Comparative Study of AMPL, Pyomo and JuMP Optimization Modeling Languages on a Flood Control Problem Example

eng Artykuł w języku angielskim DOI: 10.14313/PAR_242/19

wyślij Andrzej Karbowski , Krzysztof Wyskiel Politechnika Warszawska, Wydział Elektroniki i Technik Informacyjnych

Pobierz Artykuł

Abstract

The purpose of this work is a comparative study of three languages (environments) of optimization modeling: AMPL, Pyomo and JuMP. The comparison will be based on three implementations of an optimal discrete-time flood control problem formulated as a nonlinear programming problem. The codes for individual models and differences between them will be presented and discussed. Various aspects will be taken into account, e.g. simplicity and intuitiveness of implementation.

Keywords

flood control problem, modeling languages, nonlinear programming, optimal control, optimization, programming

Studium porównawcze języków modelowania optymalizacyjnego AMPL, Pyomo i JuMP na przykładzie zadania sterowania falą powodziową

Streszczenie

Celem pracy jest badanie porównawcze trzech języków (środowisk) modelowania optymalizacyjnego: AMPL, Pyomo i JuMP. Porównanie jest oparte na trzech implementacjach zadania optymalnego sterowania falą powodziową z czasem dyskretnym, sformułowanego jako zadanie programowania nieliniowego. Przedstawione i omówione zostaną kody poszczególnych modeli oraz różnice między nimi. Uwzględnione zostaną różne aspekty, m.in. prostota i intuicyjność implementacji.

Słowa kluczowe

języki modelowania, optymalizacja, programowanie, programowanie nieliniowe, sterowanie falą powodziową, sterowanie optymalne

Bibliografia

  1. Karbowski A., FC-ROS – decision support system for reservoir operators during flood, “Environmental Software”, Vol. 6, No. 1, 1991, 11–15, DOI: 10.1016/0266-9838(91)90012-F.
  2. Karbowski A., Wyskiel K., Comparative study of AMPL, Pyomo and JuMP optimization modeling languages on a network linear programming problem example. „Pomiary Automatyka Robotyka”, R. 25, Nr 3, 2021, 23-30, DOI: 10.14313/PAR_241/23.
  3. Niewiadomska-Szynkiewicz E., Malinowski K., Karbowski A., Predictive methods for real-time control of flood operation of a multireservoir system: Methodology and comparative study. “Water Resources Research”, Vol. 32, No. 9, 1996, 2885–2895, DOI: 10.1029/96WR01443.
  4. Pytlak R., Malinowski K., Optimal scheduling of reservoir releases during flood: Deterministic optimization problem, Part 1, Procedure. “Journal of Optimization Theory and Applications”, Vol. 61, No. 3, 1989, 409–432, DOI: 10.1007/BF00941827.
  5. Pytlak R., Malinowski K., Optimal scheduling of reservoir releases during flood: Deterministic optimization problem, Part 2, Case Study. “Journal of Optimization Theory and Applications”, Vol. 61, No. 3, 1989, 433–449, DOI: 10.1007/BF00941828.
  6. Pytlak R., Blaszczyk J., Karbowski A., Krawczyk K., Tarnawski T., Solvers chaining in the IDOS server for dynamic optimization. [In:] Proceedings of 52nd IEEE Annual Conference on Decision and Control (CDC), Florence, Italy, Dec. 10–13, 2013, 7119–7124, DOI: 10.1109/CDC.2013.6761018.