在 Pyomo 中，是否可以编写一个 objective 函数或基于多个表达式的约束？

Question

我是 Pyomo 的新手，我尝试使用多种方法编写 objective 函数和我的模型的约束。实际上，我想根据在不同 python 脚本中实现的不同对象类型的几个贡献来构造 objective function/constraint。

为此，我使用了 pyomo Expression 对象。我不知道这个对象是否适合使用。

为了说明我的问题，下面是一个实现我想做的事情的示例代码：

import pyomo.environ
model = pyomo.environ.ConcreteModel()

model.market = pyomo.environ.Set(initialize=['market'])

model.ask_price = pyomo.environ.Param(model.market, initialize={'market' : 12})
model.bid_price = pyomo.environ.Param(model.market, initialize={'market' : 10})
model.ask_liquidity = pyomo.environ.Param(model.market, initialize={'market' : 100})
model.bid_liquidity = pyomo.environ.Param(model.market, initialize={'market' : 100})

model.VOLUME_BUY = pyomo.environ.Var(model.market, within = pyomo.environ.NonNegativeReals)
model.VOLUME_SELL = pyomo.environ.Var(model.market, within = pyomo.environ.NonNegativeReals)

def max_buy(model, market):
    return model.VOLUME_BUY[market] <= model.ask_liquidity[market]

model.max_buy_equation = pyomo.environ.Constraint(model.market, rule=max_buy)

def max_sell(model, market):
    return model.VOLUME_SELL[market] <= model.bid_liquidity[market]

model.max_sell_equation = pyomo.environ.Constraint(model.market, rule=max_sell)

然后我尝试实现我的 objective 功能。如果我基本上尝试实现它，一切正常：

def total_objective(model):
    return   sum(model.VOLUME_BUY[market] * model.ask_price[market] for market in model.market) \
           - sum(model.VOLUME_SELL[market] * model.bid_price[market] for market in model.market)

model.objective = pyomo.environ.Objective(rule=total_objective, sense=-1)

但是如果我尝试使用表达式对象：

def objective_component1(model):
    return sum(model.VOLUME_BUY[market] * model.ask_price[market] for market in model.market)

model.obj_component1 = pyomo.environ.Expression(rule=objective_component1)

def objective_component2(model):
    return - sum(model.VOLUME_SELL[market] * model.bid_price[market] for market in model.market)

model.obj_component2 = pyomo.environ.Expression(rule=objective_component2)

model.objective = pyomo.environ.Objective(rule=model.obj_component1 + model.obj_component2, sense=-1)

我收到一个错误：

ValueError: No value for uninitialized NumericValue object VOLUME_BUY[market]

我什至试着写下表达式：

obj1 = sum(model.VOLUME_BUY[market] * model.ask_price[market] for market in model.market)
obj2 = - sum(model.VOLUME_SELL[market] * model.bid_price[market] for market in model.market)
model.objective = pyomo.environ.Objective(rule=obj1 + obj2, sense=-1)

但是我得到了同样的错误。

我不明白为什么我会收到变量对象未初始化的错误消息。也许表达式 pyomo 对象不是用于构造我的 objective 函数的正确对象？

请注意，我还想使用不同的表达式来构造我的模型的平衡约束，但我也没有做到。

我正在使用 Python 2.7 和 pyomo 4.4.1。

在此先感谢您的帮助！

Answer 1

我认为问题在于您正在使用 rule 关键字来初始化 Objective 对象。您实际上只需要在从 AbstractModel 开始时（或在声明索引组件时）执行此操作。由于 Pyomo 表达式是可调用的，因此它不会将您传递给它的内容与标准函数区分开来（因此它调用它，期望它是 return 一个表达式，但它实际上只是计算表达式）。

将 rule= 更改为 expr= 应该可以解决问题。

在 Pyomo 中，是否可以编写一个 objective 函数或基于多个表达式的约束？

In Pyomo, Is it possible to write an objective function or a constraint based on several Expressions?

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