【转载】GAMS中文使用手册连载01

huashi3483

写在前面的话

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。
% a/ K6 v+ Y0 D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。
1 k( c1 C& ~/ `) J# g
, o4 {6 d3 B5 `1 k4 T% t8 F+ ]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。
最后，男子汉们，别忘了，谈一场轰轰烈烈的恋爱！！
4 w$ q+ c; E6 `) e
6 }: Q2 h/ b8 I$ p" p
' A+ s7 @# q- p* Q


( z" v; Y- P3 s6 E
( v4 A3 B$ |3 v2 K5 w: o  _5 k第一章，基本概况
& o( ~1 _. p$ c) q, n# [3 O# ?* J1 R
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
  m$ o& m/ D' N% u; P; e2． 简单易学
6 M' Z7 |" q/ I6 B3 B" ^0 L$ x1 i7 t  S3． 强大的描述代数及逻辑关系
' J' w# I; V% l2 u9 y& q2 r4． 模型可以独立于算法系统
! b' E4 f! J8 q4 wGAMS 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。
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.
: r( H$ L7 s# g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，
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?
2 O! Y9 x: I1 b% d! V$ T3 M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？
" ~& _8 z$ S8 {1 ?- @  y" }Indices:
& A1 V0 r6 L% R5 }6 i0 ji = plants
j = markets
Given Data:
+ S2 h8 h, `. Q" w" d- u. ~. [; Dai = supply of commodity of plant i (in cases)
! g5 e2 v2 |( h( x4 L  Fbj = demand for commodity at market j (cases)
cij = cost per unit shipment between plant i and market j ($/case)
5 B3 t, ^1 a$ Y( e6 ~' s2 hDecision Variables:
: A$ J7 L1 s) M; WXij = amount of commodity to ship from plant i to market j
1 H* w5 Z$ Y4 M9 g4 J6 w! @在这里唯一的连续变量是Xi,j,
- s/ m8 Y. W! {6 w! Z# f模型就不用我说了吧。。。。
- D- \- Y  W  M3 T
这是一个典型的线性规划问题，他的GAMS code is
! S9 ]6 X0 i1 d
, _' l- f1 O0 A- f  kSets
i canning plants / seattle, san-diego /
j markets / new-york, chicago, topeka / ;
Parameters
3 C$ h" `( R# Wa(i) capacity of plant i in cases
/ seattle 350
san-diego 600 /
b(j) demand at market j in cases
$ }# t( }# Q0 g: w3 |/ new-york 325
chicago 300
; b2 y  h4 G# E2 f4 Stopeka 275 / ;
. U0 c1 x+ T( K( P; l+ T% L. ~Table d(i,j) distance in thousands of miles
4 F/ Q, z9 [2 R# dnew-york chicago topeka
seattle 2.5 1.7 1.8
2 P0 n. T) Q9 V( s0 Q& |san-diego 2.5 1.8 1.4 ;
Scalar f freight in dollars per case per thousand miles /90/ ;
Parameter c(i,j) transport cost in thousands of dollars per case ;
( c- _, M4 e/ Y1 J" Pc(i,j) = f * d(i,j) / 1000 ;
Variables
x(i,j) shipment quantities in cases
z total transportation costs in thousands of dollars ;
Positive Variable x ;
Equations
cost define objective function
! c5 k- p3 S1 o6 G2 hsupply(i) observe supply limit at plant i
demand(j) satisfy demand at market j ;
; ]' x& b6 I3 w3 t9 s4 p. H' L$ `cost .. z =e= sum((i,j), c(i,j)*x(i,j)) ;
supply(i) .. sum(j, x(i,j)) =l= a(i) ;
3 {* J0 p  z- D9 l5 a6 Rdemand(j) .. sum(i, x(i,j)) =g= b(j) ;
Model transport /all/ ;
Solve transport using lp minimizing z ;
Display x.l, x.m ;
8 r) a' R1 t! d2 G& x; X5 U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!
  ?2 K# c0 _8 X

闲水闲云

谢谢无私分享！感恩！