运筹学在交通运输业中的应用

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1、运筹学在交通运输业中的应用学院：公路学院专业：交通工程姓名：学号：指导教师：导师：完成时间：二〇一〇年十二月运筹学在英国称为OperationalResearch，在美国叫做OperationResearch，我国台湾译作作业研究，大陆1957年参照《史记一汉高祖本纪》中的词句译为运筹学(以下简称OR)。它作为20世纪新兴的一门学科，至今已走过了五十多年的历程。关于运筹学是什么，学术界曾分别由P.M.Morse与G．E．Kimball、R．L．Ackoff与E.L.Amoff、S．Beer提出过三个典型的定义。P．M．Mo

2、rse与G．E．Kimball认为运筹学就是“一种科学方法，提供执行者有关他们管辖下的作业的一些计量性的决策基础”[1]。R．L．Ackoff与E．L．Amoff则认为：运筹学是“将科学的方法、技术与工具应用于系统的作业上使管辖下的作业问题获得最佳的解决”[2]。最为全面的定义由S．Beer给出，他以为运筹学是“一种近代科学的研究，研究人、机器、材料与资金在其周围环境中所发生的有关管理与控制的概率性承担意外风险问题。其独特的技术是根据情况利用科学模式，经由量测、比较以及对可能行为的预测而提出一个管制策略。”[3]根据这三个

3、定义可以归纳出运筹学学科的基本内涵：1）研究对象是有组织的系统，解决的是其中的管理问题。2）应用的工具是科学的方法、技术与工具。其中以模型方法与数学定量方法运用最多。“其应用范围仅限于科学方法可以完满应用的范围。”[4]服务的对象是决策者与执行者，提供一个有效、实用的决策方案，作为其决策判断的依据。3）最终目的是使有组织系统中的人、财、物和信息得到最有效的利用，使系统的产出最大化。运筹学范畴的基本内涵决定了它借以区别于其他科学学科的主要特征：第一，系统导向性，重视改善系统部分与整体间的关系。其次，多学科性。其中包括所涉及的

4、问题领域的多学科性、应用方法的多学科性、团队的多学科性。第三，重视效益与费用的比较，在降低成本费用的基础上追求系统效益和产出的最优化。该学科研究的程序为：1．明确问题(可采用观察、类比、运作分析、运作实验、虚拟事实等方法)；2．构造模型(通常分为确定性、随机性、决策性三种模型，有直接分析、类比、数据分析、试验分析、构想五种构造方法)；3．提出解决方案；4．检验模型与方案；5．应用与控制方案。常见的几种重要的OR问题类型主要有：1．分配；2．库存；3．更新与维护；4．排序与协调；5．排队；6．网络路线；7．竞争性问题；8．搜

5、索问题，等等。1运筹学发展历史运筹学经历了一个从无到有、逐渐成熟的发展过程。按其在不同时期所表现出的特点，可将其发展划分为如下四个阶段：1）萌芽阶段（一战时期）现代OR思想则出现于一战期间。1916年英国工程师F．W．Lanehester在《战斗中的飞机》一文中，首先提出用常微分方程组描述敌对双方消灭过程，定性地说明了集中兵力的原理。Edang在20世纪初期发展了排队论，提出了一些著名的公式，并将之应用于哥本哈根电话交换机的效率研究。天文学家HoraceC．Levinson在20年代开始运用运筹思想研究零售问题，分析了商业

6、广告和顾客心理。英国生理学家希尔为首的英国国防部防空试验小组在一战期间开展了高射炮利用研究。英国人莫尔斯(Morse)建立的分析海军护航舰队损失的数学模型，也是最早进行的oR工作。这一时期做出的努力、积累的经验和探索的结果为OR日后的发展奠定了基础。2）兴起阶段（二战时期）“我们应该认定作为一个有条理的专业领域的OR起源，是从第二次世界大战中分析家的工作开始的一段连续历史计算。”l71935～1938年被视作OR基本概念酝酿期。3）蓬勃发展时期（二战后）战后，OR的重心开始转移，逐步民用化。在英国，大量OR工作者由军队转至

7、政府及产业部门。50年代后期，因美国发展的刺激，英国的工业OR发展大大提速。OR被广泛应用于政府机构、国有部门、企业界。“至1963年，应用运筹学的行业已有飞机和导弹制造、玻璃、金属、矿业、包装、造纸、炼油、照相器材、印刷和出版、造鞋、纺织、烟草业、运输、木材加工、餐业和民意调查等。很多大企业都设有自己的专业运筹队伍和小组，如ICI、NCB、UnitedSteel、EshElectric，BISRA、Unilever等。至1970年，运筹已渗入到几乎所有的政府部门和机构。”[5]1）衰落时期（70年代）经历了战后“黄金时期

8、”的飞速发展之后，OR从70年代起进入了一个衰落阶段：①从70年代起，它对企业经营管理的影响已大不如前。到了80、90年代，全社会各行业、部门内的OR小组关闭数目不断增多，呈逐年上升之势，艰难生存下来的、为数不多的小组也基本集中在政府、公共部门、制造业及运输业；大量的OR专业人员或转行、或被裁减。②OR