学习运筹优化，怎么能少了这些书？

KaaPexei · 发表于 2022-1-17 14:10

转自：微信公众号“工程管理前沿”（Frontiers of Engineering Management官方账号）
作者：
梁哲同济大学
罗志兴南京大学
杜彦良石家庄铁道大学
导语：随着近些年国内运筹优化不断发展，运筹优化的应用领域也越来越趋于多样化，包括交通、物流、航空、制造、金融、管理、医疗、通信、电网等各个领域。要解决好出现在这些领域应用中的运筹优化问题，就需要系统学习运筹优化的理论和技巧。继上一期推出的运筹优化基础学习及进阶学习的经典书单，本期推出的书单不仅适合学习研究运筹优化理论和算法，而且为研究运筹优化在轨道交通领域节能应用提供了优秀范例。

Integer and combinatorial optimization
作者：George L. Nemhauser, Larence A. Wolsey.
出版单位：Wiley Interscience
推荐人：梁哲，同济大学教授
推荐理由：
本书由从事整数规划领域的两位最著名的学者，佐治亚理工的George L. Nemhauser教授和比利时鲁汶大学的Larence A. Wolsey教授撰写。Nemhauser教授也是Cplex和Gurobi的主要开发者Zonghao Gu博士的导师，并参与指导了最早期线性、整数规划求解软件的开发。本书主要分为三个部分，第一部分主要介绍了解决整数规划问题所需要的基础理论，包括基础的图论、多面体理论、线性规划、算法复杂度等。第二部分介绍了解决整数规划的一些经典理论，包括有效不等式、强有效不等式、分支定界、以及利用对偶解决组合优化的相关方法。在第三部分，作者主要论述了一些整数空间多面体（integral polyhedron）的性质和应用。本书也是关于整数规划、组合优化的经典课本和文献。英文书写较好理解，在理论推导之外，还有一定量的例题供读者消化理解。更有特点的是，在每章的最后一节，作者较好地整理了相关内容的发展脉络，使读者不光了解了理论，还了解了相关理论的发展历史。本书需要读者有一定的运筹学基础知识，也适合作为有经验的研究者的查阅手册。

Handbook of Metaheuristics
作者：Gendreau, Michel, Potvin, Jean-Yves.
出版单位：Springer （2019，第三版）
推荐人：罗志兴，南京大学
推荐理由：
运筹优化算法可以大致分为辆类：精确算法和启发式算法。精确算法虽然可以在理论上保证求得最优解，但通常复杂度较大，难以在合理时间内求解大规模算例。而启发式算法虽然不能在理论上保证求得最优解，但通过巧妙的设计，对于大规模算例可以在合理时间内获得高质量的解。因此，从实用的角度来看，启发式算法在应用场景更加丰富。本书非常详细地介绍了目前主流的传统启发式算法，包括禁忌搜索（Tabu Search）、可变邻域搜索（Variable Neighborhood Search）、大规模邻域搜索（Large Neighborhood Search）、迭代邻域搜索（Iterated Local Search）、Greedy Randomized Adaptive Search Procedures、文化基因算法（Memetic Algorithms）、蚁群算法（Ant Colony Optimization）、群体智能算法（Ant Colony Optimization）等。书中除了详细介绍上述这些启发式算法涉及的各种概念外，还包含了它们的实现以及适用问题和场景，内容非常翔实。除了传统的启发式算法外，本书还介绍了一些最近几年比较流行的混合启发式算法（Hybrid Metaheuristics）。这些混合启发式算法通常混合了传统的启发式算法和一些精确算法，例如分支定界（Branch-and-Bound）、数学规划（Mathematical Programming）和约束规划（Constraint Programming）等。这些混合启发式算法的性能在很多问题上要优于传统的启发式算法。本书内容深入浅出，对于读者的运筹优化理论的基础相对不是那么高，因此非常适合初学者作为运筹优化算法的入门学习，同时也可以作为启发式算法研究的参考教材。

Subway Energy-Efficient Management
作者：Xiang Li, Xin Yang.
出版单位：Springer
推荐人：杜彦良，石家庄铁道大学
推荐理由：
城市轨道交通具有准时、安全、高效等特点。近年来，我国在城市轨道交通建设方面取得了突飞猛进的成绩。然而，在城市轨道交通建设迅猛发展的同时，列车运行“高能耗、低能效”问题也日显突出，成为制约我国城市轨道交通行业发展的瓶颈问题之一。因此，研究有效降低城市轨道交通系统能耗的方法，特别是降低列车运行能耗的方法，对我国城市轨道交通的高速可持续发展具有重要意义。本书针对城市轨道交通节能管理问题，从列车运行控制、列车运行调度及其集成、动态、随机优化视角展开了系统研究，包括：分析了列车牵引能耗的构成与度量方法，提出了节能导向的列车最优控制模型与算法；分析了再生电能在城市轨道交通列车之间的形成、传输与吸收机理，提出了面向节能的列车时刻表优化模型与算法；构建了单车运行控制与多车协同调度的集成优化方法；构建了带有动态客流与随机客流的集成优化方法。基于北京地铁亦庄线的数值算例表明：书中提出的模型和算法能够有效降低列车牵引电能消耗、提高再生电能利用量，进而降低列车运行净能耗。综上所述，此书为研究城市轨道交通节能管理问题提供了系统的模型与算法，为城市轨道交通运营管理部门制定节能方案提供了科学依据，具有重要的理论价值和现实意义。
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排版：蒋斯琪

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