【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。
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。

2 |  q; c9 `# F进入正题之前，还想啰嗦几句题外的话。
* e2 j* D: t: n5 K5 s" h. }. t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。
1 z% N) }1 V& Y% T( |/ P2 F最后，男子汉们，别忘了，谈一场轰轰烈烈的恋爱！！

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: V! l3 N( K' K3 b



9 o1 ^2 A& A5 u$ D+ N- X8 h第一章，基本概况
' p0 D, c$ @8 y) s0 Y7 E
+ W# g- X8 @0 O3 J0 }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
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。
( X% F, s( f* P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）
4 f) _& _! N& _. X9 h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?
6 M2 W" f- u" o! O+ ^& ]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？
$ b" B' h& t/ H) ?3 ~3 M7 yIndices:
8 Y3 y( {1 F, Si = plants
. i# q" }  ?, D- Vj = markets
: E4 V) R9 R! `+ g- n3 h3 L' yGiven Data:
ai = supply of commodity of plant i (in cases)
# d9 J. n$ e4 g- qbj = demand for commodity at market j (cases)
8 l1 U$ c0 m% y; i: _" ~cij = cost per unit shipment between plant i and market j ($/case)
Decision Variables:
* g+ ]6 H% g* d) \; \" ^7 \" VXij = amount of commodity to ship from plant i to market j
# l( ^, j0 \+ I  G3 X" p在这里唯一的连续变量是Xi,j,
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
4 T0 d/ \; [' z% {" U
Sets
i canning plants / seattle, san-diego /
j markets / new-york, chicago, topeka / ;
& s+ w2 y# v: \8 O& s$ g8 i5 A* R+ LParameters
& w0 ^7 V3 g; e6 Q  q0 Pa(i) capacity of plant i in cases
. c2 S8 c0 _$ P/ seattle 350
san-diego 600 /
b(j) demand at market j in cases
" _! V7 [. y0 O- j& g# j4 J/ new-york 325
& R+ _' R; }' y0 {! ?" c1 Uchicago 300
6 z5 H7 R1 x- _! Q' p9 ]! S# Ttopeka 275 / ;
Table d(i,j) distance in thousands of miles
! P$ `1 B: F: e; I: ~! vnew-york chicago topeka
seattle 2.5 1.7 1.8
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 ;
  G2 L4 H9 c# T, ?0 D" c+ vc(i,j) = f * d(i,j) / 1000 ;
Variables
5 X* Z+ E& T& Z1 Jx(i,j) shipment quantities in cases
! o+ I1 ?/ R) C. O5 H  K, m/ x7 Xz total transportation costs in thousands of dollars ;
8 f: L; ?# w/ a2 SPositive Variable x ;
. e; y* n8 ?( z2 q) J. R: j; B* R6 hEquations
  w- }! B, O  ^$ A9 dcost define objective function
5 [" t% n# b) u. B1 D% ?supply(i) observe supply limit at plant i
demand(j) satisfy demand at market j ;
$ P) E4 c/ o+ e% A! I: ^' Kcost .. 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) ;
Model transport /all/ ;
Solve transport using lp minimizing z ;
Display x.l, x.m ;
# m  _) f. v! O4 L( M8 R" Y( `) F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 h+ ^0 D& \! @

闲水闲云

谢谢无私分享！感恩！