Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Знания.doc
Скачиваний:
46
Добавлен:
30.07.2019
Размер:
8 Мб
Скачать
☆

Транспортные задачи по критерию времени

При осуществлении перевозок определяющим показателем могут быть не затраты, а время доставки. Характерными примерами являются чрезвычайные ситуации, перевозка раненых, скоропортящихся продуктов и т. п. В таких задачах главное – как можно быстрее доставить все грузы. Тогда вместо матрицы транспортных затрат дается матрица времени [tij], а критерий выражает время завершения всех перевозок:

где максимум берется по коммуникациям, на которых перевозки больше нуля. Предполагается, что перевозки между всеми пунктами начинаются одновременно и ведутся параллельно. Условия задачи записываются как и в случаях с критерием-затратами. Однако здесь критериальная функция нелинейна, что принципиально отличает эту задачу от ранее рассмотренных. В то же время она легко преобразуется к линейному виду, и решение задачи может быть получено любым универсальным методом линейного программирования. Один приближенный метод рассмотрен в разд. 5.5.▲

Для решения транспортных задач применяют специальные методы, которые учитывают их особенности и поэтому более эффективны, чем универсальные. К ним относятся распределительный метод, метод потенциалов, венгерский метод, метод Глейзала и др. Основными являются методы венгерский и потенциалов. Они применяются для решения задач как типа Т, так и Тd. Ниже рассматривается второй из них.

21. Построение начального плана перевозок т-задачи

Концепция метода потенциалов та же, что и в симплекс-методе. Оптимальное решение ищется путем последовательных переходов от одного базисного решения (опорного плана) к другому с лучшим значением критерия. Но все шаги алгоритма выполняются проще, чем в симплекс-методе. В то же время метод потенциалов имеет много общего с распределительным методом и в связи с этим его иногда называют модифицированным распределительным методом.

Сначала рассмотрим метод применительно к Т-задаче, а затем сделаем дополнения, позволяющие решать Тd-задачу.

5.2.1. Построение начального плана перевозок

Как было показано выше, размерность базисного решения или плана перевозок равна m+n-1, где m и n – число ПО и ПН сбалансированной задачи. Если задача открытая, то сначала ее необходимо сбалансировать.

Следует также иметь в виду, что в транспортных задачах вырожденность базисного решения встречается очень часто. В задаче заведомо будут вырожденные решения, если имеются такие неполные группы пунктов отправления и назначения, что суммарная возможность первых равна суммарной потребности вторых. Вырожденным может оказаться и начальное решение.

Для построения начального плана перевозок применяют правила северо-западного угла, минимального элемента и алгоритм Фогеля. Последний можно применять и как приближенный метод решения Т-задачи.

Здесь мы рассмотрим только первые два способа. Хотя по аналогии легко предложить и другие правила. При этом важно соблюдать принцип: очередной переменной, включаемой в план, присваивать максимально допустимое значение. Этим обеспечится построение базисного решения.

Правило северо-западного угла

Все исходные данные и переменные сбалансированной Т-задачи удобно представить в виде таблицы (табл. 5.1).

Построение плана начинается с северо-западной клетки таблицы, то есть первым определяется значение переменной X11.

Таблица 5.1

b1

b2

…

bn

C11

X11

C12

X12

…

C1n

X1n

C21

X21

C22

X22

…

C2n

X2n

…

…

…

…

…

Cm1

Xm1

Cm2

Xm2

…

Cmn

Xmn

Так как оно должно быть максимально допустимым, то

При этом обязательно выполнится одно из равенств (5.3), (5.4), что соответствует закрытию строки или столбца: переменные в остальных клетках строки или столбца будут равны нулю. Конкретнее, если X11=а1, то закрывается первая строка и X12=X13=…=X1n=0, а следующей базисной переменной будет X21. Из указанного выше принципа следует X21=min(a2, b1-a1). Если же окажется, что X11=b1, то закроется первый столбец и следующей базисной переменной станет X12=min(a1-b1, b2).

Весь процесс построения начального плана можно представить в виде следующего дерева решений.

Общее правило определения значения очередной базисной переменной: Xij=min(остаток от ai, остаток до bj). (5.13)

Из него следует, что на каждом шаге закрывается или строка, или столбец, а на последнем шаге при назначении Xmn закрываются одновременно m-я строка и n-й столбец (так как задача сбалансированная). Таким образом, число базисных переменных равно m+ n-1. Построение начального плана завершено.

Пример 5.1. Исходные данные и построение начального плана показано в табл. 5.2. Значения базисных переменных выделены красным (серым) цветом, а порядок движения по клеткам отражен стрелками. Этому плану соответствуют суммарные затраты L=1295.

Таблица 5.2

Поставщик

Потребитель

Запасы груза

B1

B2

B3

B4

A1

6

75

7

25

3

5

100

A2

1

2

55

5

60

6

35

150

A3

3

10

20

1

50

50

Потребность в грузе

75

80

60

85

300