56
Затраты по перевозке 1 т топлива:
|
В1 |
В2 |
А1 |
300 |
400 |
А2 |
250 |
350 |
10. Определить оптимальный план снабжения бензином и дизельным топливом трех автопарков В1,В2,В3 двумя базами снабжения А1,А2. Мощности баз снабжения:
А1 – 200 т бензина, 250 т дизельного топлива; А2 – 400 т бензина, 300 т дизельного топлива.
Потребности автопарков:
В1 – 250 т бензина, 150 т дизельного топлива; В2 – 140 т бензина, 200 т дизельного топлива; В3 – 150 т бензина, 210 т дизельного топлива.
Известно, что 5 л бензина заменяют 1 л дизельного топлива. Затраты на перевозку 1 т топлива составляют в руб.
|
В1 |
В2 |
В3 |
А1 |
150 |
200 |
240 |
А2 |
450 |
100 |
170 |
А3 |
210 |
180 |
100 |
Глава 7. Транспортные задачи с ограничениями по пропускной способности
Пусть дополнительно к закрытой модели транспортной задачи (1.1)-
(1.3) |
заданы |
|
ограничения |
по |
пропускной |
способности |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
xij |
dij (i 1, m; j |
1, n) . Введение ограничений по пропускной способности |
|||||||
приводит к увеличению целевой функции. Достаточным условием разрешимости задачи является существование хотя бы одного допустимого решения. Дополнительные ограничения (xij dij ) в задаче могут быть
учтены в алгоритме метода потенциалов путем некоторого его видоизменения:
а) при определении величины поставки, перемещаемой по контуру
min xij , |
необходимо, |
кроме |
условия xij |
0, учитывать также |
" " |
|
|
|
|
дополнительные условия xij |
dij , т.е. если в контуре имеется вершина со |
|||
знаком (+), |
в которой xij |
dij , то |
находится |
разность (dij xij ) . Эта |
57
разность сравнивается с поставками в вершинах со знаком (-) и выбирается минимум из рассматриваемых чисел;
б) условие оптимальности решения устанавливается наличием системы потенциалов ui и v j , удовлетворяющим трем условиям
Cij |
(ui |
v j ) |
0 |
для |
xij |
0 ; |
(7.1) |
Cij (ui |
v j ) |
0 |
для |
xij |
0 и xij dij ; |
(7.2) |
|
Cij |
(ui |
v j ) |
0 |
для xij |
dij . |
(7.3) |
|
Величина характеристики |
Eij |
Cij |
(ui |
v j ) |
из условия (7.3) показывает |
||
выигрыш в суммарных затратах при увеличении пропускной способности по коммуникации (i, j) на единицу.
Пример. |
|
Дано аi (200; 190; 180; 280), |
b j (110; 510; 80; 150), |
||||
|
8 |
4 |
6 |
3 |
|
|
|
С |
8 |
6 |
6 |
4 |
Заданы ограничения по пропускной способности. |
||
2 |
6 |
7 |
10 |
||||
|
|
|
|||||
|
4 |
7 |
5 |
8 |
|
|
|
d22 150; d42 180; d44 90.
Решение. Проверим условие баланса ai |
b j |
i |
j |
В связи с ограничениями по пропускной способности в таблице транспортной задачи число заполненных клеток может оказаться больше чем (m n 1) . Поэтому при решении системы уравнений относительно
потенциалов возникнет неопределенность в определении ui и v j , т.к. в задаче базисных переменных будет больше чем (m n 1) . Исходя из
этого, условимся обозначать кружками тарифы занятых клеток без ограничений и тех занятых клеток, для которых xij dij . Если число
кружков окажется меньше числа (m n 1) , то их можно вводить из числа занятых клеток без кружков, т.е. клеток, для которых xij dij , но так,
чтобы занятые клетки с кружками не образовывали замкнутого контура. Первоначальный опорный план Х1 находим по методу минимального элемента (табл. 8). Ограничения по пропускной способности в таблице записаны в рамке нижнего правого угла клеток
|
|
|
|
|
|
58 |
|
|
|
|
|||
|
План Х1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|
|
|
|
110 |
510 |
|
|
|
|
80 |
150 |
|
||
|
|
|
8 |
|
|
4 |
|
6 |
|
3 |
|
||
200 |
|
|
200 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
190 |
|
|
|
|
6 |
|
|
4 |
|
||||
|
|
150 |
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
||
|
|
|
2 |
|
150 |
|
7 |
10 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
180 |
|
|
|
6 |
|
|
|
||||||
|
110 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
4 |
90 |
|
7 |
|
5 |
|
8 |
|
||
|
280 |
|
|
|
90 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
80 |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
180 |
|
|
90 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Полученный план Х1 |
недопустимый, |
т.к. мощность четвертого |
|||||||||||
поставщика использована не полностью, а потребность четвертого потребителя удовлетворена частично. Перераспределим план следующим образом: в четвертом столбце возьмем свободную клетку и для нее построим незамкнутый контур по кружкам с выходом на четвертую строку. Таких контуров два:
(1,4)-(1,2)-(4,2) и (3,4)-(3,2)-(4,2).
Выберем первый. Записываем недостающие 20 единиц в клетку (1,4), вычитаем 20 из поставки в (1,2) и прибавляем к поставке (4,2).
Замечание. Если с столбце, спрос по которому не удовлетворен полностью, или в строке, мощность которой использована частично, нет клеток без поставок и кружков, то для получения допустимого распределения строятся замкнутые контуры с четным числом вершин. Получаем допустимый план Х2 (табл. 9). Число кружков в нем (m n 1) = 7, а
занятых клеток с поставками 9, т.е. больше чем m n 1.
59
|
|
|
|
|
|
План Х2 |
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
110 |
510 |
80 |
150 |
|
ui |
|
|||
|
|
8 |
4 |
6 |
|
3 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
200 |
|
|
180 |
|
|
20 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
8 |
6 |
6 |
|
4 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
190 |
|
150 |
|
40 |
|
1 |
|
|
|||
|
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
Z2 = 4370 |
|
|
|
|
|
7 |
10 |
|
|
||||
|
|
2 |
6 |
|
|
||||||
180 |
|
2 |
|
|
|||||||
|
110 |
70 |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
4 |
7 |
5 |
|
8 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
280 |
|
|
110 |
|
80 |
90 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
180 |
90 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
vj |
|
0 |
4 |
|
2 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
E22 , E44 |
0 Условие оптимальности (6.3) не выполнено. Для клетки (4,4) |
||||||||||
строим контур по кружкам, помечаем ее знаком (-) и перемещаем по контуру поставку
min( 90;180;180 110 ) 70 .
Целевая функция уменьшится на величину z 70
2 120 . Получаем новый план Х3. Проделав еще две итерации, получаем оптимальный план Хопт (табл. 10)
60
|
Оптимальный план |
|
|
|
|
|
|
Таблица 10 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
110 |
510 |
|
80 |
150 |
|
ui |
|
||||
|
8 |
4 |
|
6 |
3 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||||||
200 |
|
|
200 |
|
|
|
|
-2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
8 |
6 |
|
6 |
4 |
|
|
|
|
|||
190 |
|
|
0 |
|
|
|||||||
|
|
40 |
|
|
|
150 |
|
|
|
|||
|
|
|
150 |
|
|
|
|
|
Zmin=4100 |
|||
|
|
|
|
|
7 |
10 |
|
|
|
|||
|
2 |
6 |
|
|
|
|
||||||
180 |
|
|
0 |
|
|
|||||||
90 |
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
4 |
7 |
|
5 |
8 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
||||||
280 |
|
|
180 |
|
|
80 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
20 |
|
180 |
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
vj |
|
2 |
6 |
|
3 |
4 |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вопросы для самопроверки
1.Каков смысл задачи с ограничениями по пропускной способности?
2.Каково условие оптимальности в задаче?
3.Зачем вводятся кружки для занятых клеток?
4.Тарифы каких занятых клеток обводятся кружками?
5.Как определяется величина поставки, перемещаемой по контуру, построенному по кружкам?
6.Почему в оптимальном плане допускается отрицательная
характеристика для клетки, у которой xij dij и каков экономический смысл этой характеристики?
Задачи для самостоятельного решения
9 5 3 10
1. ai = (25; 55; 20); |
С |
6 |
3 |
3 |
2 |
; |
|
|
3 |
8 |
4 |
8 |
|
b j = (45; 15; 20; 20). |
|
|
|
|
|
|
d13 15 ; d21 15; d24 |
10; d31 |
15. |
|
|
|
|