提问人:Ida Nielsen 提问时间:11/14/2023 更新时间:11/14/2023 访问量:80
茱莉亚的广义旅行推销员问题
Generalized Travelling salesman problem in Julia
问:
我正在做一个项目,我必须解决一个GTSP。 这个项目是关于一位总理必须访问每个选区(集群)的一个城市,并且必须在城市 1 开始和结束。
我有 17 个不同的城市和 5 个集群(没有城市 1)。 到目前为止,我已经在 Julia 中写了以下内容,但它似乎没有给我一个准确的答案,因为我从边缘 1 开始到 1。(见底部的输出)
我知道我缺少一些限制,但到目前为止,我觉得我已经尝试了一切,但似乎不起作用。你有什么关于缺少约束的提示吗?
using JuMP
using GLPK
m = Model(GLPK.Optimizer)
n=17
cost = [0 506 635 91 385 155 110 130 490 368 154 68 610 641 471 265 255;
506 0 355 415 585 475 480 500 605 320 380 440 360 235 81 480 440;
635 355 0 602 390 495 560 531 295 675 640 575 705 585 435 420 755;
91 415 602 0 347 118 75 94 457 280 63 27 520 550 380 232 235;
385 585 390 347 0 240 305 276 120 590 410 320 835 745 575 125 582;
155 475 495 118 240 0 65 36 350 365 181 91 605 610 440 125 353;
110 480 560 75 305 65 0 29 415 348 138 48 590 625 455 190 310;
130 500 531 94 276 36 29 0 386 367 157 67 610 635 465 161 329;
490 605 295 457 120 350 415 386 0 625 520 430 865 770 600 230 680;
368 320 675 280 590 365 348 367 625 0 240 300 250 285 245 475 150;
154 380 640 63 410 181 138 157 520 240 0 90 480 515 345 295 175;
68 440 575 27 320 91 48 67 430 300 90 0 545 577 407 205 262;
610 360 705 520 835 605 590 610 865 250 480 545 0 190 295 715 400;
641 235 585 550 745 610 625 635 770 285 515 577 190 0 170 645 435;
471 81 435 380 575 440 455 465 600 245 345 407 295 170 0 475 385;
265 480 420 232 125 125 190 161 230 475 295 205 715 645 475 0 467;
255 440 755 235 582 353 310 329 680 150 175 262 400 435 385 467 0]
c1 = [13,14]
c2 = [5,9,16]
c3 = [4,6,7,8,11,12,17]
c4 = [3]
c5 = [2, 10, 15]
c = [c1, c2, c3, c4, c5]
#variable definition
@variable(m, x[1:n,1:n], Bin)
@variable(m, u[1:n])
@variable(m, z[1:n], Bin)
#objective function
@objective(m, Min, sum(cost[i, j] * x[i,j] for i = 1:n for j = 1:n))
# constraints - flow out of node
@constraint(m, sum(x[i,j] for j =1:n for i=1) == 1 )
@constraint(m, sum(x[i,j] for j in c5 for i =1:n) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j in c1 for i =1:n) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j in c2 for i =1:n) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j in c3 for i =1:n) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j in c4 for i =1:n) == 1)
#float into cluster
@constraint(m, sum(x[i,j] for j =1 for i = 1:n) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j=1:n for i =c1) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j=1:n for i =c2) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j=1:n for i =c3) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j=1:n for i =c4) == 1)
@constraint(m, sum(x[i,j] for j=1:n for i =c5) == 1)
# constraints - node order
for i=1:n, j=1:n
if i != 1 && j!=1
@constraint(m, u[i]-u[j]+(n-1)*x[i,j] <= (n-2))
end
end
# constraints - bounds on u
@constraint(m, u[1]==1)
@constraint(m, oneposl[i=2:n], u[i]>=2)
@constraint(m, oneposu[i=2:n], u[i]<=n)
optimize!(m)
println("Objective Value: ", JuMP.objective_value(m))
for i=1:n, j=1:n
if JuMP.value(x[i,j]) > 1-1e-6
println("Edge ", i, "-", j, " ", JuMP.value(x[i,j]))
#println("x:", )
end
end
我尝试了一些不同的约束,但我可以看到我需要对进出每个集群的顺序进行一些约束。
答:
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Dan Getz
11/14/2023
#1
尝试添加:
for i=1:n
@constraint(m, sum(x[i,j]-x[j,i] for j=1:n) == 0)
end
这些约束可确保每个节点(非集群)的内边缘和边缘外边缘数相同。 如果没有此约束,循环可以在一个节点上进入集群,然后从另一个节点退出。
此外,此约束:
@constraint(m, oneposu[i=2:n], u[i]<=n)
可能需要:
@constraint(m, oneposu[i=2:n], u[i]<=length(c)+1)
以确保周期中每个节点的时间限制在周期的长度内。周期的长度是聚类的数量。
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Ida Nielsen
11/14/2023
谢谢,约束帮助了问题,解决了问题!
2赞
Oscar Dowson
11/14/2023
#2
JuMP 文档中有一个关于 TSP 的教程,如果您不想使用 MTZ,该教程可能会有所帮助: https://jump.dev/JuMP.jl/stable/tutorials/algorithms/tsp_lazy_constraints
以下是我编写您的模型的方式(假设我没有犯错,没有彻底检查):
using JuMP
import HiGHS
cost = [
0 506 635 91 385 155 110 130 490 368 154 68 610 641 471 265 255
506 0 355 415 585 475 480 500 605 320 380 440 360 235 81 480 440
635 355 0 602 390 495 560 531 295 675 640 575 705 585 435 420 755
91 415 602 0 347 118 75 94 457 280 63 27 520 550 380 232 235
385 585 390 347 0 240 305 276 120 590 410 320 835 745 575 125 582
155 475 495 118 240 0 65 36 350 365 181 91 605 610 440 125 353
110 480 560 75 305 65 0 29 415 348 138 48 590 625 455 190 310
130 500 531 94 276 36 29 0 386 367 157 67 610 635 465 161 329
490 605 295 457 120 350 415 386 0 625 520 430 865 770 600 230 680
368 320 675 280 590 365 348 367 625 0 240 300 250 285 245 475 150
154 380 640 63 410 181 138 157 520 240 0 90 480 515 345 295 175
68 440 575 27 320 91 48 67 430 300 90 0 545 577 407 205 262
610 360 705 520 835 605 590 610 865 250 480 545 0 190 295 715 400
641 235 585 550 745 610 625 635 770 285 515 577 190 0 170 645 435
471 81 435 380 575 440 455 465 600 245 345 407 295 170 0 475 385
265 480 420 232 125 125 190 161 230 475 295 205 715 645 475 0 467
255 440 755 235 582 353 310 329 680 150 175 262 400 435 385 467 0
]
n = size(cost, 1)
clusters = [
[1],
[13, 14],
[5, 9, 16],
[4, 6, 7, 8, 11, 12, 17],
[3],
[2, 10, 15]
]
model = Model(HiGHS.Optimizer)
@variable(model, x[1:n, 1:n], Bin)
@variable(model, 2 <= u[1:n] <= n)
fix(u[1], 1; force = true)
@objective(model, Min, sum(cost[i, j] * x[i, j] for i in 1:n for j in 1:n))
@constraints(model, begin
# Flow in and out of each node is the same
[i in 1:n], sum(x[i, :]) == sum(x[:, i])
# Flow into cluster is 1
[c in clusters], sum(x[:, c]) == 1
# Flow out of cluster is 1
[c in clusters], sum(x[c, :]) == 1
# MTZ subtour elimination
[i in 2:n, j in 2:n], u[i] - u[j] + 1 <= (n - 1) * (1 - x[i, j])
end)
optimize!(model)
println("Objective Value: ", objective_value(model))
for i in 1:n, j in 1:n
if round(Bool, value(x[i, j]))
println("Edge ", i, "-", j, " ", value(x[i, j]))
end
end
P.S.,如果您需要更多帮助,我们的话语论坛也是一个发帖的好地方:https://discourse.julialang.org/c/domain/opt/13
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Ida Nielsen
11/14/2023
谢谢!感谢您提供讨论组的链接。将毫不犹豫地查看那里的论坛
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