检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：李洁西南交通大学

学位级别：博士

随着我国高速铁路路网规模不断扩大,路网连通性和可达性得到大幅提升,高铁已成为城际间通行的重要交通方式。当前,我国高铁客流需求不断增加,且呈现多样化、个性化的特点,部分路段需要在有限通过能力条件下开行更多列车,以满足旅客出行... 详细信息

随着我国高速铁路路网规模不断扩大,路网连通性和可达性得到大幅提升,高铁已成为城际间通行的重要交通方式。当前,我国高铁客流需求不断增加,且呈现多样化、个性化的特点,部分路段需要在有限通过能力条件下开行更多列车,以满足旅客出行需求。然而,受到列车运输组织方式、旅客出行时空特征、路网设施设备条件等因素的影响,我国高速铁路发展呈现通过能力利用不均衡、局部区域通过能力紧张的特点,部分区段通过能力利用率接近饱和水平,而部分区段存在通过能力利用率较低的情况。通过能力利用率较高的繁忙区段,可能由于难以铺画新的载客列车运行线,而形成通过能力瓶颈,无法满足增长的客流需求。鉴于我国高速铁路网络骨架基本成型、无法大规模扩建新线路,提升现有高速铁路通过能力水平尤为重要。因此,分析高速铁路通过能力影响因素,辨识高速铁路通过能力瓶颈,制定能力瓶颈消解策略,对有效提升通过能力利用水平,满足不断增加的多样化客流需求具有重要意义。本文在系统总结国内外高速铁路通过能力计算方法、能力瓶颈辨识、能力优化利用等研究现状及不足的基础上,开展了通过能力瓶颈识别与消解策略研究。本文给出了通过能力瓶颈概念,并结合我国铁路运营实际数据,采用数理统计手段辨识通过能力瓶颈形成的影响因素,建立通过能力瓶颈识别和瓶颈验证的数学规划模型,分别从单独考虑调整列车运行线、综合考虑旅客出行和调整列车运行线两种角度,研究通过能力瓶颈消解的优化模型和算法,最终实现通过能力瓶颈的消解。本文研究成果丰富了高速铁路通过能力研究理论与方法体系,为通过能力的高效利用提供参考。论文主要完成以下工作:(1)高速铁路通过能力瓶颈形成的影响因素研究。从理论层面定性阐述运行图结构(包括列车停站组合、列车越行以及列车速度差等)、跨线列车开行、客流时空分布特征、客流与运能匹配程度等因素对通过能力瓶颈的影响机理;以我国高铁列车运营及客流输送实际数据为基础,定量分析上述因素对通过能力利用的影响程度。辨识出产生通过能力瓶颈的关键因素为列车停站组合、列车速差以及跨线列车开行等。(2)基于构建饱和运行图获取剩余可用通过能力的能力瓶颈识别方法研究。将给定运行图中可新增的列车运行线数目作为衡量通过能力瓶颈的标准,将通过能力瓶颈定义为能够新增运行线较少的区段。首先,基于UIC406加密运行图理论,在不改变现有列车运行线以及给定备选新增运行线的前提下,考虑列车运行图可行性及列车到发间隔时间等约束,向现有运行图中添加运行线生成饱和运行图,以最小化饱和运行图中列车运行总成本为优化目标,构建通过能力瓶颈识别的整数线性规划模型,获取饱和运行图中各区段新增列车数目,以此辨识线路能力瓶颈。鉴于模型求解难度,设计拉格朗日松弛算法松弛列车到发间隔时间约束,将原问题分解为一系列单个列车的最短径路搜索子问题;基于标号法设计最小时变费用径路搜索算法求解单个列车子问题,获取拉格朗日松弛问题对偶解,基于对偶解设计启发式算法获取模型可行上界解。其次,借鉴UIC406压缩运行图理论,在不改变现有运行图结构的前提下,以最小化压缩运行图中列车运行线占用时间为目标构建整数线性规划模型,以验证通过能力瓶颈识别模型的有效性。算例测试结果表明,本文提出的能力瓶颈识别模型和算法可行性较高,可高效计算路网中新增列车运行线数目,辨识路网能力瓶颈;路网能力瓶颈为衡阳东-长沙南、蚌埠南-济南西以及杭州东-上海虹桥等区段。(3)基于调整列车运行线的通过能力瓶颈消解策略研究。针对通过能力瓶颈致因,提出合理设置列车始发时间窗、灵活设定列车停站时间、减小列车区间运行时间差值和合理安排跨线列车运行时间等能力瓶颈消解策略。综合考虑上述消解策略,在给定运行图中列车运行线可灵活调整的情况下,向运行图中添加列车运行线生成饱和运行图,以最小化既有列车以及新增列车运行线运行总成本为优化目标,基于离散“时间-空间”二维网络构建通过能力瓶颈消解的整数线性规划模型。为高效求解大规模实际问题,设计交替方向乘子法松弛列车到发间隔时间约束,根据模型特征及0-1变量特征将目标函数中二次惩罚项线性化,从而将原始模型分解为一系列单个列车的最短径路搜索子问题。基于交替方向乘子法的滚动求解机制设计原始-对偶算法框架,按照列车资源成本降序对各列车子问题逐一求解,并设计启发式算法获取问题的可行解。算例测试结果表明,调整列车运行线可有效消解能力瓶颈,研究时段内京广高铁平均增开7列列车,衡阳东-长沙南能力瓶颈区段平均增开6列列车,线路通过能力利用水平得到较大的提升;相较于拉格朗日松弛算法,交替方向乘子法可破除求解问题的对称性机制,收敛速度较高,可有效提升可行解质量,减少最优间隙值。(4)通过能力瓶颈消解与旅客出行协同优化研究。鉴调整列车运行线会对现有旅客出行造成一定的影响,在前述通过能力消解模型的基础上进一步考虑旅客出行需求,研究通过能力瓶颈

关键词：高速铁路通过能力瓶颈瓶颈识别瓶颈消解策略整数线性规划模型拉格朗日松弛算法交替方向乘子法

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基于ILP的云端容灾备份中心布局策略

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计算机工程与设计 2017年第7期38卷 1848-1853页

作者：刘卓华黄彩娟所辉杨滨广东机电职业技术学院信息工程学院广东广州510515 江南大学设计学院江苏无锡214122

针对分布式云端容灾系统中备份服务器的放置问题,提出一种基于整数线性规划(ILP)模型的放置策略。基于服务器共享的思想,在满足传输延迟、链路容量等约束下,以最小化备份服务器数量为目标,构建一个ILP模型并进行求解,获得备份服务器的... 详细信息

针对分布式云端容灾系统中备份服务器的放置问题,提出一种基于整数线性规划(ILP)模型的放置策略。基于服务器共享的思想,在满足传输延迟、链路容量等约束下,以最小化备份服务器数量为目标,构建一个ILP模型并进行求解,获得备份服务器的最优放置方案。对服务器故障进行实时监测,当出现故障时,通过Dijkstra算法获得多跳备用路径,保证容灾系统的可靠性。仿真结果表明,该方案比传统"一对一"备份机制所需的备份服务器数量减少40%以上,有效降低了容灾成本。

关键词：分布式容灾系统云计算备份服务器布局整数线性规划模型备用路径

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多租户云计算中基于ILP模型的虚拟机放置策略

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湘潭大学自然科学学报 2016年第4期38卷 71-75页

作者：王准苏顺开广州工商学院计算机科学与工程系广东广州510850 中山大学现代教育技术研究所广东广州510275

针对云计算中多个租户租用计算资源时,分布式数据中心中虚拟机(VM)的优化放置问题,提出一种基于整数线性规划(ILP)模型的VM放置策略.首先,以最小化数据中心之间的通信量为目标,在考虑VM位置和数据中心容量等约束下,构建一个ILP优化模型... 详细信息

针对云计算中多个租户租用计算资源时,分布式数据中心中虚拟机(VM)的优化放置问题,提出一种基于整数线性规划(ILP)模型的VM放置策略.首先,以最小化数据中心之间的通信量为目标,在考虑VM位置和数据中心容量等约束下,构建一个ILP优化模型.然后,提出一种变量聚合方法来简化ILP模型,减少变量数目,提高计算效率.最后,通过求解简化ILP模型来获得VM的最优放置方案.实验结果表明,该方案能有效降低数据中心间的数据通信量,从而降低了通信成本,同时具有较低的计算时间.

关键词：云计算多租户虚拟机放置整数线性规划模型最小化通信量

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自主航行船舶水文传感器网络部署优化研究

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计算机仿真 2020年第10期37卷 312-316页

作者：林彬康天成大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026

如今制约自主航行船舶的主要问题在于其航行受到海洋水文环境的影响,传统的水文传感网络无法提供精确以及实时的信息传输要求,从而无法保证自主航行船舶的航行安全.为此提出自主航行船舶水文传感器网络部署优化研究.基于浮标的水文传感... 详细信息

如今制约自主航行船舶的主要问题在于其航行受到海洋水文环境的影响,传统的水文传感网络无法提供精确以及实时的信息传输要求,从而无法保证自主航行船舶的航行安全.为此提出自主航行船舶水文传感器网络部署优化研究.基于浮标的水文传感网络部署优化问题,以满足网络覆盖要求,以网络能量损耗最小为优化目标,建立整数线性规划模型,并运用优化求解器Gurobi对模型进行求解以获得网络优化部署方案.仿真结果表明,所设计网络部署优化能够为面向自主航行船舶水文传感网络部署提供理论方法和依据.

关键词：自主航行船舶水文传感网络整数线性规划模型

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准粗波分复用光网络优化设计研究

准粗波分复用光网络优化设计研究

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作者：周佳琪苏州大学

学位级别：硕士

互联网流量快速增长导致以光网络为主的通信网络承受了巨大的带宽压力,如何进一步增加光通道传输容量是当前光网络研究的重点。其中,弹性光网络(Elastic Optical Network,EON)虽然凭借其更小的栅格粒度,具有更加灵活的光通道频谱分配能... 详细信息

互联网流量快速增长导致以光网络为主的通信网络承受了巨大的带宽压力,如何进一步增加光通道传输容量是当前光网络研究的重点。其中,弹性光网络(Elastic Optical Network,EON)虽然凭借其更小的栅格粒度,具有更加灵活的光通道频谱分配能力,但其需要部署灵活栅格波长选择开关和设立保护带宽,将显著增加网络硬件成本且可能影响频谱使用效率。这使得关于今天的波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)光网络是否以及如何演进到EON还有待商榷。在这种情况下,成本和频谱高效的准粗波分复用(Quasi-Coarse Wavelength Division Multiplexing,Quasi-CWDM)光网络架构通过增大频谱带宽栅格,能够支持超级光通道从而提升网络传输容量,成为一个重要的解决方案和选择。然而,该新型光网络架构依然存在两个重要问题亟待解决,即IP over Quasi-CWDM网络中的流量疏导问题和混合栅格Quasi-CWDM光网络业务部署问题。本文针对这两个问题展开了深入研究,具体内容如下: 针对IP over Quasi-CWDM网络中的流量疏导问题,本文考虑了 Quasi-CWDM网络光通道线速率可调和光通道带宽可调两种情况,分别构建了一个以最小化网络最大使用频谱资源和网络各链路使用频谱资源方差为联合优化目标的二次规划优化模型。同时考虑到该问题的NP-hard特性,也提出了相应的启发式算法。仿真结果表明,在光通道线速率可调和光通道带宽可调两种情况下,提出的启发式算法与二次规划优化模型都十分接近,验证了启发式算法的高效性。此外,光通道线速率可调的结果总优于光通道带宽可调,这表明Quasi-CWDM网络光通道线速率可调时频谱更加高效。针对混合栅格Quasi-CWDM光网络业务部署的问题,本文构建了一个以最小化网络频谱碎片和最小化网络最大使用频谱资源为联合优化目标的整数线性规划(Integer Linear Programming,ILP)优化模型,同时考虑了两种业务部署策略,即基于节点对顺序(Nodepair-based)和基于频谱粒度顺序(Granularity-based)策略。考虑不同频谱粒度光通道之间的中心频率对频谱分配的影响,本文比较了不同频谱粒度排序下基于频谱粒度顺序策略的结果,并从中选取最佳策略。通过比较网络的频谱碎片数和网络使用最大频谱,发现所选取的基于频谱粒度顺序策略的结果与ILP优化模型的结果非常接近,表明了该策略在光通道中心频率固定下的混合栅格Quasi-CWDM光网络业务部署问题上的有效性。

关键词：光网络超级光通道准粗波分复用流量疏导混合栅格路由,调制格式和波长分配二次规划优化模型整数线性规划模型

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多层网络的生存性研究

多层网络的生存性研究

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作者：袁振涛武汉邮电科学研究院

学位级别：硕士

如今，数据业务的迅猛发展推动了电信传送网络向着高带宽和多业务的方向发展。光传送网络的引入使得传送网络获得了潜在的无限带宽。在这样一种高速、多业务的光传送网中出现任何故障都会造成无法估量的影响和损失，因此，当前对于网络... 详细信息

如今，数据业务的迅猛发展推动了电信传送网络向着高带宽和多业务的方向发展。光传送网络的引入使得传送网络获得了潜在的无限带宽。在这样一种高速、多业务的光传送网中出现任何故障都会造成无法估量的影响和损失，因此，当前对于网络生存性的研究相比过去更加迫切。\n 本文在前人大量网络生存性相关文献研究成果的基础上，对各个单层网络(包括IP、ATM、SDH、WDM、OTN)的生存性技术进行了全面、系统的总结，并对多层网络生存性中的协调机制和保护资源配置方法进行了阐述。\n 网络的多技术性和结构的分域分层特点，决定了网络的生存性尤其是多层网络的生存性已成为急需突破的网络关键技术。多层生存性技术并不是各个单层生存性的简单叠加，如何建立有效的多层生存性协调机制，以避免不同的单层恢复机制之间的竞争；提高层间备用资源的协作和共享性能，降低保护资源的开销，是多层网络生存性研究中须解决的两个关键问题。因此，多层网络生存性的协调策略就是本文的第一个研究重点，并以IP over OTN这一兴起的网络结构作为多层网络生存性研究的网络模型，具体设计了一种联合二层恢复策略，将其与单层生存性策略在容量及恢复速度方面进行了仿真分析和比较，验证了这种多层恢复策略的优越性。\n 对多层网络中空闲资源分配问题的研究是本文的另一个研究重点，针对IP over OTN多层网络结构提出了一种多层网络中能最大共享保护资源的方法。该方法把单层网络保护资源共享的思想扩展到了多层网络的环境中，实现了保护资源在不同网络层之间和同一网络内的同时共享，从而大大减少了保护资源的开销。对该问题使用了整数线性规划模型(ILP)进行描述并进行了对比分析。最后针对多层网络中“失效扩散”的现象，提出了一种多层联合的资源分配方法。该方法通过合理设计上下网络层间的映射关系，保证了下层单链路故障不会同时影响到上层的工作通路和保护通路，在此基础上论文中分几种不同的策略讨论了需预留多少保护资源以保证受影响的业务100%恢复。同时构建了该方法的整数线性规划模型，并进行了对比分析。

关键词：多层网络生存性联合恢复空闲资源光传送网络整数线性规划模型

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改进遗传算法求解分布式置换流水车间调度问题

改进遗传算法求解分布式置换流水车间调度问题

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作者：孙志卫天津理工大学

学位级别：硕士

随着生产全球化和制造企业的规模化,分布式生产调度在各个大型制造企业中广泛应用,成为车间调度研究领域的重点研究问题。分布式车间调度问题的目标是在各约束条件下,对工件进行合理的分配和排序,实现期望的绩效目标。然而,分布式车间... 详细信息

随着生产全球化和制造企业的规模化,分布式生产调度在各个大型制造企业中广泛应用,成为车间调度研究领域的重点研究问题。分布式车间调度问题的目标是在各约束条件下,对工件进行合理的分配和排序,实现期望的绩效目标。然而,分布式车间调度问题的理论研究较少,分布式车间调度问题的整数线性规划模型需要完善,用于解决分布式车间调度问题的算法也十分有限,易过早的陷入局部最优。为了使分布式调度问题最大完工时间最短,有效地解决分布式生产车间调度问题,本文将改进遗传算法用于解决分布式工作车间调度问题。首先,按照最早完工的原则运用K-means方法对工件进行聚类,然后将聚类后的工件均匀地分配到各个车间内,再混合运用NEH和随机两种方式对分配到车间内的工件进行排序,完成对种群的初始化。然后,计算适应度并挑选精英染色体,根据挑选出精英染色体构建并更新概率矩阵,按照区块的组成规则挖掘区块形成区块库,依据区块库和概率矩阵中的信息运用轮盘赌的方式构建人工染色体,将人工染色体注入到人工染色体中。通过基于工厂层次的染色体片段交叉和跨越工厂基于工件排序的染色体片段交叉两种方法对基因进行重组,提高解的多样性。为验证算法的寻优性,将实验结果与其他众所周知的进化算法进行比较,证明所提出算法的有效性。

关键词：分布式置换流水车间遗传算法区块人工染色体整数线性规划模型

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面向功耗空间分布的多电压优化高层次综合

面向功耗空间分布的多电压优化高层次综合

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作者：赵震北京大学

学位级别：硕士

集成电路特征尺寸的不断缩小，以及可移动计算设备和复杂微电子设备的广泛应用，使得低功耗设计逐渐成为深亚微米及纳米级集成电路计算机辅助设计的主流方向之一，而对于某些特殊电路来说甚至占据着主导地位。\n 电路的能耗和功耗的... 详细信息

集成电路特征尺寸的不断缩小，以及可移动计算设备和复杂微电子设备的广泛应用，使得低功耗设计逐渐成为深亚微米及纳米级集成电路计算机辅助设计的主流方向之一，而对于某些特殊电路来说甚至占据着主导地位。\n 电路的能耗和功耗的分布是电路性能的两个重要的评价标准。本文提出了模块峰值功耗的概念，并在此基础上结合多电压技术和整数线性规划模型，提出了使用多周期多电压在整个高层次综合阶段进行多目标优化的方法。\n 对多个测试电路的实验结果表明，多周期多电压技术有效的降低了电路的能耗，并且降低的幅度相当大；同时，模块峰值功耗的引入以及在优化目标中同时考虑周期峰值功耗和模块峰值功耗的优化，确实能够显著而有效的改善功耗在时间方向和空间方向上的分布，使得功耗的分布更为均匀，从而使电路的可靠性得到了有力的保证。研究同时表明，在电路规模不是很大的情况下，使用整数线性规划模型及其相应的算法所付出的时间和空间代价对于获得最优解是有意义的。

关键词：集成电路计算机辅助设计低功耗设计纳米级集成电路多电压技术整数线性规划模型

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基于负载平衡的WDM网络RWA算法研究

基于负载平衡的WDM网络RWA算法研究

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作者：徐玲艳重庆邮电大学

学位级别：硕士

近年来，宽带视频、多媒体等业务日益兴起，特别是Internet业务的快速增长，对骨干网的带宽提出了越来越高的要求。波分复用技术(WDM)以其传输容量大，对高层协议和技术适应性强，以及易于扩展等优点成为光网络领域研究的焦点。因此WDM... 详细信息

近年来，宽带视频、多媒体等业务日益兴起，特别是Internet业务的快速增长，对骨干网的带宽提出了越来越高的要求。波分复用技术(WDM)以其传输容量大，对高层协议和技术适应性强，以及易于扩展等优点成为光网络领域研究的焦点。因此WDM网络的关键技术以及波长分配和路由选择(RWA)技术的光传送网是下一代高速骨干网最具有竞争力的候选者。随着网络技术的发展，各种新的业务相继出现，这些业务在可靠性上有着不同的要求，如何区分业务可靠性是当前网络研究的一个热点。又由于每一条链路都承载了大量的业务，任何链路或节点的失效都将导致巨大的损失，因此在光网络中引入有效的生存性策略是必然的趋势。保护和恢复机制是生存性策略的两种方法，而恢复机制在资源利用率上高于保护方案。本文对如何有效解决RWA问题并实现其优化目标及网络生存性问题进行了研究。\n 在现有的RWA算法中，启发式算法需要将RWA问题拆分为选路与波长分配两个子问题，复杂度比较大。为了能有效降低算法的复杂度，本文采用了整数线性规划算法来解决RWA问题。本文首先针对业务频率树(BFP-Tree)方法路由机制网络阻塞率较低问题，结合了负载平衡思想，改进了一种基于BFP-Tree方法的路由机制，按照网络中各链路使用波长数的统计方差最小作为优化目标，对业务请求进行路由选择，建立整数线性规划模型。通过仿真验证这种路由方案在阻塞概率方面要优于BFP-Tree路由机制，其负载更均衡，提高网络的资源利用率。\n 其次，本文在研究负载平衡的背景下，将使链路波长使用数均衡的负载平衡思想引入到光网络恢复机制中，同时区分业务的可靠性，改进了已有的恢复算法。在负载平衡的条件下保证优先级越高的业务对应的阻塞率较低作为优化目标，建立整数线性规划模型，通过仿真实验验证了该算法的性能良好。该算法不仅降低了全网阻塞率，而且保证了较高优先级的光路建立请求具有较低的阻塞率，更适合现代光网络中不同业务请求对应不同服务等级的要求。

关键词：波分复用 RWA算法负载平衡路由机制整数线性规划模型光网络恢复算法

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生态工业园优化设计数学模型及其应用研究

生态工业园优化设计数学模型及其应用研究

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作者：刘方亮哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

生态工业园区作为工业生态学理论的主要实践，越来越受到全球各国政府的关注。生态工业园区的设计和管理需要建立在定量分析的基础上，目前仍然是一个薄弱环节。\n 本论文引入面向对象分析方法对国内外典型生态工业园区进行拓扑分析... 详细信息

生态工业园区作为工业生态学理论的主要实践，越来越受到全球各国政府的关注。生态工业园区的设计和管理需要建立在定量分析的基础上，目前仍然是一个薄弱环节。\n 本论文引入面向对象分析方法对国内外典型生态工业园区进行拓扑分析，结合新的生态工业园企业分类方法和相关判定，采用归纳法建立了生态工业园物理模型。模型可以分为成员模型和连接模型两部分。\n 在物理模型转换为数学模型的基础上，运用装配线模型和担货郎(TSP)模型对园区生态链以及园区运输费用进行优化。在数学模型中，引入无因次参数对园区成员企业和园区内生态链网络进行定量评价。通过对一个整数线性规划(1LP)问题进行求解来获得有价值的参考信息，包括生态工业园生态链网络的无因次优化指标、任意两个相关企业连接的无因次指标等。该数学优化模型可以作为生态工业园区决策系统的核心模型，也可以用于园区内企业的筛选或成员企业在生态链上的定位。\n 以哈尔滨迎宾路集中开发区为研究对象，通过面向对象分析与企业拓扑分析的结合，对该园区工业生态链进行设计。应用ILP模型对迎宾集中区生态链设计的两种情况进行优化。优化结果定量说明不同情况下生态链设计的优劣。模型用非线性优化软件LINGO求解。

关键词：生态工业园区面向对象分析方法整数线性规划模型担货郎模型 LINGO 优化设计工业生态学

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