- •Лабораторна робота №4 Тема: Транспортні моделі
- •Теоретичні відомості
- •1. Постановка задачі і її математична модель.
- •2. Розв’язання закритої транспортної задачі.
- •2.1 Визначення початкового опорного розв’язку.
- •Метод мінімального елемента
- •Метод подвійної переваги
- •Метод апроксимації Фогеля
- •2.2. Знаходження оптимального розв’язку транспортної задачі методом потенціалів.
- •Для цього використовуємо умова
- •Величина перерахунку
- •3. Відкрита транспортна модель
- •Теоретичні відомості
Величина перерахунку
0= min {з всіх мінусових кліток}
5. Внаслідок перерозподілу (0 отриманий новий опорний план, який знову перевіряємо на оптимальність.
Приклад. Транспортна компанія займається перевезенням зерна спеціальними зерновозами від трьох елеваторів до чотирьох млинів. У таблиці 5 показані можливості відвантаження зерна (пропозиції) елеваторам (в зерновозах) і потреби (попит) млинів (також в зерновозах), а також вартість перевезення зерна одним зерновозом від елеваторів до млинів. Вартість перевезень приведена в сотнях грош.од.
Таблиця 5
|
Млини |
Пропозиції |
||||
1 |
2 |
3 |
4 |
|||
Елеватори |
1 |
10 |
2 |
20 |
11 |
15 |
2 |
12 |
7 |
9 |
20 |
25 |
|
3 |
4 |
14 |
16 |
18 |
10 |
|
Попит |
5 |
15 |
15 |
15 |
|
Потрібно визначити структуру перевезень між елеваторами і млинами з мінімальною вартістю.
Розв’язання. Зазначимо, що дана задача є закритою (сумарна пропозиція рівна сумарному попиту), тому можна приступати до розв’язання.
Початковий опорний розв’язок знайдемо методом північно-західного кута
Таблиця 6
|
1 |
2 |
3 |
4 |
Проп.. |
1 |
5 10 |
10 2 |
20 |
11 |
25 |
2 |
12 |
5 7 |
15 9 |
5 20 |
25 |
3 |
4 |
14 |
16 |
10 18 |
10 |
попит |
5 |
15 |
15 |
15 |
60=60 |
Тепер скористаємося методом потенціалів, для перевірки оптимальності отриманого опорного розв’язку.
Визначимо потенціали стовпців (споживачів) і рядків (постачальників). Маємо 6 рівнянь, відповідних шести базисним змінним, з 7 невідомими (потенціалами).
Базисні змінні |
Рівняння відносно потенціалів |
Х11 Х12 Х22 Х23 Х24 Х34 |
u1+v1=10 u1+v2=2 u2+v2=7 u2+v3=9 u2+v4=20 u3+v4=18 |
Поклавши значення u1=0, послідовно обчислюється значення інших потенціалів: u2=5, u3=3, v1=10, v2=2, v3=4, v4=15.
Далі використовуючи обчислені значення потенціалів, для кожної небазисної змінної (вільної клітки) обчислимо величини ui+ vj- cij
Небазисні змінні |
Значення ui+ vj- cij |
Х13 Х14 Х21 Х31 Х32 Х33 |
u1+v3-с13 = 0+4-20=-16 u1+v4-с14 = 0+15-11= 4 u2+v1-с24 = 5+10-12=3 u3+v1-с31 = 3+10-4=9 u3+v2-с32 = 3+2-14 =-9 u3+v3-с33 = 3+4-16 =-9
|
Описані обчислення звичайно виконуються безпосередньо в транспортній таблиці (таблиця 7). Обчислення в транспортній таблиці починаються з привласнення потенціалу u1 нульового значення: u1=0. Затем обчислюють v-потенціали для всіх стовпців, що мають базисні змінні в першому рядку. Далі на основі рівняння для потенціалів, відповідному змінній х22, обчислюється величина потенціалу u2. Знаючи значення потенціалу u2, обчислюємо потенціали v3 і v4, що дозволяє знайти потенціал u3. Оскільки всі потенціали визначені, далі обчислюються величини ui+ vj - cij для кожної небазисної змінної і записуються в лівому нижньому кутку клітинок транспортної таблиці
Таблиця 7
|
v1=10 |
v2=2 |
v3=4 |
v4=15 |
Предл. |
u1=0 |
5 10 |
10 2 |
-16 20 |
4 11 |
25 |
u2=5 |
3 12 |
5 7 |
15 9 |
5 20 |
25 |
u3=3 |
9 4 |
-9 14 |
-9 16 |
10 18 |
10 |
попит |
5 |
15 |
15 |
15 |
60=60 |
Оскільки серед оцінок небазисних змінних є позитивні, то даний опорний план не оптимальний. Тому треба перейти до нового опорного розв’язку.
Змінною, що вводиться в базис буде х31, оскільки вона має найбільшу позитивну оцінку. Для того щоб знайти змінну, що виключається з базису спочатку побудуємо замкнений цикл, який починається і закінчується з клітки, відповідної змінної, що вводиться в базис.
Цикл складається з послідовності горизонтальних і вертикальних відрізків (але не діагональних), що з'єднують осередки, відповідні поточним базисним змінним, і осередок, відповідний змінній, що вводиться. Для будь-якої змінної, що вводиться в базис можна побудувати тільки один замкнений цикл. У таблиці 8 показаний цикл для змінної х31.
Таблиця 8
|
v1=10 |
v2=2 |
v3=4 |
v4=15 |
Проп.. |
u1=0 |
5 10 |
10 2 |
-16 20 |
4 11 |
25 |
u2=5 |
3 12 |
5 7 |
15 9 |
5 20 |
25 |
u3=3 |
9 4 |
-9 14 |
-9 16 |
10 18 |
10 |
попит |
5 |
15 |
15 |
15 |
60=60 |
Тепер знайдемо величину перерахунку вантажу:
=min {5, 5, 10}=5.
І перерозподіливши вантаж по побудованому циклу (в осередки зі знаком «плюс» додамо величину , з осередків зі знаком «мінус» - віднімемо) отримаємо новий опорний план, нова вартість якого буде менше на величину
(u3+v1-с31)*5=9*5=45.
Маючи новий базисний розв’язок, потрібно повторити обчислення потенціалів, як показано в таблиці 9.
Таблиця 9
|
v1=1 |
v2=2 |
v3=4 |
v4=15 |
Проп.. |
u1=0 |
-9 10 |
15 2 |
-16 20 |
4 11 |
25 |
u2=5 |
-6 12 |
0 7 |
15 9 |
10 20 |
25 |
u3=3 |
5 4 |
-9 14 |
-9 16 |
5 18 |
10 |
попит |
5 |
15 |
15 |
15 |
60=60 |
Новою змінною, що вводиться в базис буде х14. Замкнений цикл, відповідний цій змінній, дозволяє знайти її значення і змінну х24, що виключається з базису.
Новий розв’язок (таблиця 10) є оптимальним, оскільки значення величин ui+ vj- cij для всіх небазисних змінних негативні.
Таблиця 10
|
v1=-3 |
v2=2 |
v3=4 |
v4=11 |
Проп.. |
u1=0 |
-13 10 |
5 2 |
-16 20 |
10 11 |
25 |
u2=5 |
-10 12 |
10 7 |
15 9 |
-4 20 |
25 |
u3=7 |
5 4 |
-5 14 |
-5 16 |
5 18 |
10 |
попит |
5 |
15 |
15 |
15 |
60=60 |
Отриманий розв’язок, в термінах початкової задачі перевезення зерна від елеваторів до млинів, має наступне значення.
Від элеватора |
До млина |
Кількість зерновозів |
1 1 2 2 3 3 |
2 4 2 3 1 4 |
5 10 10 15 5 5 |
Мінімальна вартість всіх перевезень рівна 435 грош. од. |