|
|
Advanced Optimization of Network Flows
Cabalka, Matouš ; Hrabec, Dušan (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
The master’s thesis focuses on the optimization models in logistics with emphasis on the network interdiction problem. The brief introduction is followed by two overview chapters - graph theory and mathematical programming. Important definitions strongly related to network interdiction problems are introduced in the chapter named Basic concepts of graph theory. Necessary theorems used for solving problems are following the definitions. Next chapter named Introduction to mathematical programming firstly contains concepts from linear programming. Definitions and theorems are chosen with respect to the following maximum flow problem and the derived dual problem. Concepts of stochastic optimization follow. In the fifth chapter, we discuss deterministic models of the network interdiction. Stochastic models of the network interdiction follow in the next chapter. All models are implemented in programmes written in the programming language GAMS, the codes are attached.
|
|
|
Stochastic Programming Methods for Investment Decisions
Kubelka, Lukáš ; CFA, Tomáš Menčík, (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
This thesis deals with methods of stochastic programming and their application in financial investment. Theoretical part is devoted to basic terms of mathematical optimization, stochastic programming and decision making under uncertainty. Furter, there are introduced basic principles of modern portfolio theory, substantial part is devoted to risk measurement techniques in the context of investment, mostly to the methods Value at Risk and Expected shortfall. Practical part aims to creation of optimization models with an emphasis to minimize investment risk. Created models deal with real data and they are solved in optimization software GAMS.
|
|
|
Chess preparation optimization
Walica, Roman ; Roupec, Jan (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
This work is focused on the preparation for the chess game, the issue of Elo rating system and optimization of the problem associated with the preparation for the chess tournament. You can find here how to obtain and modify appropriate information about potential opponents behind the chessboard. Result of this work is an optimization model which, if you enter relevant data, calculates how much time to spend on preparations for chess variants.
|
|
|
Selected Advanced Stochastic Programming Models
Brzobohatý, Jan ; Hrabec, Dušan (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
This diploma thesis deals with stochastic dominance. The goal is to lay the foundations for defining stochastic dominance, to describe its properties and to explain this concept on simple examples. Another goal is to apply this concept to network problems with random price. Examples in this thesis also contain solutions and python code how to find them.
|
|
|
Approximations in Stochastic Optimization and Their Applications
Mrázková, Eva ; Horová, Ivana (referee) ; Štěpánek, Petr (referee) ; Karpíšek, Zdeněk (advisor)
Mnoho inženýrských úloh vede na optimalizační modely s~omezeními ve tvaru obyčejných (ODR) nebo parciálních (PDR) diferenciálních rovnic, přičemž jsou v praxi často některé parametry neurčité. V práci jsou uvažovány tři inženýrské problémy týkající se optimalizace vibrací a optimálního návrhu rozměrů nosníku. Neurčitost je v nich zahrnuta ve formě náhodného zatížení nebo náhodného Youngova modulu. Je zde ukázáno, že dvoustupňové stochastické programování nabízí slibný přístup k řešení úloh daného typu. Odpovídající matematické modely, zahrnující ODR nebo PDR omezení, neurčité parametry a více kritérií, vedou na (vícekriteriální) stochastické nelineární optimalizační modely. Dále je dokázáno, pro jaký typ úloh je nutné použít stochastické programování (EO reformulace), a kdy naopak stačí řešit jednodušší deterministickou úlohu (EV reformulace), což má v praxi význam z hlediska výpočetní náročnosti. Jsou navržena výpočetní schémata zahrnující diskretizační metody pro náhodné proměnné a ODR nebo PDR omezení. Matematické modely odvozené pomocí těchto aproximací jsou implementovány a řešeny v softwaru GAMS. Kvalita řešení je určena na základě intervalových odhadů "optimality gapu" spočtených pomocí metody Monte Carlo. Parametrická analýza vícekriteriálního modelu vede na výpočet "efficient frontier". Jsou studovány možnosti aproximace modelu zahrnujícího pravděpodobnostní členy související se spolehlivostí pomocí smíšeného celočíselného nelineárního programování a reformulace pomocí penalizační funkce. Dále je vzhledem k budoucím možnostem paralelních výpočtů rozsáhlých inženýrských úloh implementován a testován PHA algoritmus. Výsledky ukazují, že lze tento algoritmus použít, i když nejsou splněny matematické podmínky zaručující konvergenci. Na závěr je pro deterministickou verzi jedné z úloh porovnána metoda konečných diferencí s metodou konečných prvků za použití softwarů GAMS a ANSYS se zcela srovnatelnými výsledky.
|
|
|
Optimization in Logistics
Huclová, Alena ; Škapa, Stanislav (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
The thesis is focused on the optimization of models of transportation and transshipment problem with random demand, additional edges, and dynamic pricing. The theoretical part of the thesis introduces mathematical models of transportation. The software GAMS, which is used for the solution, is all so described. The practical part is a split among chapters and implements the described models by using real data.
|
|
|
Application of stochastic programming methods for the purpose of energy producing system
Šomplák, Radovan ; Mrázková, Eva (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
This thesis deals with the evaluation of the strategic investment in the waste-to-energy plant development. The central supply of heat and the incineration plant connection can be provided for example by the distribution network. The objective is to find financially feasible solution regarding uncertain development of waste management and energy market. A heat supplies to district heating network significantly influences the strategic decision. A two-stage stochastic programming based on the scenarios and the GAMS software were applied to solve this task. The main contribution of this thesis is decision on crucial parameters of the waste-to-energy plant.
|
|
|
Traffic assignment optimization models
Holešovský, Jan ; Mrázková, Eva (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
Optimalizace toku v síti je klasickou aplikací matematického programování. Tyto modely mají, mimo jiné, široké uplatnění také v logistice, kde se tak snažíme docílit optimálního rozdělení dopravy, např. vzhledem k maximalizaci zisku, či minimalizaci nákladů. Toto pojetí ovšem často problém idealizuje, poněvadž předpokládá existenci jediného rozhodovatele. Takový přístup je možný ve striktně organizovaných sítích jako např. v logistických sítích přepravních společností, železničních sítích či armádním zásobování. Úloha ''Traffic Assignment Problem'' (TAP) se zaměřuje na dopady teorie her na optimalizaci toku, tj. zkoumá vliv více rozhodovatelů na celkové využití sítě. V práci se zaobíráme úlohou TAP s působením náhodných vlivů, k čemuž využíváme metod stochastické a vícestupňové optimalizace. Dále zkoumáme možnosti zlepšení stávajícího využití sítě za rozhodnutí autoritativního rozhodovatele, kterému je umožněn zásah do samotné struktury sítě, k čemuž využíváme víceúrovňové programování.
|
|
|
Advanced Stochastic Programming Models in Power Engineering
Pavelka, Ondřej ; Štětina, Josef (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
This diploma thesis applies stochastic optimization in the field of the power engineering. In the thesis first part, the needed mathematical theory is described, specifically mathematical, linear, nonlinear, integer and stochastic programming. The second part deals with the heating plant, in which heat is generated by gas and biomass boilers. The aim of this thesis is to design a model for the schedule planning of these boilers. The model is based on two stage stochastic programming with scenario approach. Then the model is solved by GAMS software. In the final part of the text, the focus is on the model sensitivity analysis and suggestions for future improvement.
|
|
|
Optimization Risk Modelling in Strategic Applications
Kovalčík, Marek ; Štětina, Josef (referee) ; Popela, Pavel (advisor)
The aim of this diploma thesis is to design and efficiently implement a framework to support optimization modelling. The emphasis is placed on two-stage stochastic optimization problems and performing calculations on large data. The computing core uses the GAMS system and with using its application interface and Python programming language, the user will be able to efficiently acquire and process input and output data. The separation of the data logic and the application logic then offers a wide range of options for testing and experimenting with a general model on dynamically changing input data. The thesis is also focused on an evaluation of the framework complexity. The framework performance was evaluated by measuring the time required to complete the required task for various use cases, on the increasing sample size of input data.
|
guest ::
