《交通運(yùn)籌學(xué)》課程教學(xué)大綱（本科）

1、交通運(yùn)籌學(xué)(Transportation Operations Research)課程代碼：04410016學(xué)分：3學(xué)時(shí)：48 （其中：課堂教學(xué)學(xué)時(shí)：48實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0上機(jī)學(xué)時(shí)：0課程實(shí)踐學(xué)時(shí)：0 ）先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù) 專業(yè)導(dǎo)論、程序設(shè)計(jì)等適用專業(yè)：交通工程、交通運(yùn)輸?shù)葘I(yè)教材：運(yùn)籌學(xué)，運(yùn)籌學(xué)教材編寫組，清華大學(xué)出版社，2013年1月第四版一、課程性質(zhì)與課程目標(biāo)（一）課程性質(zhì)運(yùn)籌學(xué)是一個(gè)主要的數(shù)學(xué)分支，其核心是研究?jī)?yōu)化的理論與方法，它廣泛地應(yīng)用現(xiàn)有的科學(xué)技 術(shù)知識(shí)和數(shù)學(xué)方法，解決實(shí)際生活、生產(chǎn)中提出的一些專門問(wèn)題。根據(jù)問(wèn)題的要求，通過(guò)分析和運(yùn) 算，做出綜合性的合理安排，使有限資源發(fā)揮更

2、大的效益，為決策者最優(yōu)決策提供定量依據(jù)。運(yùn)籌 學(xué)的理論與方法已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、財(cái)政金融、交通運(yùn)輸、物資存儲(chǔ)、城市建設(shè)、醫(yī)療 保健、教育科研、經(jīng)濟(jì)管理、事等社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域。本課程是交通工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，屬必修課。本課程的目的是為了適應(yīng)交通工程專業(yè)本科 學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的要求，使學(xué)生學(xué)習(xí)掌握如何應(yīng)用運(yùn)籌學(xué)中的數(shù)量方法與模型來(lái)分析研究交通領(lǐng)域中 的最優(yōu)化設(shè)計(jì)、管理、決策等問(wèn)題。本課程的任務(wù)是：通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握一些運(yùn)籌學(xué) 的基本模型、基本概念、基本理論和基本方法，初步掌握運(yùn)籌學(xué)整體優(yōu)化的思想和若干定量分析的 優(yōu)化技術(shù)，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型分析和解決問(wèn)題的基本過(guò)程和主要方法，培養(yǎng)和提高學(xué)生

3、建立數(shù)學(xué)模型的 綜合能力，以及應(yīng)用軟件解決實(shí)際問(wèn)題的實(shí)踐能力。（二）課程目標(biāo)課程目標(biāo)1:要求以運(yùn)籌學(xué)方法論為指導(dǎo)，掌握運(yùn)籌學(xué)整體優(yōu)化思想。課程目標(biāo)2：掌握運(yùn)籌學(xué)的基本概念和基本理論、掌握線性規(guī)劃、整數(shù)規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃等基本 模型的功能和特點(diǎn)，熟悉其建模條件、步驟以及相應(yīng)的技巧。課程目標(biāo)3：掌握運(yùn)籌學(xué)的基本算法的原理和操作過(guò)程，如單純形法、表上作業(yè)法、匈牙利法、 分支定界法、動(dòng)態(tài)規(guī)劃問(wèn)題解法、最短路算法、最大流算法等等。課程目標(biāo)4：初步掌握運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)的思想和方法，對(duì)交通工程領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行分析和建模。課程目標(biāo)5：會(huì)使用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。（三）課程目標(biāo)與專業(yè)畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)的對(duì)應(yīng)

4、關(guān)系本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計(jì)劃中畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)IT, 2T, 2-3。.畢業(yè)要求1-1:具有解決交通工程問(wèn)題所需的數(shù)學(xué)與自然科學(xué)知識(shí)及其應(yīng)用能力。.畢業(yè)要求2-1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)基本原理運(yùn)用于交通復(fù)雜工程問(wèn)題的建模、表達(dá) 和分析。.畢業(yè)要求2-3：能夠運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)交通系統(tǒng)實(shí)際工程問(wèn)題進(jìn)行仿真、表達(dá)和分析。課程目標(biāo)畢要求指標(biāo)鼾、課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4課程目標(biāo)5畢業(yè)要求1-1畢業(yè)要求2-1畢業(yè)要求2-3/二、課程內(nèi)容與教學(xué)要求第一章線性規(guī)劃（-）課程內(nèi)容運(yùn)籌學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展，線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型，線性規(guī)劃的圖解法及幾何意義，單純形法的原理, 單純形法步驟及過(guò)程，單純形表，單純形

5、法的進(jìn)一步討論，單純形算法的軟件實(shí)現(xiàn)，線性規(guī)劃在交 通領(lǐng)域中的應(yīng)用舉例。（二）教學(xué)要求學(xué)生須掌握：交通領(lǐng)域中簡(jiǎn)單的線性規(guī)劃問(wèn)題建模（例如道路縱坡的優(yōu)化設(shè)計(jì)等等）；兩個(gè)變 量的圖解法；線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)型及規(guī)范型；單純形法的基本步驟，兩階段及大M法的迭代步驟；了 解有關(guān)定理及其內(nèi)容、證明過(guò)程；會(huì)使用LINDO軟件求解線性規(guī)劃問(wèn)題。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握單純形法的基本步驟，兩階段及大M法的迭代步驟；會(huì)采用單純形表解題。.難點(diǎn)了解有關(guān)定理及其內(nèi)容、證明過(guò)程；線性規(guī)劃模型的建立。第二章運(yùn)輸問(wèn)題（-）課程內(nèi)容運(yùn)輸問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型及其特征，運(yùn)輸問(wèn)題的求解思路及相關(guān)理論，表上作業(yè)法，運(yùn)輸問(wèn)題的擴(kuò) 展（產(chǎn)銷不平

6、衡問(wèn)題及轉(zhuǎn)運(yùn)問(wèn)題），運(yùn)輸問(wèn)題的軟件求解，運(yùn)輸問(wèn)題在交通方面的應(yīng)用舉例（例如 交通工程道路施工中的土方調(diào)運(yùn)問(wèn)題）。（二）教學(xué)要求掌握表上作業(yè)法求解簡(jiǎn)單的運(yùn)輸問(wèn)題，掌握轉(zhuǎn)運(yùn)問(wèn)題、產(chǎn)銷不平衡問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型建立方法以 及會(huì)使用LINDO軟件求解運(yùn)輸問(wèn)題，掌握交通方面簡(jiǎn)單的運(yùn)輸問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型的建立。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握表上作業(yè)法的求解過(guò)程；掌握交通方面的運(yùn)輸問(wèn)題數(shù)學(xué)建模方法。.難點(diǎn)掌握轉(zhuǎn)運(yùn)問(wèn)題、產(chǎn)銷不平衡問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型建立方法。第三章目標(biāo)規(guī)劃（-）課程內(nèi)容目標(biāo)規(guī)劃的基本概念及其數(shù)學(xué)模型，目標(biāo)規(guī)劃的圖解法，目標(biāo)規(guī)劃的單純形法，目標(biāo)規(guī)劃的軟 件求解，目標(biāo)規(guī)劃在交通方面的應(yīng)用舉例。（二）教學(xué)要求掌握交通

7、系統(tǒng)中簡(jiǎn)單的目標(biāo)規(guī)劃模型，如特殊要求運(yùn)輸問(wèn)題的目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型的建立，以及 單純形法的求解步驟和目標(biāo)規(guī)劃的LINDO軟件求解，使學(xué)生初步具備將交通工程領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn) 化為目標(biāo)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型并求解的能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握目標(biāo)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型建立。.難點(diǎn)掌握目標(biāo)規(guī)劃的圖解法和目標(biāo)規(guī)劃的單純形法。第四章整數(shù)規(guī)劃（一）課程內(nèi)容整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題及其數(shù)學(xué)模型，分枝定界法，0-1整數(shù)規(guī)劃與隱枚舉法，分配問(wèn)題與匈牙利法， 整數(shù)規(guī)劃的軟件求解，整數(shù)規(guī)劃在交通方面的應(yīng)用舉例。（二）教學(xué)要求了解整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題的實(shí)質(zhì)，掌握交通系統(tǒng)中整數(shù)規(guī)劃模型的建立，如施工規(guī)劃問(wèn)題、公交車乘 務(wù)人員安排問(wèn)題等。掌握分枝定界法與匈牙

8、利法的求解，會(huì)使用LINDO軟件求解整數(shù)規(guī)劃問(wèn)題。使 學(xué)生初步具備將交通工程和交通運(yùn)輸領(lǐng)域的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為整數(shù)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型并求解的能力。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握求解整數(shù)規(guī)劃的分支定界法和求解指派問(wèn)題的匈牙利法。.難點(diǎn)掌握交通系統(tǒng)中整數(shù)規(guī)劃模型的建立。第五章動(dòng)態(tài)規(guī)劃（-）課程內(nèi)容多階段決策問(wèn)題，動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本概念和基本方程，最優(yōu)性定理，動(dòng)態(tài)規(guī)劃的求解方法，動(dòng)態(tài) 規(guī)劃的在交通方面的應(yīng)用舉例。（二）教學(xué)要求了解動(dòng)態(tài)規(guī)劃的基本概念，掌握交通領(lǐng)域中簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型，如最短路問(wèn)題、旅行商問(wèn)題 等。掌握動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)值解法和解析解法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn)L重點(diǎn)掌握動(dòng)態(tài)規(guī)劃的數(shù)值解法和解析解法。.難點(diǎn)掌握動(dòng)態(tài)規(guī)

9、劃模型的建立方法，特別是交通方面的動(dòng)態(tài)規(guī)劃模型的建立。第六章圖與網(wǎng)絡(luò)分析（一）課程內(nèi)容圖與網(wǎng)絡(luò)的基本概念；樹及最小樹問(wèn)題；最短路問(wèn)題：Dijkstra算法和編程實(shí)現(xiàn)；最短路問(wèn) 題：Floyd算法和編程實(shí)現(xiàn)；最大流問(wèn)題：標(biāo)號(hào)法和數(shù)學(xué)模型；最小費(fèi)用最大流問(wèn)題；旅行售貨員 問(wèn)題；中國(guó)郵路問(wèn)題。（二）教學(xué)要求掌握最小樹問(wèn)題的解法，掌握最短路問(wèn)題的的Dijkstra算法和Floyd算法，掌握最大流的標(biāo)號(hào) 法及數(shù)學(xué)模型，掌握最小費(fèi)用最大流的標(biāo)號(hào)法及數(shù)學(xué)模型建立，掌握旅行售貨員問(wèn)題的Hamilton回 路解法，掌握中國(guó)郵路問(wèn)題的解法。（三）重點(diǎn)與難點(diǎn).重點(diǎn)掌握最大流的標(biāo)號(hào)法及數(shù)學(xué)模型；掌握旅行售貨員問(wèn)題的H

10、amilton回路解法，掌握中國(guó)郵 路問(wèn)題的解法。.難點(diǎn) 掌握最短路問(wèn)題的的Dijkstra算法和Floyd算法。三、學(xué)時(shí)分配及教學(xué)方法章（按序填寫）教學(xué)形式及學(xué)時(shí)分配主要教學(xué)方法支撐的課程目標(biāo)課堂 教學(xué)實(shí) 驗(yàn)上機(jī)課程 實(shí)踐小 計(jì)第一章1010講授法、討論法1、 2、 3、 4、 5第二章66講授法、討論法1、 2、 3、 4、 5第三章44講授法、討論法1、 2、 3、 4、 5第四章88講授法、討論法1、 2、 3、 4、 5第五章66講授法、討論法1、 2、 3、 4第六章1414講授法2、3、4合計(jì)1800048四、課程考核考核形式考核要求考核權(quán)重備注平時(shí)作業(yè)不少于5次30%期末考試閉卷70%五、參考書目及學(xué)習(xí)資料1交通運(yùn)籌學(xué)，張文會(huì)，機(jī)械工業(yè)出版社，2014年11月第一版.2道路交通工程系統(tǒng)分析方法，王煒、陸建等，2011年第二版。六、大綱說(shuō)明交通運(yùn)籌學(xué)作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課，具有非常重要的地位。教學(xué)上，主要以運(yùn)籌學(xué)為基 礎(chǔ)