《礦業(yè)系統(tǒng)工程》課程教學(xué)大綱

1、礦業(yè)系統(tǒng)工程課程教學(xué)大綱課程英文名稱：Mining System Engineering課程編號：133991620課程類別：專業(yè)課課程性質(zhì)：必修課學(xué) 分： 3學(xué) 時：48（其中：講課學(xué)時：48 ；實驗學(xué)時：0 ；上機學(xué)時:0 ）適用專業(yè)： 采礦工程開課部門： 環(huán)境與資源學(xué)院一、課程教學(xué)目的和課程性質(zhì)本課程為采礦工程專業(yè)必修學(xué)科基礎(chǔ)課程。開設(shè)本課程的目的旨在使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，一為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)，二是學(xué)習(xí)運籌學(xué)中提出問題、分析問題、解決問題的思路和方法，從而能夠運用所學(xué)的知識來解決以后工作中可能遇到的各種問題。二、本課程與相關(guān)課程的關(guān)系先修課程：高等數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、概率論與數(shù)量統(tǒng)計三、課

2、程的主要內(nèi)容及基本要求第1單元 線性規(guī)劃 （12學(xué)時）知 識 點1. 系統(tǒng)工程基本概念、思維方式、運籌學(xué)基本屬性；2. 線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型、基本概念及線性規(guī)劃的幾何性質(zhì)；3. 線性規(guī)劃（含二個變量）的圖解法；4. 線性規(guī)劃的單純形法：一階段法、大M法、兩階段法；5. 線性規(guī)劃解的判斷；6. 對偶規(guī)劃的對偶理論及其應(yīng)用。重 點1. 線性規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型、基本概念及線性規(guī)劃的幾何性質(zhì)；2. 線性規(guī)劃的單純形法：一階段法、大M法、兩階段法；3. 線性規(guī)劃解的判斷；難 點1. 線性規(guī)劃的單純形法：一階段法、大M法、兩階段法；2. 線性規(guī)劃解的判斷；基本要求1、識 記：系統(tǒng)工程、線性規(guī)劃、 運籌學(xué)、數(shù)學(xué)模

3、型、線性規(guī)劃、線性規(guī)劃解的性質(zhì)、對偶規(guī)劃2、領(lǐng) 會：線性規(guī)劃的標(biāo)準(zhǔn)形式、單純形法、對偶定理3、簡單應(yīng)用：能應(yīng)用一階段法、大M法、兩階段法求解線性規(guī)劃問題；能根據(jù)對偶定理，判斷原問題與對偶問題的解關(guān)系4、綜合應(yīng)用：根據(jù)提出的問題，能建立相應(yīng)的線性規(guī)劃數(shù)學(xué)模型，并正確求解第2單元 運輸問題 （ 4學(xué)時）知 識 點1. 運輸問題的表示：線性規(guī)劃模型、運輸平衡表2. 初始基礎(chǔ)可行解：西北角法、最小元素法、沃格爾(Vogel)法；3. 非基變量的檢驗：閉回路法、位勢法；4. 基可行解的改善：閉回路法；5. 特殊運輸問題轉(zhuǎn)換為平衡運輸問題。重 點1. 初始基礎(chǔ)可行解：西北角法、最小元素法、沃格爾(Voge

4、l)法；2. 非基變量的檢驗：閉回路法、位勢法；3. 基可行解的改善：閉回路法；難 點1. 沃格爾(Vogel)法求解初始調(diào)運方案；2. 非基變量的檢驗：閉回路法、位勢法?；疽?、識 記：運輸問題、表上作業(yè)法、平衡運輸問題、不平衡運輸問題、閉回路、罰數(shù)、退化、數(shù)字格、空格、位勢2、領(lǐng) 會：西北角法、最小元素法、沃格爾(Vogel)法、閉回路法、位勢法、特殊運輸問題轉(zhuǎn)換為平衡運輸問題3、簡單應(yīng)用：能應(yīng)用表上作業(yè)法求解運輸問題及特殊運輸問題 4、綜合應(yīng)用：根據(jù)提出的問題，能建立相應(yīng)的運輸問題模型，并正確求解第3單元 整數(shù)規(guī)劃 （6學(xué)時）知 識 點1. 整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型及解的基本框架；2. 整

5、數(shù)規(guī)劃的一般解法：分枝定界法；3. 0-1規(guī)劃數(shù)學(xué)模型及其求解枚舉法、隱枚舉法；4. 分派問題的數(shù)學(xué)模型及匈牙利法；5. 特殊分派問題的解法。重 點1. 整數(shù)規(guī)劃的一般解法：分枝定界法；2. 0-1規(guī)劃數(shù)學(xué)模型及其求解枚舉法、隱枚舉法；3. 分派問題的數(shù)學(xué)模型及匈牙利法；4. 特殊分派問題的解法。難 點1. 整數(shù)規(guī)劃的一般解法：分枝定界法；2. 分派問題的數(shù)學(xué)模型及匈牙利法；基本要求1、識 記：整數(shù)規(guī)劃、分解、衍生、松馳、分枝、定界、0-1規(guī)劃、枚舉法、隱枚舉法、分派問題、匈牙利法、獨立0元素2、領(lǐng) 會：分枝定界法、隱枚舉法、匈牙利法、特殊分派問題變換為普通分派問題3、簡單應(yīng)用：能應(yīng)用分枝定界

6、法求解一般整數(shù)規(guī)劃；能應(yīng)用隱枚舉法求解0-1規(guī)劃問題；能匈牙利法求解分派問題4、綜合應(yīng)用：根據(jù)提出的問題，能建立一般整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型并正確求解；能建立0-1規(guī)劃數(shù)學(xué)模型并正確求解；能建立分派問題數(shù)學(xué)模型并正確求解第4單元 動態(tài)規(guī)劃 （ 6學(xué)時）知 識 點1. 動態(tài)規(guī)劃的基本概念及主要參數(shù)；2. 最優(yōu)化原理、基本方程和狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程的建立；3. 動態(tài)規(guī)劃模型的建立和求解；4. 動態(tài)規(guī)劃的應(yīng)用資源分配問題、求解非線性規(guī)劃問題、排序問題等。重 點1. 動態(tài)規(guī)劃模型的建立和求解； 難 點1. 最優(yōu)化原理及狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程的建立基本要求1、識 記：動態(tài)規(guī)劃、多階段決策過程、階段、狀態(tài)、決策、策略、指標(biāo)函數(shù)、

7、階段收益、指標(biāo)函數(shù)、無后效性2、領(lǐng) 會：最優(yōu)化原理、狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程、離散確定型動態(tài)規(guī)劃的逆向遞推尋優(yōu)法3、簡單應(yīng)用：能應(yīng)用逆向遞推尋優(yōu)法求解離散確定型動態(tài)規(guī)劃；能應(yīng)用動態(tài)規(guī)劃方法求解非線性規(guī)劃問題和二機床排序問題4、綜合應(yīng)用：根據(jù)提出的問題，能建立動態(tài)規(guī)劃的模型并正確求解 第5單元 圖論與統(tǒng)籌方法 （14學(xué)時）知 識 點1. 圖的基本概念；2. 圖的矩陣表達(dá)方式(相鄰和關(guān)聯(lián)矩陣)；3. 歐拉圖及哈密爾頓回路的性質(zhì)及其應(yīng)用；4. 樹的概念及其特點、最小生成樹的求法；5. 最短路問題的算法；6. 網(wǎng)絡(luò)流的基本概念、求最大流的方法；7. 最小費用最大流(賦權(quán)法) ；8. 網(wǎng)絡(luò)圖及其繪制、計算時間參數(shù)及

8、確定關(guān)鍵路。重 點1. 最小生成樹的求法；2. 最短路問題的計算；3. 網(wǎng)絡(luò)最大流的計算方法；4. 最小費用最大流(賦權(quán)法)的計算 ；5. 網(wǎng)絡(luò)圖及其繪制、計算時間參數(shù)及確定關(guān)鍵路。難 點1. 圖的矩陣表達(dá)方式；2. 最短路問題的計算；3. 網(wǎng)絡(luò)最大流的計算方法；4. 最小費用最大流(賦權(quán)法)的計算 ?；疽?、識 記：圖及其基本概念、歐拉圖、哈密爾頓回路、單代號法、關(guān)鍵線路、時間參數(shù)2、領(lǐng) 會：圖的矩陣表示、最小樹、最短路、最大流、最小費用最大流、網(wǎng)絡(luò)圖3、簡單應(yīng)用：能應(yīng)用破圈法和避圈法求解最小樹；能應(yīng)用Dijkstra算法求解點與點間最短路、應(yīng)用矩陣算法求解點對間最短路；能應(yīng)用標(biāo)號法求解

9、網(wǎng)絡(luò)最大流和最小費用最大流；能繪制網(wǎng)絡(luò)圖并計算各時間參數(shù)和確定關(guān)鍵線路。4、綜合應(yīng)用：根據(jù)提出的問題，能建立圖形模型并選擇合適的圖論方法進(jìn)行正確求解第6單元 決策分析 （ 4學(xué)時）知 識 點1. 決策分析基本概念和決策模型；2. 非確定型決策的決策方法；3. 風(fēng)險型決策的決策方法，以及決策樹。重 點1. 非確定型決策的決策方法；2. 風(fēng)險型決策的決策方法，以及決策樹。 基本要求1、識 記：決策分析、決策準(zhǔn)則、2、領(lǐng) 會：非確定型決策、風(fēng)險型決策 3、簡單應(yīng)用：能對非確定型問題進(jìn)行樂觀法、悲觀法、折衷法、最小后悔傎決策；能對風(fēng)險型問題應(yīng)用決策樹進(jìn)行決策4、綜合應(yīng)用：能根據(jù)問題的性質(zhì)，進(jìn)行合理的決

10、策 第7單元 系統(tǒng)工程實踐方法介紹 （2學(xué)時）知 識 點1. OR等軟件2. 規(guī)劃求解方法基本要求1、識 記：規(guī)劃求解基礎(chǔ)知識、矩陣計算 2、領(lǐng) 會：規(guī)劃求解規(guī)劃求解求解線性規(guī)劃、運輸問題、整數(shù)規(guī)劃3、簡單應(yīng)用：能應(yīng)用規(guī)劃求解，求解線性規(guī)劃、運輸問題、整數(shù)規(guī)劃等問題學(xué)時分配 知識單元理論學(xué)時線性規(guī)劃12運輸問題4整數(shù)規(guī)劃6動態(tài)規(guī)劃6圖論與統(tǒng)籌方法14決策分析4系統(tǒng)工程實踐方法介紹2合計48四、教學(xué)方法與手段本課程的理論教學(xué)主要采用課堂講授、多媒體方式進(jìn)行教學(xué)，由于時間的關(guān)系，有少量的內(nèi)容由學(xué)生自學(xué)完成；每個知識點講授后均布置一定量的作業(yè)需完成；上機練習(xí)由學(xué)生自由完成，期末考試前教師抽查學(xué)生練習(xí)的情況。五、考核要求、方式與成績評定考核要求：題庫出題，試題覆蓋除動態(tài)規(guī)劃、系統(tǒng)工程實踐外的全部教學(xué)內(nèi)容 考核形式：考試成績評定：采用結(jié)構(gòu)評分，期末考試成績占50%，作業(yè)占20%，上機實踐占10%，相關(guān)文獻(xiàn)閱讀及其綜述（或其他方式）占20% 六、選用教材、講義和主要參考書選用教材1.運籌學(xué)原理與方法，郭耀煌編著，西南交通大學(xué)出版社，2000主要參考書1.運籌學(xué)，運籌學(xué)教材編寫組編，清華大學(xué)出版社，19