Mamy n punktów wysyłających towar i t punktów odbierających. Istnieje droga od każdego dostawcy do każdego odbiorcy i znany jest koszt transportu jednostki towaru.
Jak zorganizować transport, żeby koszt był minimalny?
Zapiszmy dane w postaci tabeli:
Wprowadźmy zmienne
Niech
Jako funkcję celu przyjmijmy:
Zadanie transportowe nazywamy zbilansowanym gdy podaż = popyt,
czyli
W przypadku zbilansowanym obszar dopuszczalny opisany jest następującym układem równań i nierówności:
Ponadto nie można przewozić ujemnej liczby towarów - a więc:
.
Czasami towary są podzielne jak prąd czy woda, ale zwykle dodajemy warunki:
Jeśli dodamy do siebie równania opisujące popyt otrzymamy
Analogicznie jeśli dodamy do siebie równania opisujące podaż otrzymamy
Zatem dla zadania niezbilansowanego układ równań opisujący obszar dopuszczalny jest sprzeczny zaś dla zadania zbilansowanego układ równań opisujący obszar dopuszczalny jest zależny. Można pokazać, że rząd macierzy układu jest równy
Zakładamy, że zagadnienie jest zbilansowane.
Zadanie opisują dwie tablice mające tyle wierszy ilu jest dostawców i tyle kolumn ilu jest odbiorców plus wiersze i kolumny nagłówków.
W pierwszej zapisujemy koszty lub koszty zredukowane - czyli to co jest nad kreską w tablicy sympleks.
Druga tablica opisuje przewozy - dla zmiennej bazowej
a) Metoda wierzchołka północno - zachodniego |
1) Jeżeli mamy tylko jednego dostawcę lub tylko jednego odbiorcę to wszystkie zmienne są bazowe. |
W tablicę przewozów wpisujemy popyty lub podaże odpowiednio. |
2) Wybieramy wierzchołek północno - zachodni czyli miejsce w lewym górnym rogu. |
2a) Jeżeli |
( |
2b) Jeżeli |
( |
GO TO 1. |
Dane jest zagadnienie transportowe opisane tabelą:
Przewozy | Podaże | ||||
6 | 15 | ||||
X | 5 | ||||
X | 10 | ||||
X | 5 | ||||
Popyty | 6 |
4 | 10 | 15 |
Przewozy | Podaże | ||||
6 | 4 | 15 | |||
X | X | 5 | |||
X | X | 10 | |||
X | X | 5 | |||
Popyty | 6 |
4 |
10 | 15 |
Przewozy | Podaże | ||||
6 | 4 | 5 | X | 15 | |
X | X | 5 | |||
X | X | 10 | |||
X | X | 5 | |||
Popyty | 6 |
4 |
10 |
15 |
Przewozy | Podaże | ||||
6 | 4 | 5 | X | 15 | |
X | X | 5 | 5 | ||
X | X | X | 10 | ||
X | X | X | 5 | ||
Popyty | 6 |
4 |
10 |
15 |
Mamy teraz jedną linię.
Przewozy | Podaże | ||||
6 | 4 | 5 | X | 15 | |
X | X | 5 | 0 | 5 | |
X | X | X | 10 | 10 | |
X | X | X | 5 | 5 | |
Popyty | 6 |
4 |
10 |
15 |
b) Metoda minimalnych kosztów.
Ta metoda różni się od poprzedniej tym, że zamiast wierzchołka północno - zachodniego wybieramy miejsce tabeli o minimalnym koszcie.
0) dana jest tablica kosztów K i tablica przewozów P opisująca wierzchołek startowy. |
1) Test optymalności. |
1a) W tablicy kosztów zaznaczamy miejsca odpowiadające zmiennym bazowym. |
1b) Za tablicą w prawym górnym rogu wpisujemy 0. |
1c) Uzupełniamy miejsca pod tabelą i z prawej strony takimi liczbami by w przypadku |
zaznaczonych komórek - zmiennych bazowych, |
suma liczby w tablicy, liczby dopisanej w wierszu i liczby dopisanej w kolumnie dawała 0. |
1c) Wyliczamy tablicę kosztów zredukowanych dodając do każdego wiersza liczbę dopisaną z prawej strony |
i dodając do każdej kolumny liczbę dopisaną poniżej. |
2) Jeżeli nie ma liczb ujemnych w tablicy kosztów to STOP. Ostatni schemat przewozów jest optymalny. |
W zadaniu z poprzedniego przykładu koszty opisane są tabelą:
Zaznaczamy komórki zmiennych bazowych * i dopisujemy 0 w pierwszym wierszu.
Koszty | |||||
1* | 3* | 7* | 9 | 0 | |
5 | 7 | 5* | 10* | ||
6 | 2 | 4 | 8* | ||
6 | 0 | 2 | 10* | ||
Wymusza to liczby -1,-3 i -7 w pierwszych kolumnach.
Koszty | |||||
1* | 3* | 7* | 9 | 0 | |
5 | 7 | 5* | 10* | ||
6 | 2 | 4 | 8* | ||
6 | 0 | 2 | 10* | ||
-1 | -3 | -7 |
Wymusza to 2 w drugim wierszu.
Koszty | |||||
1* | 3* | 7* | 9 | 0 | |
5 | 7 | 5* | 10* | 2 | |
6 | 2 | 4 | 8* | ||
6 | 0 | 2 | 10* | ||
-1 | -3 | -7 |
Wymusza to -12 w czwartej kolumnie.
Koszty | |||||
1* | 3* | 7* | 9 | 0 | |
5 | 7 | 5* | 10* | 2 | |
6 | 2 | 4 | 8* | ||
6 | 0 | 2 | 10* | ||
-1 | -3 | -7 | -12 |
Wymusza to 4 i 2 w ostatnich wierszach.
Koszty | |||||
1* | 3* | 7* | 9 | 0 | |
5 | 7 | 5* | 10* | 2 | |
6 | 2 | 4 | 8* | 4 | |
6 | 0 | 2 | 10* | 2 | |
-1 | -3 | -7 | -12 | 2 |
Obliczając koszty zredukowane otrzymujemy.
0 | 0 | 0 | -3 | ||
6 | 6 | 0 | 0 | ||
9 | 3 | 1 | 0 | ||
7 | -1 | -3 | 0 | ||
3) Wędrowanie między wierzchołkami.
3a) Wybieramy drogę o ujemnym koszcie - w przykładzie drogę wyznaczoną zmienną
3b) Wpisując przy odpowiednich zmiennych bazowych
3c) Wybieramy maksymalną
4) Podstawiamy wyliczoną wartość
Przewozy | ||||
6 | 4 | 5 | X | |
X | X | 5 | 0 | |
X | X | X | 10 | |
X | X |
X | 5 | |
Budujemy cykl:
Przewozy | ||||
6 | 4 |
5 |
X | |
X | X | 5 |
0 | |
X | X | X | 10 | |
X | X |
X | 5 | |
Przewozy | ||||
---|---|---|---|---|
6 | X | 9 | X | |
X | X | 1 | 4 | |
X | X | X | 10 | |
X | 4 | X | 1 |
Transport niezbilansowany
W przypadku gdy podaż przewyższa popyt zadanie można doprowadzić do zbilansowanego wprowadzając sztucznego odbiorcę o popycie równoważącym różnicę i kosztach przewozów 0. Po wyliczeniu optymalnego przewozu mówimy, że towary wysłane do sztucznego odbiorcy zostają u dostawców.
W przypadku gdy popyt przewyższa podaż, analogicznie, zadanie można doprowadzić do zbilansowanego wprowadzając sztucznego dostawcę o podaży równoważącym różnicę i kosztach przewozów 0.
Dane jest zagadnienie transportowe opisane tabelą:
Koszty | Podaże | ||||
1 | 3 | 7 | 9 | 15 | |
5 | 7 | 5 | 10 | 5 | |
6 | 2 | 4 | 8 | 10 | |
6 | 0 | 2 | 10 | 5 | |
Popyty | 7 | 8 | 10 | 10 |
Znajdź wierzchołek startowy stosując algorytm:
a) Wierzchołka północno - zachodniego.
b) Minimalnych kosztów.
W zagadnieniu transportowym opisanym tabelą:
Koszty | Podaże | ||||
1 | 3 | 7 | 9 | 9 | |
6 | 9 | 5 | 10 | 13 | |
6 | 4 | 4 | 10 | 21 | |
Popyty | 10 | 7 | 9 | 17 |
aktualnie realizowany jest następujący schemat przewozów
Przewozy | Podaże | ||||
x | x | x | 9 | ||
x | x | 5 | 8 | ||
10 | 7 | 4 | x | ||
Popyty |
Stosując metodę sympleks popraw ten schemat przewozów do optymalnego i znajdź wszystkie optymalne schematy przewozów.
Znajdź wszystkie optymalne schematy przewozów dla zadania transportowego:
Koszty | Popyty | ||||
9 | 2 | 1 | 10 | 8 | |
3 | 3 | 0 | 6 | 5 | |
9 | 5 | 6 | 15 | 11 | |
Podaże | 5 | 5 | 10 | 4 |
Zalecaną jest metoda minimalnych kosztów.
Treść automatycznie generowana z plików źródłowych LaTeXa za pomocą oprogramowania wykorzystującego LaTeXML.
strona główna | webmaster | o portalu | pomoc
© Wydział Matematyki, Informatyki i Mechaniki UW, 2009-2010. Niniejsze materiały są udostępnione bezpłatnie na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa-Użycie niekomercyjne-Bez utworów zależnych 3.0 Polska.
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Projekt współfinansowany przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego i przez Uniwersytet Warszawski.