d T T =- 00,,max{0,min{,(1)()}}off i i i off i L T d T T =--6) 启停逻辑约束1,,t t t t i i on i off i d d d d --=-1(1)0iG t i t d =-=∑10iL t i t d ==∑7) 冷启动约束,,t t cold i on i d d ≤,,,1,,,,1[2,24]off i off i cold i t T t t off i cold ion icold i k t T T ddt T T --=---≥-∈++∑,1,,,,1,[1,1]off i t T t t off i cold ion icold i k ddd t T T --=≥-∈++∑,,1,10,off i cold i it i t T T T u else⎧≤++-⎪=⎨⎪⎩ 8) 功率的分段线性化,,1iM t t t iii i m i m m p d p f p ==+∑,,,10t i m i m i m p p p -≤≤- ,()/i m i i i p P P P m M =+-,,,1()i m i i m i m i f c p p b -=-+其中:()t i i f p 、t Ui C 分别表示机组的发电成本和启动成本;ti d 是一个0-1变量,“1”表示开机,“0”表示停机; i a 、i b 、i c 分别表示发电成本参数;,i m f 、,ti m p 分别为线性分段斜率和功率tiP的分段变量;,hot i C 、,cold i C 分别为热启动费用和冷启动费用;,t on i d 、,t off i d 、,tcold i d 分别为启动控制0-1变量、停机控制0-1变量和冷启动控制0-1变量;D tp 表示负荷;tR S 为旋转备用,取为负荷的10%;i P 、i P 分别表示发电机功率的上下限;,up i p 、,down i p 分别表示爬坡和滑坡速率;t 表示时段,T 表示时段总数,N 为机组总数;,on i T 、,off i T 、,cold i T 分别为最小开机时间、最小停机时间和冷启动时间;0,on i T 、0,off i T 分别为初始启停时间,0i d 为初始机组状态,0i T 为机组初始启停状态0,,i on i off i T T or T =;,i m p 为分段点,m 表示第m 分段,M 为总分段数。
GAMS软件各模块介绍
GAM软件各模块详细介绍中国科学软件网提供通用代数建模系统(GAMS是特别为建模线性、非线性和混合整数最优化问题而设计的。
GAM尤其对于大型的、复杂的、需要多次修订才能最终确定的精确模型的复杂问题有帮助。
GAM舸以运行在个人计算机、工作站、大型机和超级计算机上。
您可以快速、方便地更改公式,从一个求解器转到另一个,甚至很简单地就能从线性转换到非线性。
使用GAMS您只需一次就能在熟悉的列表和表格形式中输入您想要的数据。
模型以简洁的代数形式表示,简单明了,容易理解。
相关的约束数的整个集合都将被输入到一个代数形式中。
GAMS自动生成每个约束等式,您可以处理特殊情况,以防通用性的模型不适用。
当其他相似的或相关的问题出现时,您不需要更改代数式,再次使用模型中的表述即可,错误的位置和形式会在给出解决方案前被查明。
GAM处理的动态模型,包括时间序列、滞后、超前及时间终点的处理。
GAM炭活性强且功能强大。
只要 GAMS已经安装在每个平台,您就可以非常方便地把GAM模型从一个计算机平台移到另外一个平台。
GAMS很容易进行敏感度分析,您能够方便地编程模型去求解一个成分的不同值,然后生成一个报告,列出每种情况的解决方案。
GAMS勺模型能够同时被开发和文档化,因为GAMSt许用户包含解释性的文本来作为任意符号和等式的定义和解释。
GAMSfe持的模型类型GAMS能够以多种不同的问题来分类类型并公式化模型这意味着从一个模型类型跳转到另一个将毫不费力 . 您甚至能够同时在不同的模型类型中使用相同的数据、变量和方程式 .GAMSt持下列基本的模型类型:LP 线性规划MIP 混合整数规划NLP 非线性规划MCP混合互补问题MPEC带方程式约束的数学规划CNS 受约束的非线性系统DNLP带非连续导数的非线性规划MINLP 混合整数非线性规划QCP二次约束规划MIQCP混合整数二次约束规划GAM断有的模型介绍:GAMS基础模型包括GAMS^言编辑器和一系列系统:执行系统、 GAMSIDE (Win dows、系统文档化、模型库、转换工具、 UNIX和GDX功能、COIN-OR MILES、NLPEC以及在其他一些低版本中所有模块。
GAMS语言简介摘要
定义模型所需的数据,如数组、列表和参数等。
求解器调用
使用GAMS提供的求解器进行模型求解。
输出处理
对求解结果进行处理和输出。
03
CATALOGUE
GAMS语言特点
高级编程语言特性
结构化编程
GAMS采用结构化编程语言特性,支持模块化程序设计,方便代 码的组织和管理。
面向对象编程
GAMS支持面向对象编程,允许定义类和对象,支持继承和封装等 面向对象特性。
持续优化语法和功能
随着工业和科研领域的需求变化,GAMS语言将不断完善 语法规则和功能模块,提高编程效率和模型表达能力。
集成更多数学优化算法
GAMS语言将集成更多先进的数学优化算法,包括混合整 数规划、非线性规划等,以满足复杂问题的求解需求。
支持多平台运行
为了扩大应用范围,GAMS语言将实现跨平台运行,支持 Windows、Linux和Mac OS等多种操作系统。
线性规划问题
subject to {i in i: x(i) + 2*y( j) <= b(i)};
```
非线性规划问题
非线性规划问题是指目标函数或约束 条件中包含非线性表达式的优化问题 。在GAMS中,可以使用专门的非线 性规划求解器来求解这类问题。
例如,考虑以下非线性规划问题:最 小化目标函数 f(x,y) = (x-3)^2 + (y4)^2,约束条件为 x^2 + y^2 <= 10。在GAMS中,可以使用以下代码 表示
03
f(i,j) / 3*i + 4*j /;
线性规划问题
01 02 03
c(i) / 1*i /; b(i) / 10 /; VARIABLES
第2章通用数学建模系统(GAMS)基本知识
第2章通用数学建模系统(GAMS)基本知识经过多年来的改进和完善,GAMS为用户表达、计算和求解大型和复杂模型提供了高水平的编程语言。
其突出特点是:允许模型的描述独立于求解算法,允许在规范化的标准模型中、在保证安全的条件下作少许变化,要求变量之间的代数关系表述明确。
本章用一个简单实例来说明GAMS系统在建立和求解优化模型中的用法,要熟练掌握GAMS的应用需要大量的建模实践,详细的GAMS语句说明请参考相关的用户说明书。
2.1 GAMS系统简介GAMS的设计融入了数学方程的设计思想和关系数据库理论,目的是满足战略建模者的需求。
数学方程设计提供了描述问题和多种求解问题的方法,而关系数据库理论为数据组织及其应对变化提供了一个框架结构。
因此具有数学模型基础和计算机程序设计基础将有利于对GAMS应用的理解。
2.1.1 GAMS基本特性GAMS模型的表达式人和计算机都能读懂,这说明GAMS程序本身就是模型的文件。
而且,GAMS的设计融入了以下的特性来满足用户的需要。
(1) GAMS的表达式充分利用了数学表达式的优点。
GAMS将算法与语言结合,因此所有现成的计算方法不用改变用户的模型表达形式就可以直接引入GAMS程序,引用新方法或者已有方法的新应用可以不改变现有的模型。
线性、非线性、整形、混合整形非线性的优化问题都包括在内。
(2)由于GAMS使用了关系数据库模型,因此计算过程中所需要的计算机的资源被自动地分配,这就意味着GAMS能够构造大型和复杂的模型,而用户不用考虑计算机的资源限制、利用和分配等细节问题。
所有数据以它们最基本的形式输入,数据的转换在构造模型的过程中进行。
(3)由于GAMS中优化问题的表达可以独立于使用的数据,这种逻辑和数据的分离允许用户在不增加表达形式复杂性的情况下改变模型的规模。
(4)变量的解释文本是符号定义中的一部分,而且无论何时,相关的变量和数值出现时解释文本都会再现。
(5)模型具有可移植性。
GAMS软件应用教程动态CGE模型
GAMS软件应用教程动态CGE模型GAMS(General Algebraic Modeling System)是一种用于建模和求解复杂优化问题的程序语言和环境。
它可以用于开发和求解各种数学规划模型,包括线性规划、整数规划、非线性规划等。
动态计算一般均衡(CGE)模型是一种宏观经济模型,用于分析经济体系中的产出、消费和价格等变量之间的相互关系。
它基于一组经济方程和市场均衡条件,考虑多个产业、多个部门和多个经济代理人之间的相互作用。
在GAMS中使用动态CGE模型,首先需要定义模型的变量、参数、约束和目标函数等。
变量可以包括产业产出、消费、价格等,参数可以包括技术系数、需求弹性等。
约束可以包括市场均衡条件、资源约束等。
目标函数可以是最大化总产出、最小化总成本等。
以下是使用GAMS建立和求解动态CGE模型的一般步骤:1. 定义变量:首先需要定义模型中的变量。
例如,可以定义不同产业的产出变量、投入变量、价格变量等。
可以使用GAMS中的变量类型(如positive、negative、free等)来定义变量。
2. 定义参数:接下来需要定义各种参数,如技术系数、需求弹性等。
这些参数可以通过实证研究或根据经济理论来确定。
可以使用GAMS中的parameter类型来定义参数。
3. 定义约束:模型中的约束可以包括市场均衡条件、资源约束等。
可以使用GAMS中的equation类型来定义约束。
可以通过将变量和参数组合,使用等式或不等式来定义约束条件。
4. 定义目标函数:目标函数可以是最大化总产出、最小化总成本等。
可以使用GAMS中的具体模型类型(如linear、nonlinear等)来定义目标函数。
5.求解模型:完成模型的定义后,可以使用GAMS中的求解命令来求解模型。
GAMS提供了多种求解器,如CPLEX、GUROBI等,可以根据具体问题选择合适的求解器。
6. 分析结果:求解模型后,可以通过分析模型的结果来获得关于产出、消费、价格等变量的信息。
GAMS软件应用教程动态CGE模型
GAMS软件应用教程动态CGE模型1.安装和配置GAMS软件2.创建GAMS模型文件3.定义模型参数和变量在GAMS模型文件中,首先需要定义模型的参数和变量。
模型参数是模型中的常量,如价格、需求量等。
模型变量是模型中的可变量,如产量、价格调整等。
4.定义模型的约束条件在GAMS模型文件中,需要定义模型的约束条件。
约束条件限制了模型变量的取值范围,如供需平衡、资源限制等。
约束条件可以包括线性和非线性的等式和不等式。
5.定义目标函数在GAMS模型文件中,需要定义模型的目标函数。
目标函数是需要优化的模型变量,如社会福利、经济增长等。
目标函数可以是线性的也可以是非线性的。
6.运行模型在GAMS模型文件中,可以使用GAMS语言编写模型的求解算法。
GAMS提供了一些内置的求解器,可以选择适合当前模型问题的求解算法。
在运行模型之前,需要使用GAMS命令进行语法检查,确保模型的正确性。
7.分析和解释模型结果运行模型后,GAMS会生成模型的结果报告。
可以使用GAMS提供的工具进行模型结果的分析和解释。
通过分析结果,可以了解模型变量的取值、变化趋势等,从而得出对经济系统的决策和政策的影响。
8.优化模型在实际应用中,可能需要对模型进行优化调整。
可以通过修改模型的参数、变量、约束条件和目标函数,来优化模型的性能和准确性。
GAMS提供了丰富的工具和函数,用于优化模型的设计和求解。
使用GAMS软件应用动态CGE模型需要一定的经济学和数学建模的知识。
掌握GAMS软件的使用方法和技巧,可以使得经济模型的构建和求解更加高效和准确。
通过对动态CGE模型的应用,可以对经济系统的发展和政策变化进行深入的研究和分析,从而为决策者提供科学的决策依据。
GAMS软件应用教程 动态CGE模型
碳税征收对我国宏观经济及碳减排影响的模拟研究:基于动态CGE模型(GAMS软件)本文由娄峰老师撰写,中国科学软件网发布一、引言随着自然资源的急剧消耗、污染物的大量排放和生态环境的日益恶化,频频发生的严重雾霾天气使我们深刻体会和认识到发展低碳经济的迫切性和必然性。
自 2007 年以来,我国 CO2排放总量首超美国,居世界第一;2009年我国政府第一次以约束性指标的方式宣布,到2020年,中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%。
然而,我国“富煤、少气、缺油”的能源现状,以及伴随工业化、城镇化、现代化建设的巨量能源需求,使得我国未来碳排放形势日益严峻。
随着国际气候谈判的进展和国内减排形势压力的加大,征收碳税已经迫在眉睫,但由于种种原因,我国迟迟没有实施碳税。
从技术层面上讲,碳税如何征收?征收多少?征收碳税会对我国社会福利、宏观经济及相关行业生产什么影响?碳税的“双重红利”效应是否存在?这都是亟待解决和明确的问题。
由于碳税征收的影响度和波及面较广,涉及行业、居民、政府等整个经济系统,因此,从国际文献上看,大多部分学者均采用了具有严密理论体系、能够模拟分析经济系统内相互作用机理的可计算一般均衡(CGE)模型进行模拟分析,其中代表性文献主要有:Whalley 和Wigle(1990),Burniaux和Nicoletti (1992),Floros和Vlachou(2005),Galinato and Yoder(2009),Allan G. et al.(2014),总体说来,国外关于应用CGE模型进行碳税研究相对比较成熟。
近年来,国内关于碳税的研究也不断增加。
贺菊煌、沈可挺等(2002)建立了一个静态CGE模型分析了征收碳税对国民经济各部门的影响;朱永彬等(2010)基于一个静态CGE模型,通过引入碳税,假设六种情景对碳税政策的减排效果及其对宏观经济和各产业部门的影响进行了分析;郭正权等(2012)基于静态CGE模型分析了我国发展低碳经济中碳税政策对能源需求与二氧化碳排放的影响;石敏俊等(2013)利用CGE模型,设计了单一碳税、单一碳排放交易以及碳税与碳交易相结合的复合政策等不同情景,模拟分析了不同政策的减排效果、经济影响与减排成本。
GAMS简介
2.GAMS程序基本结构
4)Equation(方程) • 首先,方程被通过指定名字来声明; • 然后,具体的数学表达式被声明。方程名和数学 表达式之间需要两个圆点“.. ”
2.GAMS程序基本结构
5)Model和Solve语句 • Model语句用来集中方程,是方程的集合,由此, 建立数学模型并命名。Model语句最简单的形式是 用关键字all,也就是说所有的方程式都是模型的 一部分,也可以只集中部分方程。
2.GAMS程序基本结构
2)数据:Scalar、Parameter和Table • Scalar(标量)是单一的数据输入; • Parameter(参数)为定向列表数据,可以是单一数 据,也可以是一维或多维数据; • Table(表格)为定向表格数据,但必须是二维或多 维。
2.GAMS程序基本结构
• (1)Scalar(标量) • (2)Parameter(参数)
2.GAMS程序基本结构
5)Model和Solve语句 • Solve语句用来对已经建立的模型(model)进行求 解:
3.GAMS的输入输出功能
1)输入(可选择) • GAMS具有丰富的输入功能,除了通过文本文档, 还可以通过EXCEL文件输入数据: • 例:
• (1)告诉GAMS哪个模型要被求解(这里是CHP); • (2)确定模型的类型(这里是MINLP); • (3)表明优化方向,或者是求最小值(minimizing), 或者是求最大值(maximizing); • (4)指定目标变量(这里是cost)。
• 目标函数: 系统燃料成本和购售电成本最小: Minimize
cost=mj (Qchp(t) gk(g1,fr)+Pchp(t) gk(g1,fd)+gk(g1,fc))+dj(t) Pb(t)-dj(t) Ps(t)
最佳化电脑数值分析软体GAMS使用简介
作者:徐業良(1995-09-15),修改:徐業良(2001-06-21),推薦:徐業良(2001-06-21)。
附註:本文為元智大學機械工程研究所最佳化設計課程教材,僅限於教學㆖學生個㆟使用,原書初版由宏明書局印行。
最佳化電腦數值分析軟體GAMS使用簡介最佳化的電腦數值分析商業軟體相當普遍,如LINDO、DOT等,以矩陣運算見長的MATLAB電腦軟體亦有發展“optimization tool box”,可以解各種非線性最佳化問題的數值解。
這裡要介紹的最佳化的電腦數值分析商業軟體GAMS,則是以簡單清楚的使用者介面和強健穩定的數值分析能力見長。
這裡介紹GAMS商業軟體的使用,目的在使讀者對使用㆒般最佳化數值軟體的方式有㆒個基本認識,了解GAMS的使用的基本程序,如何建立其輸入檔,如何閱讀其輸出檔之後,對讀者學習使用㆒般最佳化數值分析軟體,如何建立模型、輸入、執行最佳化分析、讀取最佳化後的結果,應該也有極大幫助。
此外本文僅為簡介性質,並不能取代原版英文使用者手冊,讀者如學習使用GAMS軟體,在研讀本文之後,仍應以原版英文使用者手冊為主。
1. GAMS的發展背景GAMS是“General Algebraic Modeling System”(㆒般性代數模擬系統)的縮寫,最早是由美國的世界銀行(World Bank)的Meeraus和Brooke [Brooke, Kendrickm and Meeraus, 1992]所發展。
“GAMS”事實㆖並不代表任何最佳化數值演算法,而只是㆒個高階語言的使用者介面,利用GAMS可以很容易建立、修改、除錯你的最佳化模型輸入檔,而輸入檔經過編譯後,成為較低階的最佳化數值演算法程式所能接受的格式,再加以執行並寫出輸出檔。
數值演算法方面,對線性與非線性規劃問題,GAMS使用由新南威爾斯大學的Murtagh、及史丹福大學的Gill、Marray、Saunders、Wright等㆟所發展的MINOS[Murtagh and Saunders, 1983]演算法。
通用数学建模系统(GAMS)基本知识
第2章通用数学建模系统(GAMS)基本知识经过多年来的改进和完善,GAMS为用户表达、计算和求解大型和复杂模型提供了高水平的编程语言。
其突出特点是:允许模型的描述独立于求解算法,允许在规范化的标准模型中、在保证安全的条件下作少许变化,要求变量之间的代数关系表述明确。
本章用一个简单实例来说明GAMS系统在建立和求解优化模型中的用法,要熟练掌握G A MS的应用需要大量的建模实践,详细的GAM S语句说明请参考相关的用户说明书。
2.1 GAMS系统简介GAMS的设计融入了数学方程的设计思想和关系数据库理论,目的是满足战略建模者的需求。
数学方程设计提供了描述问题和多种求解问题的方法,而关系数据库理论为数据组织及其应对变化提供了一个框架结构。
因此具有数学模型基础和计算机程序设计基础将有利于对G A MS应用的理解。
2.1.1 GAMS基本特性GAMS模型的表达式人和计算机都能读懂,这说明GAM S程序本身就是模型的文件。
而且,GAMS的设计融入了以下的特性来满足用户的需要。
(1) GAMS的表达式充分利用了数学表达式的优点。
GAMS将算法与语言结合,因此所有现成的计算方法不用改变用户的模型表达形式就可以直接引入G AMS程序,引用新方法或者已有方法的新应用可以不改变现有的模型。
线性、非线性、整形、混合整形非线性的优化问题都包括在内。
(2)由于GAMS使用了关系数据库模型,因此计算过程中所需要的计算机的资源被自动地分配,这就意味着G A MS能够构造大型和复杂的模型,而用户不用考虑计算机的资源限制、利用和分配等细节问题。
所有数据以它们最基本的形式输入,数据的转换在构造模型的过程中进行。
(3)由于GAMS中优化问题的表达可以独立于使用的数据,这种逻辑和数据的分离允许用户在不增加表达形式复杂性的情况下改变模型的规模。
GAMS软件应用教程 动态CGE模型
碳税征收对我国宏观经济及碳减排影响的模拟研究:基于动态CGE模型(GAMS软件)本文由娄峰老师撰写,中国科学软件网发布一、引言随着自然资源的急剧消耗、污染物的大量排放和生态环境的日益恶化,频频发生的严重雾霾天气使我们深刻体会和认识到发展低碳经济的迫切性和必然性。
自 2007 年以来,我国 CO2排放总量首超美国,居世界第一;2009年我国政府第一次以约束性指标的方式宣布,到2020年,中国单位GDP二氧化碳排放将比2005年下降40%-45%。
然而,我国“富煤、少气、缺油”的能源现状,以及伴随工业化、城镇化、现代化建设的巨量能源需求,使得我国未来碳排放形势日益严峻。
随着国际气候谈判的进展和国内减排形势压力的加大,征收碳税已经迫在眉睫,但由于种种原因,我国迟迟没有实施碳税。
从技术层面上讲,碳税如何征收?征收多少?征收碳税会对我国社会福利、宏观经济及相关行业生产什么影响?碳税的“双重红利”效应是否存在?这都是亟待解决和明确的问题。
由于碳税征收的影响度和波及面较广,涉及行业、居民、政府等整个经济系统,因此,从国际文献上看,大多部分学者均采用了具有严密理论体系、能够模拟分析经济系统内相互作用机理的可计算一般均衡(CGE)模型进行模拟分析,其中代表性文献主要有:Whalley 和Wigle(1990),Burniaux和Nicoletti (1992),Floros和Vlachou(2005),Galinato and Yoder(2009),Allan G. et al.(2014),总体说来,国外关于应用CGE模型进行碳税研究相对比较成熟。
近年来,国内关于碳税的研究也不断增加。
贺菊煌、沈可挺等(2002)建立了一个静态CGE模型分析了征收碳税对国民经济各部门的影响;朱永彬等(2010)基于一个静态CGE模型,通过引入碳税,假设六种情景对碳税政策的减排效果及其对宏观经济和各产业部门的影响进行了分析;郭正权等(2012)基于静态CGE模型分析了我国发展低碳经济中碳税政策对能源需求与二氧化碳排放的影响;石敏俊等(2013)利用CGE模型,设计了单一碳税、单一碳排放交易以及碳税与碳交易相结合的复合政策等不同情景,模拟分析了不同政策的减排效果、经济影响与减排成本。
GAMS语言简介
运输问题
在大家熟悉的运输模型中,我们通常假设 某种商品由多个厂商供给,并在多个市场 销售。已知每个厂商的生产量和每个市场 的需求量,以及从不同厂商将商品运输到 不同市场的运输成本。求:每个厂商向不 同市场的运输量是多少,才能最小化总运 输成本?
ai
代数表达式
运输问题在GAMS中的对应实体
实体类型的名称对不同建模者可能不同。 例如,经济学家使用外生变量和内生变量 这两个术语来分别表示给定的数据和决策 变量。在GAMS中,采用的术语如下:指数 被称为集合(sets),给定数据被称为参数 (parameters),决策变量被称为变量 (variables),限制条件和目标函数被称为 方程(equations)。
变量的类型
一旦被声明,每个变量就必须赋予一个类 型。允许的变量类型如下:
在我们的运输模型中,z处于默认的free类 型下,但x(i,j)通过如下语句被限制为非负:
方程(Equations)
GAMS代数建模语言的强大功能在方程以及 包含在所构建模型中限制不等式的构建中 体现的淋漓尽致。这是因为只要一组方程 或不等式有相同的代数结构,这个组中的 所有方程或限制式都能同时构建,而不用 单独构建。
列表(list)数据输入
当然,我们也可以将它分成两个语句:
列表(list)数据输入
定义域元素及其各自参数值的罗列可采用任何你喜欢的形 式。唯一的规则是整个列表必须在斜杠之中 GAMS编辑器有一个非常有用的特性,称为定义域检查, 它保证列表中的每个定义域元素在实际中是引用集合的元 素。例如,如果你在声明集合i的语句中正确地拼写了 ‘Seattle’,而在随后的元素值列表中拼错为‘Seatle’,那 么GAMS编辑器将给出一个错误信息,说明元素‘Seatle’ 并不属于集合i。 零是所有参数的默认值。因此,你只要将非零的参数输入 元素值列表中即可 常数被认为是没有定义域的参数,用Scalar语句进行声明 和赋值,它包含只有一个值的退化的列表
运筹学软件介绍
Liujinghua 2008.5.14
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
运筹学软件介绍(5种)
1.LINDO软件 软件 2.LINGO软件 软件 3.Excel 4.MATLAB 5.GAMS
介绍框架
用途 适用 应用领域 具体事务 设计原则 不同版本 网站
1.LINDO软件
用途:LINDO (Linear, Interactive, and Discrete 用途 Optimizer)是一个解决二次线性整数规划问题的方便 是一个解决二次线性整数规划问题的方便 而强大的工具。 而强大的工具。 适用:一些拥有超过50,000个约束条件和 个约束条件和200,000万个 适用:一些拥有超过 个约束条件和 万个 变量的大规模复杂问题。 变量的大规模复杂问题。 应用领域:商业、工业、研究和政府等领域。 应用领域:商业、工业、研究和政府等领域。 具体事务:产品分销、成分混合、 具体事务:产品分销、成分混合、生产与个人事务安 存货管理。 排、存货管理。 设计原则:如果一个用户只是想解决一个简单的问题, 设计原则:如果一个用户只是想解决一个简单的问题, 就不应该在学习LINDO的基本特性上花费太多的准备 就不应该在学习 的基本特性上花费太多的准备 成本。 成本。 不同版本: 学生版至多可求解多达300个 不同版本:LINDO 6 .1 学生版至多可求解多达 个 变量和150个约束的规划问题。其正式版(标准版) 个约束的规划问题。 变量和 个约束的规划问题 其正式版(标准版) 则可求解的变量和约束在1量级以上 量级以上。 则可求解的变量和约束在 量级以上。
LINDO软件LP的注意事项
1.目标函数及各约束条件之间一定要有 目标函数及各约束条件之间一定要有 "Subject to (ST) "分开 分开. 分开 2.变量名不能超过8个字符 变量名不能超过8 变量名不能超过 个字符. 3.变量与其系数间可以有空格,单不能有任何 变量与其系数间可以有空格, 变量与其系数间可以有空格 运算符号(如乘号 如乘号"*"等 运算符号 如乘号 等). 4. 要输入 或>=约束,相应以 或>代替即可 要输入<=或 约束 相应以<或 代替即可 约束, 代替即可. 5.一般 一般LINDO 中不能接受括号 中不能接受括号"()"和逗号 和逗号",", 一般 和逗号 需写成400X1+400X2;10,000 例:400(X1+X2) 需写成 需写成10000. 需写成 6.表达式应当已经过简化。不能出现 表达式应当已经过简化。 表达式应当已经过简化 2X1+3X2-4X1,而应写成 而应写成-2X1+3X2. 而应写成
GAMS简明教程中文版
GAMS简明教程中文版GAMS(General Algebraic Modeling System)是一种用于建立、求解和分析数学模型的高级编程语言。
它被广泛应用于运筹学、经济学、工业工程、管理科学等领域的决策支持和优化问题。
本文将为大家介绍GAMS的基本概念和使用方法。
一、概述GAMS的主要特点是它将数学模型描述为一个代数模型,这个代数模型可以包含变量、参数、约束条件和目标函数。
用户可以通过GAMS的编程语言对这些变量和约束条件进行定义和操作,并使用GAMS内置的求解器来求解数学模型。
GAMS的优点在于其简洁的表达方式和强大的求解能力。
二、GAMS的安装和启动三、GAMS的基本语法GAMS的基本语法包括变量和约束条件的定义、数学模型的描述、求解器选项的设置等。
1.变量和参数的定义在GAMS中,可以使用"variable"命令来定义变量,使用"parameter"命令来定义参数。
变量和参数可以有多种类型,例如实数、整数、二值等。
定义变量和参数的语法为:variable x;parameter a;2.目标函数和约束条件的描述GAMS使用"equation"命令来描述约束条件,使用"objective"命令来描述目标函数。
描述目标函数和约束条件时,可以使用变量和参数以及数学运算符。
描述目标函数和约束条件的语法为:equation c;c..x=E=a*b;objective obj;obj.. z =E= c;其中,"="表示等式,"="表示不等式,"E"表示等式或不等式。
3.模型的求解GAMS提供了多个求解器,用户可以根据实际情况选择合适的求解器。
在GAMS代码中使用"solver"命令来设置求解器。
求解模型的语法为:solve model using LP minimizing z;solve model using NLP minimizing z;四、GAMS的案例分析为了更好地理解和应用GAMS,我们可以通过一个简单的案例来进行分析。
generalizedadditivemodels -回复
generalizedadditivemodels -回复什么是广义加性模型(Generalized Additive Models)?广义加性模型(Generalized Additive Models,缩写为GAMs)是一种统计模型,用于建立变量之间的非线性关系。
GAMs与传统的线性模型相比,具有更好的灵活性和解释性,可以更有效地拟合数据。
GAMs适用于依赖变量具有非线性关系的问题,并且可以处理不同类型的变量,包括连续变量、分类变量和定量变量。
在本文中,我们将详细介绍GAMs的原理、应用和优势。
1. GAMs的基本原理GAMs是通过将多个非线性函数组合到一个统一的模型中,来建立自变量和因变量之间的关系。
具体而言,GAMs模型可以表示为:y = β0 + f1(x1) + f2(x2) + ... + fp(xp) + ε其中,y是因变量,x1到xp是自变量,f1到fp是平滑函数,β0是常数项,ε是误差项。
平滑函数是用来拟合自变量和因变量之间的非线性关系的。
2. GAMs的应用领域GAMs在许多领域都有广泛的应用。
例如,在生态学中,GAMs被用来研究物种分布与环境变量之间的关系。
在金融学中,GAMs被用来建立股票价格与市场指数之间的非线性关系。
在医学研究中,GAMs被用来研究生物标志物与疾病之间的关系。
总的来说,GAMs可以适用于任何变量之间存在非线性关系的问题。
3. GAMs的优势相比于传统的线性模型,GAMs具有以下几个优势:- 非线性关系建模:GAMs能够更好地拟合数据中的非线性关系,这使得模型更加准确和灵活。
- 可解释性:GAMs能够将每个自变量的效果以函数的形式表示出来,这使得模型的解释性更强。
- 处理不同类型的变量:GAMs可以处理连续变量、分类变量和定性变量,不需要对变量进行额外的编码处理。
- 交互效应建模:GAMs能够捕捉变量之间的交互效应,这对于理解变量之间的复杂关系非常重要。
GAMS软件各模块介绍
GAMS软件各模块详细介绍中国科学软件网提供通用代数建模系统(GAMS)是特别为建模线性、非线性和混合整数最优化问题而设计的。
GAMS尤其对于大型的、复杂的、需要多次修订才能最终确定的精确模型的复杂问题有帮助。
GAMS可以运行在个人计算机、工作站、大型机和超级计算机上。
您可以快速、方便地更改公式,从一个求解器转到另一个,甚至很简单地就能从线性转换到非线性。
使用GAMS,您只需一次就能在熟悉的列表和表格形式中输入您想要的数据。
模型以简洁的代数形式表示,简单明了,容易理解。
相关的约束数的整个集合都将被输入到一个代数形式中。
GAMS自动生成每个约束等式,您可以处理特殊情况,以防通用性的模型不适用。
当其他相似的或相关的问题出现时,您不需要更改代数式,再次使用模型中的表述即可,错误的位置和形式会在给出解决方案前被查明。
GAMS处理的动态模型,包括时间序列、滞后、超前及时间终点的处理。
GAMS灵活性强且功能强大。
只要GAMS已经安装在每个平台,您就可以非常方便地把GAMS模型从一个计算机平台移到另外一个平台。
GAMS很容易进行敏感度分析,您能够方便地编程模型去求解一个成分的不同值,然后生成一个报告,列出每种情况的解决方案。
GAMS的模型能够同时被开发和文档化,因为GAMS允许用户包含解释性的文本来作为任意符号和等式的定义和解释。
GAMS支持的模型类型GAMS能够以多种不同的问题来分类类型并公式化模型这意味着从一个模型类型跳转到另一个将毫不费力.您甚至能够同时在不同的模型类型中使用相同的数据、变量和方程式.GAMS支持下列基本的模型类型:LP 线性规划MIP 混合整数规划NLP 非线性规划MCP 混合互补问题MPEC 带方程式约束的数学规划CNS 受约束的非线性系统DNLP 带非连续导数的非线性规划MINLP 混合整数非线性规划QCP 二次约束规划MIQCP 混合整数二次约束规划GAMS所有的模型介绍:GAMS 基础模型包括GAMS语言编辑器和一系列系统:执行系统、GAMSIDE (Windows)、系统文档化、模型库、转换工具、UNIX和GDX功能、COIN-OR、MILES、NLPEC 以及在其他一些低版本中所有模块。
GAMS:CorelDRAW文档的通用自动阅卷系统
GAMS:CorelDRAW文档的通用自动阅卷系统
涂金德
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2010(027)003
【摘要】CorelDRAW是目前最流行的矢量图形设计软件之一.CorelDRAW文档的通用自动阅卷系统GAMS集出题、答题及阅卷为一体,不仅实现CorelDRAW文档的自动阅卷,而且弥补了单一阅卷系统中存在的阅卷模块依赖于试题的不足.首先通过分析CorelDRAW对象模型,提出了针对CorelDRAW文档的图元类型及处理测试技术;然后给出通用自动阅卷方案;最后通过分析与设计,构建GAMS系统.经真实考试测试,GAMS能够方便、正确地出题,准确、快速地阅卷.
【总页数】4页(P228-230,254)
【作者】涂金德
【作者单位】温州职业技术学院计算机系,浙江,温州,325035
【正文语种】中文
【相关文献】
1.CorelDraw文档输出前检查 [J], 湛新霞
2.Office文档分析和自动阅卷系统的设计与分析 [J], 黄金凤;曾凌静
3.Word文档自动阅卷系统分析与设计 [J], 黄裕;王健
4.Word文档自动阅卷系统分析与设计 [J], 黄裕;王健;
5.粮食产后处理模式的通用代数建模系统(GAMS)仿真与优化 [J], 何勇;鲍一丹;陈发荣
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Status Reports
目标值 运算时间
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0
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Question?
• GAMS提供的描述大型复杂模型的语言 体系十分简洁,并将算法封装于系统内 部 • 输入文件形式与模型描述的自然语言一 致,便于理解和掌握。 • 易于操作,封装的算法均可直接调用, 无须改变用户的模型描述。 • 可求解各种类型的实际问题,如LP(线 性规划)、NLP、ILP、MLP等
举一个线性规划的例子
• Data (1) Lists
Remarks:所有参数默认初值为0 多字情况,例如,New York 需要加连字符 标量的定义如下:
(2) Tables
(3) Direct assignment(直接定义)
• Variables
(1) 变量类型
(2) 自变量和优化变量
(3) 对自变量定义类型
(2)模型求解
(3)求解方法
• Display
(1) 结果输出
(2) 输出类型
.lo .l .up .m
表示输出变量的下限 表示输出变量的最终结果 表示输出变量的上限 表示输出变量的边际效应
Outputs
Echo Prints
Error Massages
(1)
(2 )
Error Massages
GAMS模型整体结构
Outputs
Remarks
• • • • 先定义,再引用 每条语句由分号结束 GAMS编译器不区分大小写 标注由星号引出,或将标注直接插入到 语句中 • Equations包含等式和不等式约束
GAMS语言分析
• S:i代表生产地,j代表销售地
• Equations
(1)常用符号
(2)定义步骤
定义等式的名称 标记“ . . ” 运算的控制维 左边表达式 控制维的约束(可选) 符号 右边表达式
(3)符号类型
(4)举例
Remark:在约束式的两边均可以出现变量,而且同一变量可以出现多次
• Model And Solve
(1)模型定义
all:包括所有的变量和等式
GAMS简介
主要内容
GAMS系统及特点 GAMS模型整体结构 GAMS语言分析 工程应用实例
GAMS系统及特点
• GAMS— “ General Algebraic Modeling System”(一般性代数仿真系统)的缩写, 最 早 是 1992 年 由 美 国 的 世 界 银 行 (World Bank) 的 Meeraus 和 Brooke 所发展。 • GAMS是一种面向应用的构造模型的高级计 算机语言,融合了关系数据库技术与数学规 划理论,使数学模型与数据彼此独立,为用 户在模型、算法和数据之间提供了一个便捷 的接口。包含了编译器和高效能的求解引擎 。
• • • • •
矩阵为供销地区的距离(单位:千公里) 每公里运费为$90 / 千公里 Supplies—供应商的生产量 Demands—采购商的需求量 优化目标:运费最低
运输问题数学语言描述
GAMS 语言描述
GAMS模型整体结构
Inputs
• • • • • • Sets(指定) Data(Parameters, Tables, Scalar) Variables Equations Model and Solve statements Display statement (optional)