钢管订购和运输论文文档格式.docx

1、钢厂在指定期限内能生产该钢管的最大数量为个单位，钢管出厂销价1单位钢管为万元，如下表：12345678001000200030001601551501单位钢管的铁路运价如下表：里程（km）300301350351400401450451500运价（万元）2023262932501600601700701800801900901100037445055601000km以上每增加1至100km运价增加5万元。公路运输费用为1单位钢管每公里万元（不足整公里部分按整公里计算）。钢管可由铁路、公路运往铺设地点（不只是运到点，而是管道全线）。（1）请制定一个主管道钢管的订购和运输计划，使总费用最小（给出总

2、费用）。（2）请就（1）的模型分析：哪个钢厂钢管的销价的变化对购运计划和总费用影响最大，哪个钢厂钢管的产量的上限的变化对购运计划和总费用的影响最大，并给出相应的数字结果。（3）如果要铺设的管道不是一条线，而是一个树形图，铁路、公路和管道构成网络，请就这种更一般的情形给出一种解决办法，并对题图二按（1）的要求给出模型和结果。二 问题分析1.问题一所有的钢管必须通过铁路运送到铺设线路上的站点，之后再通过公路运输向左或右铺设。因此，总的费用由三部分组成：一部分为购买所有主管道钢管的总费用，一部分为由钢管厂运送到各个站点时的铁路运费和公路运费的总和，最后一部分为由站点向左右两边铺设时的运输费用。对于从

3、钢管厂到各个站点的最小运费，由于在铁路和公路上的运费计算方法不同，所以，可以先用Floyd算法，求出钢管厂到铁路上任意结点的最小距离和路线，得到相应的单位钢管运费，同理再求出各个站点到公路上任意结点的最小距离和路线，得到相应的单位钢管运费，再将两运费求和求出最小值，于是就得到从某钢厂到某铺设地点运输单位钢管的最少运输费用。2.问题二题目中“哪个钢厂钢管的销价的变化对购运计划和总费用影响最大，哪个钢厂钢管的产量的上限的变化对购运计划和总费用的影响最大”可以理解为，当该模型达到最优解时，钢管销价或者产量上限变化一个单位时，对购运计划和总费用的影响的大小问题。可以利用Lingo编程运行得到结果。3.

4、问题三要铺设的管道是一个树形图，是题图一的一种延拓，通过观察可知，只有9、11、17站点的铺设方向有三个，其它站点的铺设方向只有左右，因此，可以沿用问题一里的思路，在问题一的基础上再增加一个变量middle（j），用于表示向第三方向铺设的钢管数量。三 模型的假设与符号说明1、模型的假设 .沿管道或者原来有公路或者建有施工公路。 钢管全部由这7个钢厂生产，一个钢厂如果承担制造这种钢管，至少需要生产500个单位。 公路运输费用为1单位钢管每公里万元（不足整公里部分按整公里计算）。 由于公路运输费中，不足整公里部分按整公里计算，因此，从站点向左右两边运送钢管时，不应该是边运送边卸下钢管，这样也不符合

5、实际，应当是走一个单位的公路，卸下一个单位的钢管。2、符号说明符号说明在指定期限内能生产该钢管的最大数量的钢管出厂单位销价（单位：万元）cost（i,j）单位钢管从钢厂运到的最小费用（单位：l（j）从 到之间的距离（单位：千米）n（i,j）从钢厂的钢管数量left（j）站点向左铺设的钢管数量right（j）地的钢管向右铺设的钢管数量middle（j）站点的钢管向第三方向铺设的钢管数量c（i）=0不提供钢管c（i）=1提供钢管四 模型的建立与求解（一）、问题一的模型： 采用Floyd算法，用matlab编程可以求出单位钢管从运输到的最小运输费用，数据如下表：A1A2A3A4A5A6A7A8A9A

6、10A11A12A13A14A15S1389296106128142S211186146156178192S312182118132S41316251618397S557337387S6451128S7166141766656 目标函数为总费用W，包括三个部分，购买所有主管道钢管的费用，将钢管从钢厂运到各个站点的费用，将钢管从站点运到铺设地点的费用W=+其中 则目标函数：minW=约束条件： 1. 钢厂的钢管产量： 2. 运到各个站点的钢管刚好用完： （j=1,215） 3. 与之间的钢管：, （j=1,2, ,14） 4. 钢管数量的非负性：n（i,j）0 , left（j） 0 , rig

7、ht（j） 0 （i=1,2,7 , j=1,2,15） 5 钢管数量的整数性：n（i,j）N 运用数学软件Lingo编程求解 问题一的结果最优最小费用（万元） （二）、问题二的模型：用Lingo对问题一求解后，即可根据Lingo的结果对问题二进行解答。各钢厂销价的变化：p（1）p（2）p（3）p（4）p（5）p（6）p（7）对偶价格-800-1000-1320对偶价格表示，在最优解的情况下，各钢厂钢管销价减少一个单位时，对总费用的影响。根据表中的数据，S（5）钢厂钢管的销价对购运计划和总费用影响最大。产量上限：s（1）s（2）s（3）s（4）s（5）s（6）s（7）103352516对偶价格

8、表示，在最优解的情况下，各钢厂钢管生产上限每增加一个单位时，对总费用的影响。根据表中的数据，得S（1）钢厂钢管的产量上限的变化对购运计划和总费用的影响最大。（三）、问题三的模型： 采用Floyd算法，用matlab编程求出单位钢管从A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10S1S2S3S4S5S6S7 （续表）A11A12A13A14A15A16A17A18A19A20A2195100105115125110145165175859080707565474636106463由于树形图的出现，发现在站点9、11、17处出现了3条支路的情况。则模型一中模型的变量left（j），right（j）不再适用，此时可考虑增加一个支路变量middle（j），相应的增加约束条件，在目标函数中增加相应的从站点运到铺设地点的费用。目标函数：1. 钢厂的钢管产量：2. 运到各个站点的钢管刚好用完： （j=1, ,21且j9,11,17） （j=9,11,17）3. middle（9）+left（16）=42 middle（11）+middle（17）=10 left（17）