Skip to main content
SUPERVISOR
Naser MollaverdiIsfahani
ناصر ملاوردي اصفهاني (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hiwa Esmail zadeh
هيوا اسمعيل زاده

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی صنایع
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390
In general, the application of the general algorithm for solving linear programming problems on a large scale is not desirable.Many researches develop specific algorithms forthese groups of problems are ongoing. Researchersby usingvarious methodshave introduced variety of algorithms that each of which have their own features. In this thesis, a quasi-Newton limited memory BFGS method is proposed for solving linear programs witha very large number of constraints and a very large number of variables. In this method, referring to the previous researches, an exterior penalty function - an unconstraint optimization problem - is developed. This function is a piecewise quadratic convex function which is equivalent to our primal problem and solving this optimization problem leads to solving primal problem. In previous research, a fast newton algorithm is utilized to solve this function. This method acquires solution of least-2- norm of linear programming. For improving the efficiency of newton method, we used the quasi-Newtonlimited memory BFGS method with the fixed step length to solve super large-scale linear programming problems. Direction of this new algorithm is approximating newton’s direction.For comparing our proposed algorithm with other algorithms, over 250 random linear programming problems with their optimal point and objective function are generated. By comparing numerical results, we find that our proposed new algorithm efficiency is higher than other methods. Computational results for small-scale problems are almost the same with the dual simplex algorithm and Newtonmethod. And for large scale,the proposed quasi-Newton algorithm will solve the problem faster than other methods. Moreover, the CPLEX-Dual software and the Newton algorithm for the problems that they are unable to resolve due to lack of memory error can be solved with great efficiency.
چکيده در حالت کليکاربرد الگوريتم هاي عمومي براي حل مسايل برنامه ريزي خطي در مقياس بزرگ مطلوب نيست. تحقيقات زيادي در زمينه توسعه الگوريتم هاي خاص براي اين دسته از مسايل در جريان است. محققين با استفاده از روش هاي مختلف، الگوريتم هاي متنوعي ارائه داده اند که هر يک داراي ويژگي هاي خاص خود مي‌باشد. در اين پايان نامه، يک روش شبه نيوتني حافظه محدودBFGS براي حل مسايل برنامه ريزي خطي با تعداد محدوديت‌هاي بسيار زيادو تعدادمتغيرهايزياد، ارائه شده است. در اين روش با استناد به تحقيقات پيشين، ابتدا به کمک يک تابع جريمه بيروني، يک مسئله بهينه‌سازي غير‌خطي بدون محدوديت (يک تابع محدب قطعه قطعه درجه دو) تشکيل مي شود که معادل مسئله اصلي برنامه ريزي خطي است و نشان داده خواهد شد که مسئله حداقل سازي اين تابع همان شرايط بهينگي حداقل نُرم مسئله دوگان است. نتيجه بهينه سازي اين تابع جواب دوگان و در نتيجه جواب مسئله اوليه است.در اين روش جواب نرمال (پايه) مساله برنامه‌ريزي خطي بدست مي‌آيد. در تحقيقات پيشين، از يک الگوريتم نيوتن سريع براي حل اين تابع استفاده شده است. ما براي بالا بردن کارائي الگوريتم از يک روش شبه نيوتني حافظه محدود BFGS با طول گام ثابت در هر تکرار استفاده کرده‌ايم. جهت استفاده شده براي الگوريتم جديد برآوردي از جهت نيوتن مي‌باشد. براي مقايسه عملکرد الگوريتم پيشنهادي با الگوريتم ارائه شده در ادبيات و نرم‌افزار CPLEX-Dual، بيش از 250 مسئله تصادفي با ابعاد مختلف و با جواب بهينه و مقدار بهينه تابع هدف توليد شدند. با مقايسه نتايج محاسباتي، در مي‌يابيم که الگوريتم جديد پيشنهادي کارايي بالاتري نسبت به بقيه روش‌ها دارد. نتايج محاسباتي براي مسائل در مقياس کوچکتقريباً عملکرد يکساني با الگوريتم نيوتن و سيمپلکس دوگان دارد. وليدر حل مسائل با مقياس بزرگ الگوريتم شبه‌نيوتني پيشنهادي مسائل را سريع‌تر از دو روش ديگر حل مي‌نمايد. ضمن اينکه روش پيشنهادي مسائلي را که الگوريتم نيوتن و سيمپلکس دوگان به دليل کمبود حافظه از حل آن عاجزند را نيز با کارايي بسيار خوبي حل مي‌کند. الگوريتم پيشنهادي علاوه بر اينکه به حافظه بسيار کمتري در مقايسه با روش نيوتن نياز دارد، از سرعت و کارايي بالاتري نيز برخوردار است و با اين ويژگيها قادر است دامنه وسيع‌تري از مسايل برنامه‌ريزي خطي و ابعاد بزرگ‌تري از آنها را حل کند. علاوه بر اين‌ها، الگوريتم جديد قادر است مسايلي با ساختار مربع شکل (نزديک بودن تعداد متغيرها و محدوديت‌ها) را بطور کارايي حل کند و نيازي به فرض موجود در الگوريتم‌هاي قبلي که تعداد محدوديت‌ها بسيار بزگ‌تر از تعداد متغيرها باشد ندارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی