GAMS(General Algebraic Modeling System)是一款高级建模系统,主要用于解决线性规划、非线性规划、动态规划、混合整数规划等优化问题。它以其简单清晰的用户接口和强健稳定的数值分析能力而著称,适用于大型、复杂的优化问题。GAMS的应用领域非常广泛,以下是一些主要的应用领域:
1.供应链管理:GAMS可以帮助优化供应链的各个环节,包括生产计划、库存管理、配送优化等。
2.能源系统优化:GAMS可以用于优化能源系统的规划和运营,包括电力系统、石油和天然气行业、可再生能源等。
3.交通运输:GAMS可以用于交通网络的优化和规划,包括交通流量调度、物流和运输网络的优化等。
4.金融投资:GAMS可以用于金融投资组合的优化和风险管理。
5.经济与金融:包括政策分析、市场预测、风险管理等。
6.环境科学:涉及温室气体排放管理、资源分配、生态系统建模等。
7.工程设计:包括供应链优化、网络设计、物流规划等。
8.能源规划:涉及电力系统规划、能源市场的模拟与分析等。GAMS因其强大的求解能力、灵活的建模环境以及跨平台的兼容性,在上述领域内均有显著应用案例。此外,GAMS还支持用户自定义求解器,并且可以通过第三方接口与其他软件集成,如Excel、MATLAB等,方便用户进行数据分析和可视化。
优化分析是很多领域中都要面临的一个重要问题,求解优化问题的一般做法是:建立模型、编写算法、求解计算。常见的问题类型有线性规划、非线性规划、混合整数规划、混合整数非线性规划、二次规划等,优化算法包括人工智能算法和内点法等数学类优化方法。算法编写是一个较为复杂的过程,对于规模较大且复杂性较高的优化问题尤其如此,且同一种算法在处理不同问题时参数的设置、架构的改动相对不够便利。而GAMS作为一款功能强大的通用代数建模优化软件,能够化繁为简,避开复杂的算法编写,将使用者的目光更多地聚焦到模型上而非算法上,为各类优化问题的求解带来极大便利。
本教程帮助各领域研究人员掌握GAMS这一强大优化工具的使用,更好地解决专业问题,内容包括典型优化模型和算法介绍、GAMS安装和介绍、GAMS程序编写、GAMS程序调试、实际应用算例演示与经验分享等五个章节,算例中除了一般案例展示还涵盖了基于GAMS的实际应用案例分析。GAMS是一个通用优化软件,因此内容适合各领域从事优化研究的工作者,有助于各领域研究人员高效处理该领域内各类复杂的优化问题。
专题一 典型优化模型、算法讲解和基于GAMS进行优化分析的优越性
1.典型优化模型(LP、NLP、MIP、MINLP、MIQCP等)
2.人工智能算法(遗传算法、蚁群算法、禁忌搜索等)
3.数学优化方法(分支定界法、动态规划法、拉格朗日松弛法、内点法、奔得斯分解法等)
4.基于GAMS进行数学建模和优化分析的优势
专题二 GAMS安装和界面
1.GAMS安装 2.File功能
3.Edit功能 4.Search功能
5.Windows功能
6.Model Libraries模型库
7.Help功能
专题三 GAMS程序编写
1.模型构成
2.编程原则
3.建立集合Set
①静态集合②多重集合
③动态集合④有序集合(SOS1、SOS2)
4.录入参数Parameter
①一般标量②索引参数
③表格参数④数据导入(Excel表格数据)
⑤参数赋值
5.设置变量Variable
①一般标量②索引参数
③表格参数④数据导入(Excel表格数据)
⑤参数赋值
6.构建方程Equation
①方程定义②方程关系符
③函数和运算表达④标量方程
⑤索引方程⑥条件方程(条件控制$)
7.计算模型Model solve
①模型的分类和求解②计算参数设置(Options)
③求解器(Solver)的比较分析与选择
8.展示结果Display
①变量结果展示②参数展示
9.一般算例演示
专题四 GAMS程序调试
1.查看计算日志
2.分析求解报告
3.程序调试方法
专题五 实际应用算例与经验分享
1.基于GAMS的优化实例分享
2.常用表达式注意事项
3.属性修改的其他方法
4.其他软件调用GAMS
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