Транспортная задача

Содержание

Слайд 2

Постановка задачи Имеется m поставщиков A1 , A2, …, Am и

Постановка задачи

Имеется m поставщиков A1 , A2, …, Am и n

потребителей B1 , B2, …, Bn некоторого груза.
Для каждого поставщика и потребителя заданы запасы ai ≥ 0, i = 1, 2, …, m и объем потребления bj ≥ 0, j = 1, 2, …, n.
Известна стоимость перевозки единицы груза сij ≥ 0 от i-го поставщика к j-му потребителю.
Требуется найти объемы всех перевозок xij от i-го поставщика к j-му потребителю, при которых общая стоимость минимальна.
Слайд 3

Пусть X = (xij) – m×n матрица, где xij – объем

Пусть X = (xij) – m×n матрица, где
xij – объем

перевозок от i-го поставщика к j-му потребителю.
Общие затраты на перевозку груза определяются функцией:

Математическая постановка задачи

Слайд 4

Математическая постановка транспортной задачи определяется задачей линейного программирования: при условиях

Математическая постановка транспортной задачи определяется задачей линейного программирования:
при условиях

Слайд 5

Решение X = (xij) транспортной задачи, удовлетворяющее условиям и имеющее не

Решение X = (xij) транспортной задачи, удовлетворяющее условиям и имеющее не

более m+n–1 занятой клетки , будем называть опорным планом транспортной задачи.
Закрытая модель: суммарные запасы поставщиков равны суммарным запросам потребителей, т.е.
Открытая модель:
Слайд 6

Задача 1 Решите транспортную задачу методом потенциалов. В ответе укажите минимальную стоимость всех перевозок. 400 400

Задача 1

Решите транспортную задачу методом потенциалов. В ответе укажите минимальную

стоимость всех перевозок.

400

400

Слайд 7

1. Метод «северо-западного угла» 80 40 20 130 30 100 Начальный

1. Метод «северо-западного угла»

80

40

20

130

30

100

Начальный опорный план:

z(X) = 1·80 + 11·40 +

3·20 + 8·130 + 2·30 + 6·100 = 2280
Слайд 8

2. Метод наименьшей стоимости 80 130 60 30 10 90 Начальный

2. Метод наименьшей стоимости

80

130

60

30

10

90

Начальный опорный план:

z(X) = 1·80 + 4·30 +

5·10 + 14·90 + 3·60 + 2·130 = 1950 < 2280
Слайд 9

Теорема Если опорный план X = (xij) транспортной задачи является оптимальным,

Теорема
Если опорный план X = (xij) транспортной задачи является оптимальным,

то существуют потенциалы поставщиков ui,
i = 1,…, m и потребителей vj, j = 1,…, n, удовлетворяющие условиям:
ui + vj = сij при xij > 0 (для занятых клеток),
Δij = ui + vj - сij ≤ 0 при xij = 0 (для свободных клеток).

Решение транспортной задачи методом потенциалов

Слайд 10

Метод потенциалов - 17 - 21 - 1 5 9 - 3

Метод потенциалов

- 17

- 21

- 1

5

9

- 3

Слайд 11

Цикл 80 60 90 + + - - + + -

Цикл

80

60

90

+

+

-

-

+

+

-

-

80

140

10

Δ = min (80, 90) = 80

Слайд 12

Новый опорный план - 9 - 17 - 21 - 10

Новый опорный план

- 9

- 17

- 21

- 10

5

- 3

z(X) = 3·80 +

5·10 + 4·30 + 14·10 + 3·140 + 2·130 = 1230 < 1950
Слайд 13

Цикл 30 10 10 + + - - + + -

Цикл

30

10

10

+

+

-

-

+

+

-

-

20

10

20

Δ = min (10, 30) = 10

Слайд 14

Новый опорный план - 4 - 12 - 16 - 10

Новый опорный план

- 4

- 12

- 16

- 10

- 5

- 3

z(X) = 3·80

+ 5·20 + 4·20 + 8·10 + 3·140 + 2·130 = 1180 < 1230

План оптимален!

Слайд 15

Модель транспортной задачи называется открытой, если (суммарные запасы не равны суммарным потребностям). Открытая модель транспортной задачи

Модель транспортной задачи называется открытой, если (суммарные запасы не равны суммарным

потребностям).

Открытая модель транспортной задачи

Слайд 16

Открытая модель транспортной задачи Открытую модель можно свести к закрытой: 1.

Открытая модель транспортной задачи

Открытую модель можно свести к закрытой:
1. Если ,

то вводят фиктивного потребителя Вn+1 с потребностью и нулевыми тарифами перевозок в столбце.
2. Если ,то вводят фиктивного поставщика А m+1 с запасом и нулевыми тарифами перевозок в строке.
Слайд 17

Задача 2 Решите транспортную задачу методом потенциалов. В ответе укажите минимальную стоимость всех перевозок. 400 370

Задача 2

Решите транспортную задачу методом потенциалов. В ответе укажите минимальную

стоимость всех перевозок.

400

370

Слайд 18

Метод «северо-западного угла» z(X) = 3·90 + 7·10 + 13·70 + 24·30 + 18·170 = 5030

Метод «северо-западного угла»

z(X) = 3·90 + 7·10 + 13·70 +

24·30 + 18·170 = 5030
Слайд 19

Метод потенциалов 14 17 6 - 1 23 12 - 11 - 18

Метод потенциалов

14

17

6

- 1

23

12

- 11

- 18

Слайд 20

Цикл 30 0 170 + + - - + + -

Цикл

30

0

170

+

+

-

-

+

+

-

-

30

30

140

Δ = min (30, 170) = 30

Слайд 21

- 9 - 6 - 17 - 1 - 23 -

- 9

- 6

- 17

- 1

- 23

- 11

12

5

Новый опорный план

z(X) = 3·90

+ 7·10 + 13·70 + 7·30 + 18·140 + 12·30 = 4130 < 5030
Слайд 22

Цикл 90 10 30 + + - - Δ = min

Цикл

90

10

30

+

+

-

-

Δ = min (90, 70, 140) = 70

-

+

70

140

+

+

+

-

-

-

70

80

100

20

70

Слайд 23

3 6 - 5 - 13 - 12 - 23 -

3

6

- 5

- 13

- 12

- 23

- 11

- 7

Новый опорный план

z(X) = 3·20

+ 7·80 + 8·70 + 12·30 + 18·70 + 7·100 = 3500 < 4130
Слайд 24

Цикл 20 70 70 + + - - + + -

Цикл

20

70

70

+

+

-

-

+

+

-

-

90

20

50

Δ = min (20, 70) = 20

Слайд 25

Новый опорный план - 6 - 3 - 11 - 13

Новый опорный план

- 6

- 3

- 11

- 13

- 6

- 23

- 11

- 1

z(X)

= 8·90 + 7·80 + 12·30 + 7·100 + 7·20 + 18·50 = 3380 < 3500

Оптимальный план:

План оптимален!

Слайд 26

Задача 3 Решите транспортную задачу методом потенциалов. В ответе укажите минимальную стоимость всех перевозок. 260 300

Задача 3

Решите транспортную задачу методом потенциалов. В ответе укажите минимальную

стоимость всех перевозок.

260

300

Слайд 27

Метод наименьшей стоимости z(X) = 1·60 + 2·40 + 16·25+ 4·75

Метод наименьшей стоимости

z(X) = 1·60 + 2·40 + 16·25+ 4·75 +

4·50 + 6·10 = 1100
Слайд 28

Метод потенциалов 2 - 9 2 - 23 - 25 -

Метод потенциалов

2

- 9

2

- 23

- 25

- 22

- 4

10

- 2

Слайд 29

Цикл 25 10 40 + + - - + + -

Цикл

25

10

40

+

+

-

-

+

+

-

-

25

35

15

Δ = min (25, 40) = 25

Слайд 30

Новый опорный план - 8 - 9 2 - 10 -

Новый опорный план

- 8

- 9

2

- 10

- 13

- 15

- 12

- 4

- 2

z(X)

= 1·60 + 2·40 + 4·75 + 4·50 + 6·35 = 850 < 1100
Слайд 31

Цикл 60 40 35 + + - - + + -

Цикл

60

40

35

+

+

-

-

+

+

-

-

75

35

25

Δ = min (35, 60) = 35

Слайд 32

Новый опорный план - 10 - 9 - 12 - 2

Новый опорный план

- 10

- 9

- 12

- 2

- 11

- 13

- 12

- 2

0

План

оптимален!

Оптимальный план:

z(X) = 1·25 + 2·75 + 4·75 + 4·50 + 3·35 = 780 < 850

Слайд 33

Транспортные задачи с дополнительными ограничениями В некоторых транспортных задачах наложены дополнительные

Транспортные задачи с дополнительными ограничениями

В некоторых транспортных задачах наложены дополнительные ограничения

на перевозку грузов.
1. Если в закрытой задаче перевозки от поставщика Ai к потребителю Bj не могут быть осуществлены (стоит блокировка), для определения оптимального решения задач предполагают, что тариф перевозки единицы груза равен сколь угодно большому числу М.
Слайд 34

2. Если дополнительным условием в задаче является обеспечение перевозки от поставщика

2. Если дополнительным условием в задаче является обеспечение перевозки от поставщика

Ai к потребителю Bj в точности aij единиц груза, в клетку AiBj записывают указанное число aij, а эту клетку считают свободной со сколь угодно большим тарифом М.
3. Если от поставщика Ai к потребителю Bj должно быть перевезено не менее aij единиц груза, то запасы пункта Ai и потребности Bj полагают меньше фактических на aij единиц. После нахождения оптимального плана перевозку в клетке AiBj увеличивают на aij единиц.
Слайд 35

4. Если от поставщика Ai к потребителю Bj требуется перевезти не

4. Если от поставщика Ai к потребителю Bj требуется перевезти не

более aij единиц груза, то вводят дополнительного потребителя Bn+1 = Bij, которому записывают те же тарифы, что и для Bj, за исключением тарифа в i–й строке, который считают равным сколь угодно большому числу М.
Потребности пункта Bj считают равными
aij, а потребности Bij полагают равными
bj - aij.