Файл: Тихомиров В.И. Линейное программирование в организации и планировании путевого хозяйства конспект лекций для студентов специальности Стр-во ж. д., путь и путевое хоз-во учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.07.2024

Просмотров: 237

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

ходиться

в клетке е

нарушением оптимальности, а остальные—

в занятых

клетках.

Клетка с нарушением обозначается ква­

дратом, а остальные кружками.

На рис. 14 представлен замкнутый контур, который был построен следующим образом: из клетки 3.5, где нарушены угловые оптимальности плана (см. табл. 39), мы провели пер­ вое звено контура, идущее вдоль третьей строки до занятой клетки 3.3 следующее звено построено между клетками 3.3 и 1.3. Третье звено построено между клетками 1.3 и 1.4, четвер­ тое между клетками 1.4 — 4.4, пятое — между клетками 4.4— 4.5 и, наконец, шестое—между клетками 4.5 и 3.5. При этом мы соблюдали условия, чтобы все вершины контура, кроме одной,, находились в занятых клетках, звенья располагались относительн'о друг друга под углом 90° и чтобы было четное число вершин.

+

Обход построенного контура начинаем с вершины, обозна­ ченной квадратом. В этой вершине ставим знак + , далее, сле­ дуя по направлению стрелок, в следующей вершине знак —г затем снова + и т. д. (знаки чередуются). У Каждой верши­ ны внизу ставим размер поставки.

Просматриваем вершины контура с отрицательными пока­ зателями. В нашем примере их три с размерами поставок

2,14 и 3.

Меньшую из них 2 отнимаем гот размеров поставок в от­ рицательных вершинах и прибавляем к размерам поставок в пМбжи'тельйкх ёе'ршинак, т. е. 0+2=ь2-, 14—2 —12, 8+ 2=10, 2—2= 0,31+2 = 33,3—2=1.

89


Новые значения поставок заносим в табл.

39.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 39

 

 

22

 

29

 

18

15

 

25

 

7

 

 

 

01

 

02

 

0з

0*

 

05

 

0в

 

15 ы,

 

32

 

28

 

3

10

 

25

 

18

10

 

 

 

 

 

 

1 ю

 

 

 

 

 

 

'25 и3

 

27

 

4

 

И

2

 

17

 

9

15

 

 

 

 

1 15

 

 

 

 

 

 

 

•17 и,

5

 

 

12

 

1

22

8

 

 

16

25

 

 

1

9

1

2

1 12

 

 

1 2

 

 

Оut

 

13

 

21

 

19

15

25

 

 

7

40

 

 

 

 

 

 

 

133

 

1

1

1 6

 

19 u5

 

20

 

14

 

29

26

6

24

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

9

 

17

 

22

33

 

14

6

 

Вновь

определяем

потенциалы строк

и столбцов,

решая

•систему уравнений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ьу—иг= 5

«4— «4=

15,

 

 

 

 

 

 

 

v2—«2=

4

^5—«3=

8

 

 

 

 

 

 

 

v 2— u3= 12

V3—«4= 25

 

 

 

 

 

 

 

v з— и ,=

3

v5—u5=

6

 

 

 

 

 

 

 

v 3— u3—

1

^6—«4=

7.

 

 

 

Потенциал строки 4 примем за 0, т. е. «4 = 0.

 

Тогда потенциалы других строк и столбцов

определятся

так:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ою1О = 25;

25—и3=

8 ;

1О = 15;

«з—17=

1;

18—их=

3 ;

v5 = 25;

и3= 17; '

v4 = 15;

03= 18;

ц , = 15;

о2—17=12;

to CD 1

II

 

0 ,-1 7 =

5;

25—« 5

=

6;

о6— 0=

7;

«2= 29

«2= 25

«1=22

« 5 = 1 9

«е= 7

Полученные значения потенциалов

проставлены в левой

и верхней части таблицы.

. .

90


С помощью потенциалов исследуем на оптимальность каж-

.дую свободную клетку.

 

 

Для клеток 1.1 V\—«1 = 22—15=

7<32;

 

2.1

Щ—«2= 22—25=

- 3 < 27;

 

4.1

щ—«4 = 22— 0 =

22> 13 нарушено

уело-

5.1

щ—«5= 22—19=

вне оптимальности

3<20

 

1.2 «2—«1 = 29—15=

14< 28

 

4.2

«2—«4= 29— 0=

29>21 нарушено

уело-

5.2 «2—«5= 29—19=

не оптимальности

10< 14

 

2.3

«з—«2=18—25 = — 7< 11

 

4.3 «з— 0= 18— 0=

. 18< 19

 

5.3

ц3—«5= 18—19=

— 1 <29

 

1.4 «4—«1 = 15—15=

0<10

 

2.4

«4—^2=15—25=

—10< 2

 

3.4

«4—«з= 15—17=

— 2<22

 

5.4

«4—«5= 15—19=

— 4<26

 

1.5 «5—«1 = 25—15=

10<25

 

2.5

«5—«2 = 25—25=

0< 17

 

1.6 «6—«1= 7—15=

8< 18

 

2.6

«6— «2 = 7—25=

—18< 9

 

3.6

Vq—«3= 7—17=

10 < 16

 

5.6

v6—u5= 7—19= —12<24.

 

Расчеты показали, что и этот план не является оптималь- 'ным: нарушено условие оптимальности в двух клетках — 4.1 и 4.2. Наиболее нарушены условия оптимальности в клетке 4.1.

Вновь строим замкнутый контур.

Причем начальную вершину контура помещаем в свобод­ ной клетке с наибольшим нарушением условия оптималь­ ности, т. е. в клетку 4.1 (рис. 15).

+

91


Новый план поставок с учетом перераспределения по кон­ туру представлен в табл. 40.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 40'

 

13

20

 

9

15

 

16

7

 

 

V.j

v 3

V i

 

"5

Чв

6 Uj

32

28

3

1 ю

10

 

25

28

 

 

 

 

 

 

 

 

16 и 2

27

4

11

2

 

17

9

 

 

115

I

 

 

 

 

 

8 и2

5

12

1

112

22

8

1 з

16

 

1 8

1 2

 

 

 

 

0 ut

13

21

19

15

 

25

7

 

, 1

 

 

 

133

 

 

1 6

10 иь

20

14

29

26

6

24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

17

22

33

 

14

6

Определяем потенциалы строк и столбцов.

 

Для

этого составляем систему уравнений:

1

 

 

«1—Из— 5

 

03—03 =

1

 

 

l>i—«4= 13

 

04—

04 = 15

 

 

 

02—

02=

4

05

^3= 8

 

 

 

t>2—^з= i2

 

v5—us=

6

 

 

 

03

ttj =

3

06—

 

«4= 7

 

Потенциал строки 4 принимаем за нуль, т. е.

= О'..

ТбтДа

о6—0 = 7;

о6= 7;

 

 

 

 

 

 

о4—0=15;

04=15;

 

 

 

01—0=13;

01= 13;

 

 

 

13—«3= 5;

03=

8;

 

 

 

о5—8 =

8;

05=16;

 

 

 

1605= 6;

05= 10;

 

 

 

038 =

1;

03=

9;

 

 

 

9—0i =3;

0i=

6;

 

 

 

028 =

12;

02= 20;

 

 

 

20— 02=

4 ;

02=

16.

 

92


Полученные потенциалы проставлены в левой и верхней частях таблицы.

Проверка на оптимальность каждой свободной клетки по­ казала, что нарушения условия оптимальности нет. Отсюда ■следует, что получен оптимальный план поставок, по которо­ му суммарная стоимость перевозок составляетД=5• 8+13 • 1+ + 4 -15+12 • 2 + 3 •10+1 ■12+15" 33 + 8-3+ 6" 11 + 7 • 6= 806 еди­ ниц стоимости, что на 29 единиц стоимости меньше, чем по опор­ ному плану перевозок.

На рис. 16 представлена блок-схема алгоритма оптимиза­ ции плана перевозок по методу потенциалов.

Рис. 1G

Нам остается пояснить, что же такое потециал, какова его экономическая интерпретация.

Для каждой занятой клетки мы имеем ul + сtj = vL.

Это означает, что цена продукта в пункте производства и, плюс стоимость перевозки с,у- равна цене продукта в пункте потребления Vj. Это аналогично потенциалам в электротех­ нике, механике и гидравлике, так что можно построить элек­

93

трическую, механическую или гидравлическую модель, кото­ рая будет полностью соответствовать транспортной задаче.

Метод коэффициентов

Метод коэффициентов (в литературе часто называется ме­ тод МОДИ, или модифицированный распределительныйметод).

Этот метод аналогичен методу потенциалов, однако вместо

расчета потенциалов строк и столбцов

определяют

коэффи­

циенты строк и столбцов.

 

 

 

 

 

Поясним идею этого метода на примере.

 

 

Исходную матрицу задачи возьмем из табл. 33, элементы

этой матрицы будем называть показателями

критерия опти­

мальности.

 

 

 

 

 

 

Таблица 41

 

 

 

 

 

 

 

Поставщики

 

Потребители

и их спрос

 

Коэффици­

 

 

 

 

 

 

и их

 

 

 

 

 

 

Б,

Б.,

Бз

Б,

Б6

Бс

енты строк.

производственная

9

17

22

33

U

6

Астр

мощность

А,

10

32

28

00

|

 

 

 

 

:

О о

 

 

 

 

 

10

25

18

0

 

|2

 

 

А2

15

27

4

11 1 2

17

 

9

- 1 0

 

 

 

i 15j

 

I

 

 

 

 

A3

25

5

12

1

22

8

 

16

—2

 

 

19

: 2

114

 

 

 

 

 

Ач

40

13

21

19

15

25

1 7

>

5

 

 

 

 

 

131- |3

|

|6

 

А6 |

11

20

14

29

26

6

24

 

 

 

 

 

 

 

HI

 

 

 

Коэффициенты

7

14

3

10

20

 

2

 

столбцов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АСтГ)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первоначальный план перевозок устанавливаем одним из; известных нам методов. В данном случае этот план установ­ лен по минимальному элементу столбца.

Для проверки полученного плана на оптимальность опре­ деляем коэффициенты строк и столбцов.

Определение коэффициентов можно начинать с любойстроки или столбца, принимая в качестве начального коэффи­ циента любое произвольно выбранное число. Для упрощения рекомендуется вести расчет, начиная с первой строки, приняв; коэффициент этой строки равным нулю.

В дальнейшем, при определении коэффициентов, следует

94