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大M变换法

大M变换法

作者: alue | 来源:发表于2022-09-21 20:25 被阅读0次

在调用整数规划求解器时,约束条件必须是线性的,这时候怎么表达 x \neq y 呢 ?
在整数规划中:x \neq y 就意味着 x \le y-1 或者 x \ge y+1. 但最优化工具不允许有这种“或”的操作啊。它只能处理线性的目标函数和约束条件。

这就是工程问题跟科学问题之间的区别。我们想要利用已有的工具,就要想方设法去满足它的应用条件。

这里给出 Big-M 转换技巧。

在整数规划中:
x \neq y
等价于以下以下两个不线性不等式约束
x \le y-1+bM
x \ge y+1-(1-b)M

其中 M 是一个非常大的常数,可以根据问题的实际来设置。b 是引入的布尔变量。

如何理解呢?
b=0 时,上面的不等式等价于
x \le y-1
x \ge y+1-M

由于M很大,第二个不等式肯定会满足,所以相当于没有。同理,当 b=1 时,上面的不等式等价于x \ge y+1

b 要不就等于1,要不就等于0,这就等同于 x \le y-1 或者 x \ge y+1

在工程问题中,通过引入大数M和布尔变量b,就实现了约束条件线性化。

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