运筹学——一门博大精深的经典学科,其本质是应用数学学科。它使用统计学、数学模型和资料科学方法,致力于寻找复杂问题中的最优或近似最优解。
运筹学是一个方法体系,旨在寻找最优策略。在建筑施工图过程中,除了各种规则限定的画法外,还有大量依赖于设计师的经验和理性进行优化设计的地方。例如,如何处理线条连接、构件排布以及平衡各种参数等。从技术角度看,这些设计过程都是决策过程,而决策过程可以被转化为优化问题,进而运用运筹学的方法来解决。
本文将进一步介绍运筹学领域的另一重要分支:混合整数规划方法(Mixed Integer Programming,MIP)。
MIP 方法属于数学规划方法族的一员,其家族还包括线性规划方法、动态规划方法以及组合最优化方法等。由于MIP方法在多种场景下的广泛应用,它受到了学术界和工业界的广泛关注。现在,已经有众多成熟工具可以帮助我们高效地解决 MILP 问题。
那么,什么是 MILP 呢?在解释混合整型线性规划模型之前,我们先来了解一下线性规划模型。任何一个优化问题都可以划分为目标和约束两个部分。当这两个部分都是线性的时候,我们称之为线性规划问题。
在现实问题中,尤其是在我们所关注的建筑识图图自动绘制的场景中,混合整数线性规划问题更为常见。其中,变量的取值范围从连续实数空间变为不连续的整数空间时,问题就从线性规划问题转变为整数规划问题。
对于混合整数规划问题的求解,主要采用的方法包括分支定界法等。这种方法虽然原理清晰但在实现上较为复杂。幸运的是,经过长时间的研究和发展,学术界和产业界已经涌现出许多专门针对混合整数规划问题的求解器。
不同的求解器在求解效率上有所差异。例如,Gurobi 在 MILP 方面具有明显优势。而像 COPT 这样的求解器在线性优化方面已经处于领先地位。
参考文献:
[1]. 相关网站链接或文献提供
[2]. 同上
[3]. 关于运筹学和混合整数规划的学术研究及行业应用文章
[4]. 相关书籍或期刊的介绍及评述
[5]. 百科:关于运筹学的详细介绍和解读