Читайте также:
|
|
по дисциплине: «Математическое моделирование систем и процессов»
Выполнил:
Студент 232 группы
Кириллин М.Е (№ З/К 120521)
Проверил:
Широков А.П
Хабаровск
Условие: На 4 станциях имеется избыток порожних вагонов в размере соответственно 100, 100, 60 и 40 вагонов. Необходимо распределить данные вагоны по 7 станциям с недостатком порожняка (соответственно 65, 35, 50, 30, 45, 35 и 40 вагонов). Расстояние между каждой станцией отправления (избытка вагонов) и каждой станцией назначения (недостатка порожняка) представлено в виде матрицы (табл.1). Необходимо составить план распределения вагонов между указанными станциями с минимальным суммарным пробегом порожних вагонов.
Таблица 1
Исходные данные транспортной задачи
Станция Отправления | Избыток порожних вагонов | Станция назначения и недостаток порожних вагонов | ||||||
B1=65 | B2=35 | B3=50 | B4=30 | B5=45 | B6=35 | B7=40 | ||
А1 | X1,1 | X1,2 | X1,3 | X1,4 | X1,5 | X1,6 | X1,7 | |
А2 | X2,1 | X2,2 | X2,3 | X2,4 | X2,5 | X2,6 | X2,7 | |
А3 | X3,1 | X3,2 | X3,3 | X3,4 | X3,5 | X3,6 | X3,7 | |
А4 | X4,1 | X4,2 | X4,3 | X4,4 | X4,5 | X4,6 | X4,7 |
Разработка плана перевозок означает, что необходимо указать, сколько порожних вагонов каждая станция отправления должна отправить в адрес каждой станции назначения. В верхних левых углах каждой клетки вышеприведенной таблицы указано расстояние перевозки вагонов (или другой показатель критерия оптимизации) cij, в нижних правых углах – количество вагонов xij.
Это задача закрытого типа, так как суммарное количество избыточных порожних вагонов равно суммарному количеству требующихся вагонов (300 = 300).
Математическая модель задачи будет представлена следующим образом.
Целевая функция (суммарный пробег порожних вагонов) определяется по формуле:
.
Система ограничений
где ai – ресурсы i-й станции отправления; bj – потребность j-й станции назначения.
Для решения задачи необходимо построить исходный опорный план перевозок, который в дальнейшем будет подвергаться корректировке.
Методы построения исходного опорного плана перевозок
1. Метод северо-западного угла (диагональный). Построение начального опорного плана начинается с левой верхней клетки матрицы и продолжается, двигаясь далее вправо по строке и вниз по столбцу (табл. 2).
Таблица 2
Исходный опорный план, построенный методом северо-западного угла
Станция Отправления | Избыток порожних вагонов | Станция назначения и недостаток порожних вагонов | ||||||
B1=65 | B2=35 | B3=50 | B4=30 | B5=45 | B6=35 | B7=40 | ||
А1 | ||||||||
А2 | ||||||||
А3 | ||||||||
А4 |
Значение целевой функции составит:
L = 46*65+36*35+46*50+42*30+46*20+37*25+57*35+42*40 = 13330 ваг-км
2. Метод минимального элемента. Построение начального опорного плана начинается с клетки, имеющей минимальное расстояние перевозки в таблице. Эта клетка исключается из дальнейшего рассмотрения матрицы, потом заполняется клетка с очередным минимальным элементом и т.д. (табл.3).
Таблица 3
Исходный опорный план, построенный методом «минимального элемента»
Станция Отправления | Избыток порожних вагонов | Станция назначения и недостаток порожних вагонов | ||||||
B1=65 | B2=35 | B3=50 | B4=30 | B5=45 | B6=35 | B7=40 | ||
А1 | ||||||||
А2 | ||||||||
А3 | ||||||||
А4 |
Значение целевой функции составит:
L = 46*40+40*25+29*35+51*45+38*5+34*30+48*15+37*30+28*35+37*40 = 11650 ваг-км
3. Метод наименьшего критерия в столбце. Построение начального опорного плана начинается с клетки с минимальным расстоянием перевозки в столбце и далее по столбцу (табл. 4).
Таблица 4
Исходный опорный план, построенный методом наименьшего критерия в столбце
Станция Отправления | Избыток порожних вагонов | Станция назначения и недостаток порожних вагонов | ||||||
B1=65 | B2=35 | B3=50 | B4=30 | B5=45 | B6=35 | B7=40 | ||
А1 | ||||||||
А2 | ||||||||
А3 | ||||||||
А4 |
Значение целевой функции составит:
L = 40*65+29*35+40*45+38*5+42*15+34*15+48*25+46*20+54*35+41*40 = 12395 ваг-км
4. Метод наименьшего критерия в строке. Построение начального опорного плана начинается с клетки с минимальным расстоянием перевозки в строке и далее по строке (табл. 5).
Таблица 5
Исходный план, построенный методом наименьшего критерия в строке
Станция Отправления | Избыток порожних вагонов | Станция назначения и недостаток порожних вагонов | ||||||
B1=65 | B2=35 | B3=50 | B4=30 | B5=45 | B6=35 | B7=40 | ||
А1 | ||||||||
А2 | ||||||||
А3 | ||||||||
А4 |
Значение целевой функции составит:
L = 40*65+36*35+40*10+38*40+43*25+34*5+37*45+28*35+41*40 = 11310 ваг-км
5. Метод двойного предпочтения. Сначала просматривают все строки матрицы и в каждой из них (строк) отмечают элемент с минимальной стоимостью (*). Затем просматривают столбцы и также отмечают в них элемент с минимальной стоимостью (+). В клетки с двумя знаками помещают максимально возможные перевозки. Затем заполняются клетки, отмеченные один раз и клетки с возможно меньшей стоимостью (табл. 6).
Таблица 6
Исходный опорный план, построенный методом двойного предпочтения
Станция Отправления | Избыток порожних вагонов | Станция назначения и недостаток порожних вагонов | ||||||
B1=65 | B2=35 | B3=50 | B4=30 | B5=45 | B6=35 | B7=40 | ||
А1 | 36* | |||||||
А2 | 40 * | 28** | 37* | |||||
А3 | 34** | 37** | ||||||
А4 | 29** | 38* |
Значение целевой функции составит:
L = 46*40+40*25+29*35+51*45+38*5+34*30+48*15+37*30+28*35+37*40 = 11650 ваг-км
Как видно из приведенных расчетов наименьшее значение целевой функции (суммарный пробег порожних вагонов) получено при построении начального опорного плана методом наименьшего критерия в строке (L = 11310 ваг-км). Так как целью данной задачи является получение минимального суммарного пробега порожних вагонов, то для дальнейшего рассмотрения выбирается исходный опорный план, построенный именно этим методом.
Дата добавления: 2015-11-30; просмотров: 36 | Нарушение авторских прав