背景音乐: Demons - Imagine Dragons
最近在研究选址问题,顺便就做了一个归纳整理。 这篇文章是第一部分,关于传统的、基于统计学的选址。 之后会有另一篇,是关于机器学习、深度学习在现代的选址问题的应用。
【来自百度】选址问题是运筹学中经典的问题之一。选址问题在生产生活、物流、甚至军事中都有着非常广泛的应用,如工厂、仓库、急救中心、消防站、垃圾处理中心、物流中心、导弹仓库的选址等。选址是最重要的长期决策之一,选址的好坏直接影响到服务方式、服务质量、服务效率、服务成本等,从而影响到利润和市场竞争力,甚至决定了企业的命运。好的选址会给人民的生活带来便利,降低成本,扩大利润和市场份额,提高服务效率和竞争力,差的选址往往会带来很大的不便和损失,甚至是灾难,所以,选址问题的研究有着重大的经济、社会和军事意义。
所谓选址问题,就是指在规划区域里选择一个或多个设施的位置,使得目标最优 。 PS:这个“设施”可以是工厂、饭店等实体,为了统一,我们都称呼它为设施。
从它的定义,我们可以抓住四个要素:设施、规划区域、位置(距离)、目标,我们来一个个分析:
按照设施的空间维度划分,可以将选址问题分为:
还有,按照设施的规划数量划分,可以将选址问题分为:
按照规划区域的结构划分,可以将选址问题分为:
或许说距离会更合适,因为我们确定设施位置的目的,就是为了获得设施与其他需求点的距离。 按照设施与需求点位置的关系,可以将所要获取的距离分为:
我们的目标是找到最好的位置,那么什么是最好的位置呢,换句话说,该如何量化这个目标呢?距离最短、费用最少、利润最大,或者其他定制的目标? 按照目标的数量,可以将选址问题分为:
可能洋洋洒洒看了上面一堆,对于选址问题还是没有一个清晰的概念,所以我整理了三个选址问题中的基本问题。而目前选址问题里的一些难题,都是它们的拓展(或者说延伸),比如无容量限制设施选址问题。
研究:在备选设施集合里,如何选择p个设施,使所有需求点得到服务,并且需求点到其最近设施的加权距离总和最小。
这是一个MinSum问题,可由以下整数规划模型表示:
应用场景:在物流领域应用得非常广泛,加权距离代表了运输成本,目标是总成本最少。
研究:在备选设施集合里,如何选择p个设施,使所有需求点得到服务,并且每个需求点到其最近设施的最大距离最小。
这是一个MinMax问题,可由以下整数规划模型表示(符号说明与上面类似):
应用场景:应急设施的选址,比如警局、消防局、医院,要求尽可能快地到达任意位置。
覆盖问题分为最大覆盖问题和集覆盖问题两类。
应用场景:追求覆盖面的场景,比如移动基站的选址、物流中心的选址。
对于算法的解释,我总是比较偷懒的,因为解释起来很麻烦,所以就做个总结,感兴趣的话再自行搜索哈。
按照求解的方式,可以分为:
“定性”很好理解,不要求具有统计意义,但是凭借研究者的经验以及有关的技术,能有效地洞察研究对象的性质,以及可能带来的影响等。
一般是如下步骤:
常用的评价方法有:加权因素评分法、模糊综合评判法、风险型方法、德尔菲法(Delphi)
定性方法有着明显的缺点——受主观影响极大。可实际过程中,很多东西都是无法定量的,比如政策、环境的影响~因此定性分析具有非常强的实际意义,往往与定量分析相辅相成。
给大家介绍一个效率挺高的算法,不一定最好,但我看了还不错,很多作者靠它水了一些文章哈哈哈~
目标是从N个备选位置里,选择p个位置建设施,使得目标最优。
该算法的优点和缺点:
因为时间太短,没时间研究得太深,其他算法就不班门弄斧了~
下回试试用Python解决几个实际问题。