excel求解旅行商问题及实现

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1、Excel求解旅行商问题及实现摘要：旅行商问题历来是大家感兴趣的一个难题，对其求解也有各种算法。Excel中规划求解也是有效解决问题的方案之一，通过介绍其基本原理，求解思路和在旅行商问题中的具体实现步骤，希望能对读者学习Excel的高级应用有很好的借鉴作用。关键词：旅行商问题；规划求解；加载宏1引言旅行商问题（TSP），是假设一个旅行商出于业务需要，要到N个城市去，那么如何找出一条最佳的路径使其能既经过每个城市，又路径最短。旅行商问题在实际工作中有很多具体应用，如货物配送、家用管网规划、网络路由选择等。该类问题与普通的求最短路径的根本区别是：既要经过已知的所有节点，又要从起

2、点到终点形成封闭回路，在满足这两个前提下路径最短。对于较大规模的该类问题，需要通过智能算法（蝙蝠、蚁群等）求解，对于一定规模的旅行商问题可采用Excel的规划求解来解决。2方法概述规划求解是Excel的“可使用加载宏”的一种，它能够对存在多个变量的线性或非线性问题求解，以求出最优值。通过规划求解，可以帮助用户得到最优的设计方案。其工作原理是可以设计多个可调整的单元格，给出这些单元格需遵守的约束条件，同时给出目标单元格的公式，通过改变可变单元格的值，求出目标单元格的最大值、最小值或指定值。3解决方案：以下图为例，共有A、B、C、D、E、F六个城市，它们之间的路径及距离如图1所

3、示3.1打开Excel2010，建立一个工作簿，名为“旅行商问题”3.2在C4:C19单元格，用“9999”来替换如图所示，该步骤是给不存在的路径用一个很大的数来表示，防止以后选择该路径。3.3建立解决模型，如下图所示。在以上模型中，我们用“来源唯一性”限制出发地，用“目标唯一性”限制抵达地，以确保都任何时候只能走一条路径，不能同时存在多条路径。打开Excel2010的“加载宏”选择，选择其中的“规划求解加载项”前的复选框，然后“确定”，操作后我们再打开“数据”选项卡，就能看到“规划求解”。给单元格输入公式，其中，114单元格=sum(cl4：hl4）,填充115:11C2

4、0单元格=sum（cl4：cl9）,填充D20:H20J14单元格=sumproduct（c4：h4,cl4：hl4）,填充jl5:J19J20单元格=sum（jl4：jl9）C14：H19的“单元格格式”我们可以设置为“数字”，选择“自定义”中的“0”，我们用该区域表示实际路径的选择情况，选择即为“1”，不选即为“0”，然后对应出发地、抵达地，形成一条回路。这个区域是可变区域，代表了不同路径的组合可能，j20是规划求解的目标单元格，即总路径，在这里，根据题意我们给j20选“最小值”。3.4观察求解结果，可以看到，选择的路径是：C-A-C,B-D-B，E-F-E,它们不能形

5、成封闭回路，所以不符合要求，为解决这个问题，我们需要加上限制条件，防止返回情况发生，也就是E14和C16不能同时为“1”，F15和D17不能同时为“1”，H18和G19不能同时为“1”在下面可选C23:C25输入这些“添加条件”，C22单元格录入“添加条件”，C23至C25录入公式。C23单元格=E14+C16C24单元格=F15+D17C25单元格=H18+G193.5继续规划求解，可以在“规划求解参数，，对话框中增加约束条件，设置C23:〔25