交通工程系统分析实验指导书

《交通工程系统分析》

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实验指导书

指导教师：李文勇

2015、3

《交通工程系统分析》实验内容

1．实验要求

（1）熟悉线性规划问题求解方法；

（2）熟悉非线性规划问题求解方法；掌握一维搜索方法；

（3）了解运输问题、整数规划问题、资源分配问题的求解；

（4）掌握最小树、最短路和最大流问题的求解；

（5）掌握排队论问题的求解方法；

（6）掌握预测方法在交通工程中的应用；

2、实验内容

（1）线性规划问题求解（单纯形法与对偶单纯形法、运输问题、整数规划问题、资源分配问题）；

（2）非线性规划问题求解（一维搜索C语言求解程序编写）；

（3）最小树、最短路和最大流问题求解

（4）排队系统分析

（5）预测方法在交通工程中的应用

（6）考核

实验一、线性、非线性规划问题求解

一、实验目的：

1、熟悉交通运营管理中的线性规划问题的求解方法（单纯形法）；

2、掌握单纯形法与对偶单纯行形法；

3、了解运输问题、整数规划问题、资源分配问题的求解。

4、掌握无约束一维非线性规划问题的求解方法；

5、掌握一维搜索求解方法；

6、掌握C 语言中函数指针传递的方法；

7、了解非线性规划（有约束、无约束问题）的求解方法。

二、实验内容：

1、使用运用运筹学分析软件LP-ILP 模块进行线性规划问题的求解；

2、使用运用运筹学分析软件进行特殊线性规划运输问题、整数规划问题、资源分配问题的求解。

3、编写一维搜索的区间求解函数；

4、编写一维搜索的搜索过程函数。

5、运用运筹学分析软件NLP 模块进行非线性规划问题的求解。 例1： 4321432x x x x Z M I N +++= ..t s

203224321≥+++x x x x 202324321≥+++x x x x

0,,,4321≥x x x x

答案：3/101=x ，3/402=x ，其它为0，30=z

例2：

某厂拟生产甲、乙、丙三种产品，都需要在A 、B 两种设备上加工，有关数据如下表所示：

(1) 如何充分发挥设备能力，使产品总产值最大?

(2) 若为了提高产量，以每台时350元租金租用外厂A 设备，问是否合算？ 例3：

Max z=15x 1+10x 2+7x 3 s.t.5x 1-10x 2+7x 3<=8

6x 1+4x 2+8x 3<=12 -3x 1+2x 2+2x 3<=10

x 1,x 2,x 3>=0为整数例4：

某公司设有三个加工厂A1、A2、A3和四个门市部B1、B2、B3。各加工厂的产量和各门市部的销量（单位：t ）及从各加工厂到各门市部的单位运价（单位：元/t ）如表1所示。在满足各门市部销售需求的情况下，如何进行调运使总的运输支出最少？

表1

例5：

有四个工人，要分别指派他们完成四项不同的工作，每人做各项工作所消耗的时间如表1所示，问应如何指派工作，才能使总的消耗时间为最少。

例6：

10

,102

)(02==+-=h x x x x f MIN

%5=ε 精确答案：75.1)(,5.0**==x f x

例7： 求解

2221)1()1()(-+-=x x X f

要求：%10=ε

精确解为：

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡=00*X ， 0)(*=X f

例8 Min （x1-3）^2 + (x2-2)^2 S.t x1+x2-4=0

三、实验要求：

（1）用管理运筹学软件求解实验内容，并记录结果；

（2）运用C 语言编程，并使用函数调用方式（指针传递）实现参数传递。

（3）对结果作适当分析； （4）完成实验报告。

实验二、最小树、最短路、最大流问题求解

一、实验目的：

1、掌握求解交通线网规划中的最小树问题求解方法；

2、掌握求解交通分配中的最短路问题求解方法；

3、掌握求解交通运输规划管理中的最大流问题求解方法；

4、了解避圈法求解最小树问题的方法；

5、掌握FLOYD法求解最短路问题的方法。

二、实验内容：

1．运筹学分析软件NET模块进行最小树、最短路经和最大流问题的求解；

2．运用编写避圈法求解最小树问题C语言程序；

3．编写FLOYD法求解最短路问题的C语言程序。

（第2、3选一）

最小树问题求解方法：

T；建立空边集图

=V

(Φ

)

,

While（T中所含边数小于n－1）

{

从E中选取当前最短边（u，v）；

从E中删除边（u，v）；

if（（u，v）并入T中，并不产生回路，将（u，v）并入T中；

}

FLOYD法求解最短路问题的C语言参考程序：

FLOYD(A,C)

Float A[][n], C[][n];

{

for(i=0;i

for(j=0;j<=n;j++)

{

if(C[i][j]!=max) path[i][j]=j;

else path[i][j]=0;

A[i][j]=C[i][j];

}

for(k=0;k<=n;k++)

for(i=0;i

for(j=0;j<=n;j++)

{

if(A[i][j]>A[i][k]+A[k][j])

{

A[i][j]>A[i][k]+A[k][j];

path[i][j]=path[i][k];

}

}

三、实验要求：

（1）运用C语言编程，交通网络输入采用文件方式；

（2）对结果作适当分析；

（3）完成实验报告。