基于MATALB的CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建

王瑋 何松 楊青斌

摘要：CPLEX求解器是直接應(yīng)用于眾多優(yōu)化問題或模型的求解。然而，截至目前較為完整的CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建的方法與過程的文獻仍未出現(xiàn)。為此，筆者基于算法程序設(shè)計需要，設(shè)計了一整套基于MATALB的CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建方案，目的在于理清CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建的總體思路、方法及過程，為眾多剛?cè)腴T的科研工作者面臨的模型求解問題提供一定的理論與技術(shù)支持，豐富模型求解的理論體系。

關(guān)鍵詞：CPLEXMATALB;模型求解;yalmip

中圖分類號：TP39 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）12-0098-02

0 引言

憑借簡單、快捷、易于移植的優(yōu)良特征，IBM WebSphere ILOG CPLEX已成功應(yīng)用于包括SAP、Oracle、Sabre以及眾多科研單位與機構(gòu)，其可解決的問題大致包括線性規(guī)劃問題、二次方程規(guī)劃問題、二次方程約束規(guī)劃問題以及混合整型規(guī)劃問題等幾類。其中，對于混合整型規(guī)劃問題，由于帶求解變量包括整形變量與其他浮點變量，常規(guī)的諸如PSO（Particle Swarm Organization，PSO）等優(yōu)化算法難以使用該類問題或者模型的求解。

CPLEX平臺構(gòu)建包括IBM WebSphere ILOG CPLEX等關(guān)鍵軟件的下載、CPLEX與yalmip軟件在MATALB平臺上的安裝與測試等多個環(huán)節(jié)，構(gòu)建過程較為繁瑣與復(fù)雜。而且，目前仍見完整的研究文獻就該問題展開詳細、準確分析。為此，筆者基于程序設(shè)計需要，設(shè)計了一整套基于MATALB的CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建方案，目的在于理清CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建的總體思路、方法及過程，為眾多剛?cè)腴T的科研工作者面臨的模型求解問題提供一定的理論與技術(shù)支持。

1 CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建的準備工作

CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建的準備工作主要是指MATALB軟件、CPLEX軟件與yalmip軟件下載工作。鑒于MATALB軟件的使用較為普遍，此處其下載不做贅述。

1.1 CPLEX軟件的下載

CPLEX軟件由IMB公司研制與開發(fā)。雖然，有許多網(wǎng)址或網(wǎng)站給出了CPLEX軟件下載鏈接與下載方式，但多數(shù)下載內(nèi)容與標注名稱不符，即下載的軟件多數(shù)不能使用。由此，CPLEX軟件的下載當從IMB公司給出的官網(wǎng)地址（https：//www.ibm.com/ developerworks/cn/downloads/ws/ilogcplex/），圖1為該軟件下載的登錄界面。

1.2 yalmip軟件的下載

yalmip軟件的下載與CPLEX軟件下載遇到的問題相類似，即許多網(wǎng)址或網(wǎng)站的下載內(nèi)容與標注名稱不符。經(jīng)數(shù)次嘗試與下載，筆者認為該網(wǎng)址https：//yalmip.github.io /？n=Main.HomePage給出的yalmip軟件下載方法較為可靠。圖1為該軟件的下載界面。

2 CPLEX優(yōu)化平臺的構(gòu)建

如前所述，本文涉及的CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建主要基于MATALB軟件平臺。同樣，考慮到MATALB軟件的使用較為普遍，其安裝此處不作贅述。

2.1 CPLEX軟件安裝

由于CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建于MATALB軟件，因此將CPLEX軟件嵌入式安裝于MATALB軟件較為關(guān)鍵。為簡單起見，本文將CPLEX軟件的安裝位置設(shè)置為MATALB軟件中的toolbox文件位置。

具體步驟如下：

1）雙擊打開CPLEX軟件安裝程序（本文選擇的版本為cplex_studio 12.7.1）;2）將CPLEX軟件的安裝位置選擇為MATALB中的toolbox文件位置;3）為便于CPLEX調(diào)用，將MATALB文件的執(zhí)行路徑包含CPLEX相關(guān)安裝文件，如圖2所示。

其中，在步驟3中，需首先選中CPLEX相關(guān)安裝文件，拖動鼠標選中，單擊“添加文件夾”，然后選擇“保存即可”。

2.2 yalmip軟件安裝

同樣，考慮到CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建于MATALB軟件，需將本文將yalmip軟件的安裝位置設(shè)置為MATALB軟件中的toolbox文件位置。具體步驟如下：

1）雙擊打開yalmip軟件安裝程序;2）將yalmip軟件的安裝位置選擇為MATALB中的toolbox文件位置;3）同時，將MATALB文件的執(zhí)行路徑包含yalmip相關(guān)安裝文件，如圖3所示。

與CPLEX軟件安裝過程相類似，在步驟3中，需首先選中yalmip相關(guān)安裝文件，拖動鼠標選中，單擊“添加文件夾”，然后選擇“保存即可”。

3 CPLEX優(yōu)化平臺的測試

圖4為CPLEX優(yōu)化平臺構(gòu)建方案的測試結(jié)果。從測試結(jié)果中可以看出，選擇安裝的CPLEX版本為IBM 12.7.1，即安裝成功。同時，也可以觀測到其他版本（例如IBM 12.7.0與IBM 12.8.0）的CPLEX軟件未見安裝的信息。

CPLEX Optimizing Platform Construction Base on MATLAB

WANG Wei1， HE Song2， YANG Qing-bin3

（1.West Industry Region of Shihezi Energy Investment Co.， Ltd， Shihezi? Xinjiang? 832000;

2.Southern Thermoelectric Plant of Shihezi Energy Investment Co.， Ltd， Shihezi? Xinjiang? 832000;

3.Renewable Energy DepartmentChina Electric Power Research Institute， Nanjing? Jiangsu? 210003）

Abstract：The CPLEX solver is directly applied to many optimization problems or models. However， up to now， a relatively complete literature on the method and process of CPLEX optimization platform has not yet appeared. Therefore， based on the need of algorithmic programming， a complete set of CPLEX optimization platform based on MATALB is designed. The purpose is to clarify the overall idea， method and process of the construction of CPLEX optimization platform， and provide some theoretical and technical support for the problem of model solving for many of the first introductory researchers. The theoretical system of model solving.

Key words：CPLEXMATALB;model solver;yalmip