【转载】GAMS中文使用手册连载01

huashi3483

写在前面的话

/ A, z& K6 @7 R. l+ N6 W' A在学习和工作之余写点东西，这种想法由来已久了。只是总是觉得很忙，抽不出时间做一点点自己喜欢做的事情。突然有一天发现，你必须牺牲某些东西才能得到某些东西。所以，就索性写上几句话聊以**吧。
% _5 S/ f  B$ X9 K最开始，只想翻译一下GAMS的用户手册。但是又觉得这样写很枯燥，不光读者不喜欢看，连自己也要打瞌睡了。如果想催眠的话，还不如去听评书。但是本书还是以解释GAMS的用法为主。中间夹杂着一些自己做modelling 的体验，还可能还有一些毫不相关的东西。可能有很多错误，请读者们原谅。想学习GAMS的同学，想必一定是数学，运筹学或计算机相关专业的了。让大家失望了，其实我的专业是chemical engineering, 本科时候做的是量子化学。阴差阳错上了贼船。但是觉得自己用了这么多年了，总该有点体会，能过帮帮大家。

; L- S( p7 o9 u  q进入正题之前，还想啰嗦几句题外的话。
能看到这篇文字的同学，恐怕大多数是在灯下苦读的学子。实际上学习某种工具并不重要。真正要学习的是知识，是思维的方法。就像很多计算机系的学生一样，把数据结构和算法精通了，任何工具都是一样的。所以，你用GAMS或者不用GAMS，都没有关系，要把握事物的本质，最关键的东西抓住了，任何语言就是一种输入法。另外，学习一定要有兴趣，要认识到他的beauty，不要把什么都换算**民币，那样你会觉得很累。除了，coding 以外，还要博览群书，文史哲，拿来翻翻，就当休息了。
* F+ ?+ Q) }/ X* o1 U' S最后，男子汉们，别忘了，谈一场轰轰烈烈的恋爱！！
! m+ c7 Q/ S4 y
. l8 b- `; [& ]  @- k. I
# ]7 S+ w% X5 r& z


" m/ j( A" O& y% g  R
0 }$ M/ j4 J$ c3 o3 o4 M, q) Y5 G第一章，基本概况
* Q- j9 q/ B1 S- F/ @+ Q5 a! T( D3 N3 X9 W
1 v) g7 S2 N2 R; w! X! NGAMS是一种非常简单易学的运筹学建模语言 (www.gams.com），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：
. a' m7 q) h1 h; _& e+ n1． 建立复杂模型的高级语言
2． 简单易学
3． 强大的描述代数及逻辑关系
4． 模型可以独立于算法系统
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。
7 ^, x4 R9 ]' g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.
这是一个经典的LP问题（不用解释什么是LP吧，呵呵）
用点英语，呵呵，
0 d  f$ d2 G- Z/ \2 C" u  G$ uIn the familiar transportation problem, we are given the supplies at several plants and the demands at several markets for a single commodity, and we are given the unit costs of shipping the commodity from plants to markets. The economic question is: how much shipment should there be between each plant and each market so as to minimize total transport cost?
8 N+ Q' z5 H& |3 d6 v# E! m, v就是说，我们已知有一些工厂，生产出的产品要运往一些市场来满足他们的需求，每一个工厂的生产能力（每个工厂能提供产品的数量）以及每个市场的需求（每个市场需要产品的数量）是已知的。另外，我们还知道从特定的工厂到特定的市场，运输一件产品的运费。那么我们怎么样设计从每个工厂到每个市场运送货物的数量，使得总运费最小？
Indices:
0 p" Q5 _) y2 Q! q5 W5 {: xi = plants
j = markets
+ I  g* s, u" g8 p  w! r! J. @8 pGiven Data:
/ ^  E+ K. \. ^ai = supply of commodity of plant i (in cases)
  p7 O* C+ J8 cbj = demand for commodity at market j (cases)
cij = cost per unit shipment between plant i and market j ($/case)
& c* m3 c1 V1 l6 [! B9 }5 cDecision Variables:
Xij = amount of commodity to ship from plant i to market j
8 X- F- l/ z& E7 T* P在这里唯一的连续变量是Xi,j,
; C( F- O$ Y) ~7 ?4 a1 _模型就不用我说了吧。。。。

这是一个典型的线性规划问题，他的GAMS code is

  _; l9 [: A8 L1 C5 jSets
i canning plants / seattle, san-diego /
, L0 a2 t( k/ I: J% f" V+ \j markets / new-york, chicago, topeka / ;
) d% i" z, W5 Z, Y) }3 aParameters
$ u$ K' N3 ?  Y  U# Ua(i) capacity of plant i in cases
/ seattle 350
7 m: n3 n4 A+ M! V& R% I/ v$ O; X. wsan-diego 600 /
% S, f0 g5 A% ^  O# l1 z6 m' V9 s- @b(j) demand at market j in cases
8 B$ D3 H% e  k# @/ new-york 325
chicago 300
topeka 275 / ;
# }5 |7 d+ _( d$ p$ Z  x8 f/ jTable d(i,j) distance in thousands of miles
new-york chicago topeka
seattle 2.5 1.7 1.8
san-diego 2.5 1.8 1.4 ;
% |9 G6 y( T5 U; v! f" {Scalar f freight in dollars per case per thousand miles /90/ ;
) M; ?0 ?8 N% W) {4 jParameter c(i,j) transport cost in thousands of dollars per case ;
c(i,j) = f * d(i,j) / 1000 ;
Variables
x(i,j) shipment quantities in cases
z total transportation costs in thousands of dollars ;
* d3 L4 ]; T# \) Z4 q, f/ pPositive Variable x ;
! s; P1 d. r8 f! M' D* _% zEquations
cost define objective function
) G* J! F! M- B6 O4 ~: Y4 rsupply(i) observe supply limit at plant i
6 l+ ?1 V$ l2 s6 {- E$ ?demand(j) satisfy demand at market j ;
" n) e+ n- z% L1 M& _6 N. bcost .. z =e= sum((i,j), c(i,j)*x(i,j)) ;
supply(i) .. sum(j, x(i,j)) =l= a(i) ;
demand(j) .. sum(i, x(i,j)) =g= b(j) ;
7 h0 W; w# ~! v/ h7 OModel transport /all/ ;
Solve transport using lp minimizing z ;
Display x.l, x.m ;
: P% {; D9 a) g) R* J1 F9 o这是一个非常典型的LP（linear programming)问题,所有的变量和约束都是线性相关的。

fanghzou

无人回复呀，版主，我也是化学工程，我觉得一般看这个的还是都是做石油化工的比较多吧。希望和版主交流一下，不知可否。

历史的哭泣

谢谢群主，我经常在这个数学中国上看到你，我是学习软件工程的，但是很喜欢数学，2010年参加数学建模竞赛，现在搞密码学，还是天天跟数学打交道，以前用matlab，不知道gams跟matlab有什么区别？群主能说一下嘛？

peterjiao

楼主写的很是贴切啊，实践出真知，俺也在学习gams

constancemoon

菜鸟级人物入门GAMS，觉得国内GAMS资源太少了！！！！

shenjun130

感谢楼主，正在一点一点学习

随墨枫飞

嗯， 非常受教，但是一个人学，有难度的哦，请各位大侠讨论！！

LYJA

very good, thank you very much!
& {4 h/ }7 R6 q8 V7 m5 `$ h8 b

闲水闲云

谢谢无私分享！感恩！