【转载】GAMS中文使用手册连载01

huashi3483

写在前面的话
( z+ s/ d: m4 N& d8 m( e3 t+ H
3 ]3 h! R$ S2 Q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。
% L( e1 J; N! F7 p. q9 G% ]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。
5 u* @3 P6 g1 O" E5 e
7 Q# Q6 p# ?" k( d进入正题之前，还想啰嗦几句题外的话。
3 [( E5 a6 T# M* c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。
最后，男子汉们，别忘了，谈一场轰轰烈烈的恋爱！！




! C5 Q' q: k* {5 y# C6 g; ]; _

第一章，基本概况

GAMS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：
1． 建立复杂模型的高级语言
2． 简单易学
, p* |8 \- {  s0 g; [. W! I3． 强大的描述代数及逻辑关系
4． 模型可以独立于算法系统
/ C7 A8 E2 W5 Y( T9 @: Y& K$ PGAMS 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。
% g% l% C7 }# _& ^9 ]! F1 l* l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.
' u! ^/ U% o; T, ^这是一个经典的LP问题（不用解释什么是LP吧，呵呵）
4 f9 z; w0 K# D用点英语，呵呵，
In 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?
' K3 x% S1 s) S, K( j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？
5 [& t! m5 N( N7 g( X5 I1 UIndices:
0 o4 Z: k5 H. L. F3 V8 }# S& n8 o% oi = plants
j = markets
2 Y$ P/ O" n* NGiven Data:
ai = supply of commodity of plant i (in cases)
bj = demand for commodity at market j (cases)
& c7 o) T  z" ~) m# Zcij = cost per unit shipment between plant i and market j ($/case)
8 ~" C2 e% a5 ~# A! n; D" d1 _! TDecision Variables:
1 o) k5 w9 v* Q0 N' dXij = amount of commodity to ship from plant i to market j
1 c% F" s2 h% G5 i3 w0 [在这里唯一的连续变量是Xi,j,
! G/ C3 y* h, J! z' ~模型就不用我说了吧。。。。
& K& x% S% {% G) C; J- c$ c
这是一个典型的线性规划问题，他的GAMS code is
! p* M) p% \7 W/ J8 N+ D
4 d6 ]% b  r# w$ G! q1 ^6 s1 H1 |Sets
/ f  c# _% k( v% o# f) `8 L/ V5 Ci canning plants / seattle, san-diego /
0 n7 ^$ @# Y4 u- A. Hj markets / new-york, chicago, topeka / ;
Parameters
a(i) capacity of plant i in cases
) L' M& M/ U; S: k: ?- y+ W5 W/ seattle 350
: {- t- S* O1 n2 W/ d; T( Vsan-diego 600 /
b(j) demand at market j in cases
/ new-york 325
' v- J2 x, t: r: Ichicago 300
# U; B  I2 o: Rtopeka 275 / ;
Table d(i,j) distance in thousands of miles
new-york chicago topeka
seattle 2.5 1.7 1.8
# P8 d/ M+ a, i& B" E4 Psan-diego 2.5 1.8 1.4 ;
Scalar f freight in dollars per case per thousand miles /90/ ;
' z; M0 h, b  A! {/ o& YParameter c(i,j) transport cost in thousands of dollars per case ;
9 s9 \9 w5 Q% y, Sc(i,j) = f * d(i,j) / 1000 ;
Variables
x(i,j) shipment quantities in cases
z total transportation costs in thousands of dollars ;
& k% b1 l: [' B# x' A& c4 O) XPositive Variable x ;
Equations
cost define objective function
6 o. v5 H  {  j# I0 l. ~supply(i) observe supply limit at plant i
demand(j) satisfy demand at market j ;
& z; E, l5 u, Z' l; d3 V: Zcost .. z =e= sum((i,j), c(i,j)*x(i,j)) ;
7 ^: f2 U% Z: D0 n! ]& g- U$ K: Xsupply(i) .. sum(j, x(i,j)) =l= a(i) ;
2 X% G7 m) [$ v" n" U( mdemand(j) .. sum(i, x(i,j)) =g= b(j) ;
Model transport /all/ ;
Solve transport using lp minimizing z ;
  X% S4 p( O5 B% e/ h! WDisplay x.l, x.m ;
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!
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闲水闲云

谢谢无私分享！感恩！
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