Skip to main content
SUPERVISOR
Naser MollaverdiIsfahani
ناصر ملاوردی اصفهانی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Hiwa Esmail zadeh
هیوا اسمعیل 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.
در حالت کلیکاربرد الگوریتم های عمومی برای حل مسایل برنامه ریزی خطی در مقیاس بزرگ مطلوب نیست. تحقیقات زیادی در زمینه توسعه الگوریتم های خاص برای این دسته از مسایل در جریان است. محققین با استفاده از روش های مختلف، الگوریتم های متنوعی ارائه داده اند که هر یک دارای ویژگی های خاص خود می‌باشد. در این پایان نامه، یک روش شبه نیوتنی حافظه محدودBFGS برای حل مسایل برنامه ریزی خطی با تعداد محدودیت‌های بسیار زیادو تعدادمتغیرهایزیاد، ارائه شده است. در این روش با استناد به تحقیقات پیشین، ابتدا به کمک یک تابع جریمه بیرونی، یک مسئله بهینه‌سازی غیر‌خطی بدون محدودیت (یک تابع محدب قطعه قطعه درجه دو) تشکیل می شود که معادل مسئله اصلی برنامه ریزی خطی است و نشان داده خواهد شد که مسئله حداقل سازی این تابع همان شرایط بهینگی حداقل نُرم مسئله دوگان است. نتیجه بهینه سازی این تابع جواب دوگان و در نتیجه جواب مسئله اولیه است.در این روش جواب نرمال (پایه) مساله برنامه‌ریزی خطی بدست می‌آید. در تحقیقات پیشین، از یک الگوریتم نیوتن سریع برای حل این تابع استفاده شده است. ما برای بالا بردن کارائی الگوریتم از یک روش شبه نیوتنی حافظه محدود BFGS با طول گام ثابت در هر تکرار استفاده کرده‌ایم. جهت استفاده شده برای الگوریتم جدید برآوردی از جهت نیوتن می‌باشد. برای مقایسه عملکرد الگوریتم پیشنهادی با الگوریتم ارائه شده در ادبیات و نرم‌افزار CPLEX-Dual، بیش از 250 مسئله تصادفی با ابعاد مختلف و با جواب بهینه و مقدار بهینه تابع هدف تولید شدند. با مقایسه نتایج محاسباتی، در می‌یابیم که الگوریتم جدید پیشنهادی کارایی بالاتری نسبت به بقیه روش‌ها دارد. نتایج محاسباتی برای مسائل در مقیاس کوچکتقریباً عملکرد یکسانی با الگوریتم نیوتن و سیمپلکس دوگان دارد. ولیدر حل مسائل با مقیاس بزرگ الگوریتم شبه‌نیوتنی پیشنهادی مسائل را سریع‌تر از دو روش دیگر حل می‌نماید. ضمن اینکه روش پیشنهادی مسائلی را که الگوریتم نیوتن و سیمپلکس دوگان به دلیل کمبود حافظه از حل آن عاجزند را نیز با کارایی بسیار خوبی حل می‌کند. الگوریتم پیشنهادی علاوه بر اینکه به حافظه بسیار کمتری در مقایسه با روش نیوتن نیاز دارد، از سرعت و کارایی بالاتری نیز برخوردار است و با این ویژگیها قادر است دامنه وسیع‌تری از مسایل برنامه‌ریزی خطی و ابعاد بزرگ‌تری از آنها را حل کند. علاوه بر این‌ها، الگوریتم جدید قادر است مسایلی با ساختار مربع شکل (نزدیک بودن تعداد متغیرها و محدودیت‌ها) را بطور کارایی حل کند و نیازی به فرض موجود در الگوریتم‌های قبلی که تعداد محدودیت‌ها بسیار بزگ‌تر از تعداد متغیرها باشد ندارد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی