飛行計畫安排問題

2021-09-19 08:36:34 字數 2751 閱讀 1372

例題:這個問題是以第二次世界大戰中的乙個實際問題為背景,經過簡化而提出來 的。在甲、乙雙方的一場戰爭中,一部分甲方部隊被乙方部隊包圍長達 4 個月。由於乙 方封鎖了所有水陸交通要道,被包圍的甲方部隊只能依靠空中交通維持供給。運送 4 個月的供給分別需要 2,3,3,4 次飛行,每次飛行編隊由 50 架飛機組成(每架飛機需 要 3 名飛行員),可以運送 10 萬噸物質。每架飛機每個月只能飛行一次,每名飛行員每 個月也只能飛行一次。在執行完運輸任務後的返回途中有 20%的飛機會被乙方部隊擊 落,相應的飛行員也因此犧牲或失蹤。在第 1 個月開始時,甲方擁有 110 架飛機和 330 名熟練的飛行員。在每個月開始時,甲方可以招聘新飛行員和購買新飛機。新飛機必須 經過乙個月的檢查後才可以投入使用,新飛行員必須在熟練飛行員的指導下經過乙個月 的訓練才能投入飛行。每名熟練飛行員可以作為教練每個月指導 20 名飛行員(包括他 自己在內)進行訓練。每名飛行員在完成乙個月的飛行任務後,必須有乙個月的帶薪假 期,假期結束後才能再投入飛行。

已知各項費用(單位略去)如表 10 所示,請為甲方 安排乙個飛行計畫。

如果每名熟練飛行員可以作為教練每個月指導不超過 20 名飛行員(包括他自己在 內)進行訓練,模型和結果有哪些改變?

(1)問題分析

這個問題看起來很複雜,但只要理解了這個例子中所描述的事實,其實建立優化 模型並不困難。首先可以看出,執行飛行任務以及執行飛行任務後休假的熟練飛行員數 量是常數,所以這部分費用(報酬)是固定的,在優化目標中可以不考慮。

(2)決策變數 

設 4 個月開始時甲方新購買的飛機數量分別為

(3)目標函式

優化目標是 

(4)約束條件

需要考慮的約束包括:

i)飛機數量限制。4 個月中執行飛行任務的飛機分別為 100,150,150,200(架), 但只有 80,120,120,160(架)能夠返回供下個月使用。 

ii)飛行員數量限制。4 個月中執行飛行任務的熟練飛行員分別為 300,450,450, 600(人),但只有 240,360,360,480(人)能夠返回(下個月一定休假)。

(5)求解 編寫 lingo 程式如下

6)問題討論 

如果每名熟練飛行員可以作為教練每個月指導不超過 20 名飛行員(包括他自己在內)進行訓練,則應將教練與新飛行員分開。設4個月飛行員中教練為

目標函式作相應修改,輸入 lingo 如下: 

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