Транспортная задача линейного программирования
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 22 Октября 2013 в 20:42, курсовая работа
Описание работы
Целью данной работы является рассмотрение транспортной задачи и метода потенциала как метода решения.
Для реализации данной цели в работе необходимо решить следующие задачи;
-рассмотреть транспортную задачу, общую постановку, цели, задачи;
-изучить основные типы, виды моделей;
-охарактеризовать методы решения транспортной задачи;
-проанализировать метод потенциалов как метод решения транспортных задач.
Содержание работы
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………… 4
1.ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА………………………………………………. 5
1.1 Общая постановка задачи………………………………………… 5
1.2 Нахождение исходного опорного решения……………………... 8
1.3 Проверка найденного опорного решения на оптимальность…... 9
1.4 Переход от одного опорного решения к другому………………. 9
2. РЕШЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДАЧ…………………………………. 10
2.1 Пример решения задачи транспортным методом………………. 10
2.2 Экономический вывод задачи……………………………………. 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………. 20
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ……………………………………………….
Файлы: 1 файл
Курсовая Транспортная задача.docx
— 187.67 Кб (Скачать файл)
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………
1.ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА………………………
1.1 Общая постановка задачи…………………
1.2 Нахождение исходного опорного решения……………………... 8
1.3 Проверка найденного
опорного решения на
1.4 Переход от одного
опорного решения к другому…………
2. РЕШЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДАЧ…………………………………. 10
2.1 Пример решения задачи транспортным методом………………. 10
2.2 Экономический вывод задачи……………………………………. 19
ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ………………………………………………...21
ВВЕДЕНИЕ
Я выбрал эту тему курсовой
работы, потому что каждый человек,
ежедневно не всегда осознавая это
решает проблему: как получить наибольший
эффект, обладая ограниченными
Актуальность выбранной тематики курсовой работы заключается в том, что к задачам транспортного типа сводятся многие другие задачи линейного программирования-задачи о назначениях, сетевые, календарного планирования.
Целью данной работы является рассмотрение транспортной задачи и метода потенциала как метода решения.
Для реализации данной цели в работе необходимо решить следующие задачи;
-рассмотреть транспортную задачу, общую постановку, цели, задачи;
-изучить основные типы, виды моделей;
-охарактеризовать методы решения транспортной задачи;
-проанализировать метод потенциалов как метод решения транспортных задач.
1.ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА
1.1 Общая постановка задачи
Транспортная задача-одна из
В общем виде задачу можно
представить следующим образом:
Требуется составить план
В зависимости от соотношения
между суммарными запасами
Если
то задача называется закрытой. Если
то открытой.
Обозначим через хij количество груза, перевозимого из пункта Ai в пункт Bj. Рассмотрим закрытую транспортную задачу. Ее условия запишем в распределительную таблицу которую будем использовать для нахождения решения.
Bj Ai |
B1 |
B2 |
… |
Bj |
… |
Bn |
b1 |
b2 |
… |
bj |
… |
bn | |
|
A1 a1 |
c11 x11 |
c12 x12 |
… |
c1j x1j |
… |
c1n x1n |
|
A2 a2 |
c21 x21 |
c22 x22 |
… |
c2j x2j |
… |
c2n x2n |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
Ai ai |
ci1 xi1 |
ci2 xi2 |
… |
cij xij |
… |
cin xin |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
|
Am am |
cm1 xm1 |
cm2 xm2 |
… |
cmj xmj |
… |
cmn xmn |
Таблица 1
Математическая модель закрытой транспортной задачи имеет вид
при ограничениях:
Оптимальным решением задачи является матрица
удовлетворяющая системе ограничений и доставляющая минимум целевой функции. Транспортная задача как задача линейного программирования может быть решена симплексным методом, однако наличие большого числа переменных и ограничений делает вычисления громоздкими. Поэтому для решения транспортных задач разработан специальный метод, имеющий те же этапы, что и симплексный метод, а именно:
- нахождение исходного опорного решения
- проверка этого решения на оптимальность
- переход от одного опорного решения к другому
Рассмотрим каждый из этих этапов.
1.2 Нахождение исходного опорного решения
Условия
задачи и ее исходное опорное
решение будем записывать в
распределительную таблицу.
Рассмотрим один из них
– метод минимального тарифа (элемента).
Согласно этому методу, грузы распределяются
в первую очередь в те клетки,
в которых находится
Нулевые поставки помещают
в незанятые клетки с учетом наименьшего
тарифа таким образом, чтобы в
каждых строке и столбце было не
менее чем по одной занятой
клетке.
1.3 Проверка найденного опорного решения
на оптимальность
Найденное исходное опорное решение проверяется на оптимальность методом потенциалов по следующему критерию: если опорное решение транспортной задачи является оптимальным, то ему соответствует система m+n действительных чисел ui и vj, удовлетворяющих условиям ui + vj= cij, для занятых клеток и ui +vi – cij ≤ 0 для свободных клеток. Одному из потенциалов дается произвольное значение, например u1 = 0, тогда остальные потенциалы определяются однозначно. Так, если известен потенциал vj, то ui = cij - vj.
Обозначим ∆ij = ui+vj-cij. Эту оценку называют оценкой свободных клеток. Если ∆ij ≤ 0, то опорное решение является оптимальным. Если хотя бы одна из оценок ∆ij > 0, то опорное решение не является оптимальным и его можно улучшить перейдя от одного опорного решения к другому.
1.4 Переход от одного опорного решения к другому
Наличие положительной оценки свободной клетки ( ∆ij > 0) при проверке опорного решения на оптимальность свидетельствует о том, что полученное решение не оптимально и для уменьшения значения целевой функции надо перейти к другому опорному решению. Свободная клетка становится занятой становится занятой, а одна из ранее занятых - свободной.
Для свободной клетки с ∆ij > 0 строится цикл (цепь, многоугольник), все вершины которого кроме одной находятся в занятых клетках; углы прямые, число вершин четное. Около свободной клетки цикла ставится знак (+), затем поочередно проставляют знаки (-) и (+). У вершин со знаком (-) выбирают минимальный груз, его прибавляют к грузам, стоящим у вершин со знаком (+), и отнимают от грузов у вершин со знаком (-). В результате перераспределения груза получим новое опорное решение. Это решение проверяем на оптимальность, и т.д. с тех пор, пока не получим оптимальное решение.
2. РЕШЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДАЧ
2.1 Пример решения задачи транспортным методом
В качестве примера возьмём следующую задачу:
Четыре предприятия данного технологического района для производства продукции используют три вида сырья, потребности в сырье каждого из предприятий соответственно равны 150, 120, 80, 50 единиц. Сырьё сосредоточено в трёх местах его получения, а запасы соответственно 100, 130, 170 единиц. Тарифы перевозок известны и заданы матрицей:
2 |
1 |
8 |
12 |
5 |
3 |
7 |
5 |
3 |
7 |
14 |
4 |
Для начала выясним, какая это задача, а для этого сравним общее количество сырья на складах и общее количество потребления:
А = 100+130+170=400
В = 150+120+80+50 = 400
А = В – из этого следует, что задача является закрытой.
Шаг 1.
Составим таблицу, расставим тарифы и сделаем распределение:
Ai |
Bj |
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
Ui | ||||
|
150 |
120 |
80 |
50 | |||||||
a1 |
100 |
2 |
100 |
1 |
8 |
12 |
||||
a2 |
130 |
5 |
50 |
3 |
80 |
7 |
5 |
|||
a3 |
170 |
3 |
7 |
40 |
14 |
80 |
4 |
|||
Vg |
||||||||||
Таблица 2
Распределение выполнили. Можно найти коэффициент затрат на перевозки сырья F. С ходом решения этот коэффициент должен только уменьшаться, по сравнению с предыдущим.
F = 2*100+5*30+3*80+7*40+14*80 = 2290 единиц.
Коэффициент высокий, и нам нужно выяснить, сможем ли мы уменьшить его, а для этого проанализируем это, но для начала нам нужно сделать оценку свободных клеток, а для этого сделаем следующее: в столбце Vj в первой строчки поставим 0. А дальше напротив этого нуля найдём заполненную клетку и производим вычисления по формуле:
cij=ui+vj
В итоге у нас получится вот такая таблица:
Ai |
Bj |
b1 |
b2 |
b3 |
b4 |
Ui | ||||
|
150 |
120 |
80 |
50 | |||||||
a1 |
100 |
2 |
1 |
8 |
12 |
0 | ||||
a2 |
130 |
5 |
3 |
7 |
5 |
3 | ||||
a3 |
170 |
3 |
7 |
14 |
4 |
7 | ||||
Vg |
2 |
0 |
7 |
-3 |
||||||
Таблица 3
Теперь мы можем выяснить, можем ли мы уменьшить коэффициент F, а для этого теперь работает с пустыми клетками.
Стоило сказать, что поля данных идентифицируются как на координатной плоскости, то есть к примеру самая левая верхняя ячейка данных будет иметь координату (1:1), чуть правее ячейка (1:2), а если ячейка а 1 ниже первой, то координаты (2:1).
Теперь производим оценку свободных клеток. Для этого мы находим пустую клетку, далее складываем потенциалы из полей Ai и Bg , А затем из тарифа вычитаем полученную сумму потенциалов. Если видно, что результат получится меньше нуля, то вычисления можно опустить и сделать запись об этом. Это действие нужно произвести со всеми пустыми клетками: