Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Транспортная задача

Содержание

Транспортная задача является частным случаем задачи линейного программирования и может быть решена симплекс-методом. Однако, в силу особенностей этой задачи, она решается с помощью так называемого распределительного метода и его модификаций
ТРАНСПОРТНАЯ ЗАДАЧА Лекции 10,11 Транспортная задача является частным случаем задачи линейного программирования Общая постановка транспортной задачи состоит в определении оптимального Рассмотрим транспортную задачу, в которой в качестве критерия оптимальности берется Математическая модель транспортной задачи   Найти  при ограничениях Первое ограничение  означает, что все потребности должны быть удовлетворены Определение. Всякое неотрицательное решение системы ограничений транспортной задачи, определяемое матрицей Определение.    План Тарифы или стоимости перевозок единицы груза Транспортная таблица Необходимое и достаточное условие разрешимости  транспортной задачи   Для разрешимости При выполнении этого условия модель транспортной задачи называется закрытой. Если В случае открытой транспортной задачи выполнение балансового условия достигается введением Любое решение транспортной задачи представляет собой распределение перевозок Пример Все грузы должны быть перевезены, поэтому А целевую функцию составили по матрице С - матрице тарифов перевозок. Пример. Задача организации оптимального снабжения .  Три фермерских хозяйства Таблица Экономико-математическая модель задачи.  Переменные :  - количество молока , поставляемое Эта задача является задачей открытого типа, так как запасы молока Функциональные ограничения:По поставщикам (их 3) по потребителям (их 5) Этапы решения транспортной задачиСоставляют математическую модель задачи.Находят исходное опорное решение.Проверяют это решение Будем называть переменные , стоящие в занятых клетках распределительной или Определение исходного допустимого решения  1. Метод «северо-западного угла»  Метод заключается 2. Метод «наименьшей стоимости»  Метод заключается в том, что заполнение Найти опорный план транспортной задачи методом наименьшей стоимости Минимальный тариф, равный 1 , находится в клетке В оставшейся части таблицы с двумя строками   и Временно исключим из рассмотрения столбец    и Заполним описанным выше способом эту клетку и аналогично заполним ( В результате получим опорный план При данном плане перевозок общая стоимость перевозок составляет . Условие невырожденности плана    Если число заполненных клеток равно В нашей задаче число заполненных клеток равно m + n Метод потенциалов проверки решения на оптимальность  Предположим, что каждый пункт отправления Совокупность уравнений Обозначим через Теорема «о платежах».  Для заданной совокупности платежей  и Теорема оптимальности.  Если для всех базисных клеток Пример   Найти опорное решение методом минимальной стоимости  и проверить оптимальность решения методом потенциалов. Находим потенциалы базисных клеток Положим        и решим Пример 2.  На складах имеются запасы продукции 90, 400 и 110 Расходы на перевозки 1 т продукции заданы матрицей (у.е.) План 2)Проверим план на оптимальность методом потенциалов.  В таблице занято Положим   Решим систему: Внесем в таблицу потенциалы занятых клеток Найдем оценки свободных клеток.  Решение не оптимально, т.к. имеется отрицательная оценка. 3)Переход к другому решению. Около свободной клетки цикла ставится (+), а затем поочередно(-) , Получили новое решение   Проверим его на оптимальность, вычислив потенциалы базисных клеток. Потенциалы заполненных клеток Оценки свободных клетокПлан не оптимален, т.к. оценка клетки (21) отрицательна. Новый план Для свободных клеток псевдостоимости равны Оценки свободных клеток Все оценки положительны, поэтому план оптимален.  Ответ:
Слайды презентации

Слайд 2
Транспортная задача является частным

Транспортная задача является частным случаем задачи линейного программирования и

случаем задачи линейного программирования и может быть решена симплекс-методом.

Однако, в силу особенностей этой задачи, она решается с помощью так называемого распределительного метода и его модификаций

Слайд 3
Общая постановка транспортной задачи

Общая постановка транспортной задачи состоит в определении оптимального плана

состоит в определении оптимального плана перевозок некоторого однородного груза

из m пунктов отправления А1, А2,…, Аm в
n пунктов назначения B1, B2,…,Bn.
При этом в качестве критерия оптимальности берется либо минимальная стоимость перевозок всего груза, либо минимальное время его доставки.


Слайд 4
Рассмотрим транспортную задачу, в которой в

Рассмотрим транспортную задачу, в которой в качестве критерия оптимальности берется

качестве критерия оптимальности берется минимальная стоимость перевозок всего груза.

Обозначим через тарифы или стоимости перевозки единицы груза из i-го пункта отправления в j-й пункт назначения, через  – запасы груза в i-м пункте отправления, через  – потребности в грузе j-ым пунктом назначения, через  – количество единиц груза, перевозимого из i-го пункта отправления в j-й пункт назначения (перевозки).






Слайд 5 Математическая модель транспортной задачи
Найти

Математическая модель транспортной задачи  Найти при ограничениях

при ограничениях



Слайд 6
Первое ограничение


означает, что

Первое ограничение  означает, что все потребности должны быть удовлетворены

все потребности должны быть удовлетворены , а второе -

,
что все запасы должны быть перевезены.

Слайд 7
Определение. Всякое неотрицательное решение системы ограничений

Определение. Всякое неотрицательное решение системы ограничений транспортной задачи, определяемое матрицей

транспортной задачи, определяемое матрицей размера m×n


,

называют допустимым решением (или планом) транспортной задачи.



Слайд 8
Определение.

План

Определение.   План

,

при котором целевая функция принимает минимальное значение, называется оптимальным.



Слайд 9
Тарифы или стоимости перевозок единицы груза

Тарифы или стоимости перевозок единицы груза   также задаются

также задаются матрицей, которая называется

матрицей транспортных издержек или матрицей стоимостей




Слайд 10 Транспортная таблица

Транспортная таблица

Слайд 11 Необходимое и достаточное условие разрешимости транспортной задачи

Необходимое и достаточное условие разрешимости транспортной задачи  Для разрешимости транспортной

Для разрешимости транспортной задачи необходимо и достаточно, чтобы запасы

груза в пунктах отправления были равны потребностям в грузе в пунктах назначения, то есть, чтобы выполнялось равенство


--балансовые условия.



Слайд 12
При выполнении этого условия модель транспортной

При выполнении этого условия модель транспортной задачи называется закрытой. Если

задачи называется закрытой. Если балансовое условие не выполняется, то

есть
,

то модель транспортной задачи называется открытой.



Слайд 13
В случае открытой транспортной задачи выполнение

В случае открытой транспортной задачи выполнение балансового условия достигается введением

балансового условия достигается введением фиктивного поставщика или фиктивного потребителя

с соответствующими тарифами, равными нулю.

Слайд 14
Любое решение транспортной задачи представляет собой

Любое решение транспортной задачи представляет собой распределение перевозок

распределение перевозок в транспортной таблице.

Оптимальному решению транспортной задачи соответствует оптимальное распределение перевозок. Перераспределение перевозок в транспортной таблице осуществляется до тех пор, пока не будет найдено оптимальное распределение перевозок.



Слайд 15 Пример

Пример

Слайд 16
Все грузы должны быть перевезены, поэтому

Все грузы должны быть перевезены, поэтому




Это три первых уравнения.
Все потребности должны быть удовлетворены и, значит,


Это четыре последних уравнения.
Здесь закрытая модель: сумма запасов равна сумме потребностей.




Слайд 17
А целевую функцию составили по матрице

А целевую функцию составили по матрице С - матрице тарифов перевозок.

С - матрице тарифов перевозок.


Слайд 18 Пример. Задача организации оптимального снабжения .
Три

Пример. Задача организации оптимального снабжения . Три фермерских хозяйства

фермерских хозяйства

ежедневно могут доставлять в город соответственно 60, 60 и 50 ц молока для обеспечения пяти торговых точек :

Стоимость перевозки 1ц молока и потребности торговых точек в молоке указаны в таблице




Слайд 19 Таблица

Таблица

Слайд 20 Экономико-математическая модель задачи.
Переменные :

Экономико-математическая модель задачи. Переменные :  - количество молока , поставляемое

- количество молока , поставляемое i-м фермерским хозяйством в

j-ю торговую точку.
Целевая функция –суммарные транспортные издержки, которые необходимо минимизировать




Слайд 21
Эта задача является задачей открытого типа,

Эта задача является задачей открытого типа, так как запасы молока

так как запасы молока у фермерских хозяйств (поставщиков) больше

потребностей в молоке у торговых точек. В этом случае изменяется вид системы ограничений.

Слайд 22 Функциональные ограничения:
По поставщикам (их 3)
по потребителям (их

Функциональные ограничения:По поставщикам (их 3) по потребителям (их 5)

5)




Слайд 23 Этапы решения транспортной задачи
Составляют математическую модель задачи.
Находят исходное

Этапы решения транспортной задачиСоставляют математическую модель задачи.Находят исходное опорное решение.Проверяют это

опорное решение.
Проверяют это решение на оптимальность.
Переходят от одного опорного

решения к другому.



Слайд 24
Будем называть переменные , стоящие в

Будем называть переменные , стоящие в занятых клетках распределительной или

занятых клетках распределительной или транспортной таблицы, базисными, а переменные

находящиеся в пустых клетках, свободными.

Слайд 25 Определение исходного допустимого решения
1. Метод «северо-западного

Определение исходного допустимого решения 1. Метод «северо-западного угла» Метод заключается в

угла»
Метод заключается в том, что заполнение клеток

таблицы начинают с левой верхней клетки (северо-западная часть таблицы) для перевозки и продолжают вниз и вправо, заканчивая клеткой для перевозки .
При этом способе распределения на тарифы не обращают внимания.





Слайд 26
2. Метод «наименьшей стоимости»
Метод заключается

2. Метод «наименьшей стоимости» Метод заключается в том, что заполнение

в том, что заполнение клеток таблицы начинают с клетки,

имеющей наименьшую стоимость перевозки. Если таких клеток несколько, то следует выбрать любую из них.


Слайд 27 Найти опорный план транспортной задачи методом наименьшей стоимости

Найти опорный план транспортной задачи методом наименьшей стоимости

Слайд 28
Минимальный тариф, равный 1 , находится

Минимальный тариф, равный 1 , находится в клетке

в клетке .
Положим

. Запишем это значение в соответствующую клетку и временно исключим из рассмотрения строку .
Потребности пункта назначения считаем временно равными 30 ед.






Слайд 29
В оставшейся части таблицы с двумя

В оставшейся части таблицы с двумя строками  и

строками и и c

четырьмя столбцами клетка с наименьшим тарифом находится на пересечении строки и столбца , где Положим Внесем это значение в соответствующую клетку таблицы.








Слайд 30
Временно исключим из рассмотрения столбец

Временно исключим из рассмотрения столбец  и будем считать запасы

и будем считать запасы пункта

равными 120 ед. После этого рассмотрим оставшуюся часть таблицы с двумя строками и и тремя столбцами , и . В ней минимальный тариф находится в клетке на пересечении строки и столбца и равен 3.











Слайд 31
Заполним описанным выше способом эту клетку

Заполним описанным выше способом эту клетку и аналогично заполним (

и аналогично заполним ( в определенном порядке) клетки, находящиеся

на пересечении строки и столбца .




Слайд 32
В результате получим опорный план




При данном

В результате получим опорный план При данном плане перевозок общая стоимость перевозок составляет .

плане перевозок общая стоимость перевозок составляет .



Слайд 33 Условие невырожденности плана
Если число

Условие невырожденности плана  Если число заполненных клеток равно m +

заполненных клеток равно
m + n – 1,

то план является невырожденным. Если число заполненных клеток меньше этого значения, то план (решение) называется вырожденным. В случае вырожденности плана условно считают одну (или несколько) из пустых клеток занятой, записывая в нее нулевую перевозку так, чтобы число занятых клеток стало равным
m + n – 1.

Слайд 34
В нашей задаче число заполненных клеток

В нашей задаче число заполненных клеток равно m + n

равно m + n – 1=3 + 4 –

1 = 6,
а пустых клеток – m × n – (m + n – 1), где m – количество пунктов отправления, n – количество пунктов назначения, что в нашем случае 3 × 4 – 6 = 6.
Значит, найденный план является невырожденным.

Слайд 35 Метод потенциалов проверки решения на оптимальность
Предположим,

Метод потенциалов проверки решения на оптимальность Предположим, что каждый пункт отправления

что каждый пункт отправления Ai вносит за перевозку единицы

груза какую-то сумму , а каждый пункт назначения вносит
сумму . Эти платежи передаются некоторому третьему лицу, например, перевозчику. Величины и свяжем равенствами , где  – тарифы для базисных клеток.








Слайд 36
Совокупность уравнений

Совокупность уравнений      , составленных для

, составленных для

всех базисных переменных, представляет совместную систему линейных уравнений, причем одну из переменных можно задавать произвольно и тогда остальные переменные из системы уравнений находятся однозначно.



Слайд 37
Обозначим через

Обозначим через       , где

,

где назовем псевдостоимостями или косвенными стоимостями (тарифами). Псевдостоимости находятся для всех свободных клеток.
Платежи и не обязательно должны быть положительны, поскольку не исключено, что «перевозчик» сам платит тому или иному пункту какую-то премию за перевозку.






Слайд 38 Теорема «о платежах».
Для заданной совокупности платежей

Теорема «о платежах». Для заданной совокупности платежей и  суммарная косвенная

и суммарная косвенная стоимость перевозок

при любом допустимом плане сохраняет одно и тоже значение


В этой формуле с зависит только от совокупности платежей и не зависит от того, каким именно допустимым планом пользуемся.





Слайд 39 Теорема оптимальности.
Если для всех базисных клеток

Теорема оптимальности. Если для всех базисных клеток




а для всех свободных клеток

,

то допустимый план является оптимальным и никаким способом улучшен быть не может.




Слайд 40 Пример
Найти опорное решение методом минимальной

Пример  Найти опорное решение методом минимальной стоимости и проверить оптимальность решения методом потенциалов.

стоимости
и проверить оптимальность решения методом потенциалов.


Слайд 43
Находим потенциалы базисных клеток

Находим потенциалы базисных клеток

Слайд 44
Положим

Положим    и решим систему.  Получим

и решим систему.
Получим

Найдем псевдостоимости пустых клеток



План перевозок оптимален







Слайд 45 Пример 2.
На складах имеются запасы продукции

Пример 2. На складах имеются запасы продукции 90, 400 и 110

90, 400 и 110 тонн соответственно. Потребители должны получить

эту продукцию в количествах 140, 300 и 160 тонн соответственно. Найти такой план закрепления поставщиков к потребителям, при котором суммы затрат на перевозки минимальны.

Слайд 46
Расходы на перевозки 1 т продукции

Расходы на перевозки 1 т продукции заданы матрицей (у.е.) Сумма

заданы матрицей (у.е.)



Сумма потребностей и сумма запасов

равны 140+300+160=90+400+110=600. Модель закрытая.



Слайд 48
План


План

Слайд 49
2)Проверим план на оптимальность методом потенциалов.

2)Проверим план на оптимальность методом потенциалов. В таблице занято клеток Для них найдем потенциалы.

В таблице занято клеток

Для них найдем

потенциалы.



Слайд 50





Положим
Решим систему:



Положим  Решим систему:

Слайд 51 Внесем в таблицу потенциалы занятых клеток

Внесем в таблицу потенциалы занятых клеток

Слайд 52
Найдем оценки свободных клеток.





Решение

Найдем оценки свободных клеток. Решение не оптимально, т.к. имеется отрицательная оценка.

не оптимально, т.к. имеется отрицательная оценка.



Слайд 53
3)Переход к другому

3)Переход к другому решению.   Перераспределим грузы,

решению.
Перераспределим грузы, перемещая их

из занятых клеток в свободные. Свободная клетка становится занятой, а занятая- свободной.
Для свободной клетки с отрицательной оценкой строится цикл(цепь, многоугольник), все вершины которого, кроме одной находятся в занятых клетках. Углы прямые, число вершин четное

Слайд 54
Около свободной клетки цикла ставится (+),

Около свободной клетки цикла ставится (+), а затем поочередно(-) ,

а затем поочередно(-) , (+).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 перемещения получают новый опорный план. Это решение проверяют на оптимальность и т. д. до тех пор ,пока не получится оптимальное решение.

Слайд 58
Получили новое решение




Проверим

Получили новое решение  Проверим его на оптимальность, вычислив потенциалы базисных клеток.

его на оптимальность, вычислив потенциалы базисных клеток.


Слайд 59
Потенциалы заполненных клеток


Потенциалы заполненных клеток

Слайд 60
Оценки свободных клеток





План

Оценки свободных клетокПлан не оптимален, т.к. оценка клетки (21) отрицательна.

не оптимален, т.к. оценка клетки (21) отрицательна.



Слайд 63
Новый план

Новый план




Снова проверяем его на оптимальность. Для занятых клеток
Находим





Слайд 64
Для свободных клеток псевдостоимости равны





Для свободных клеток псевдостоимости равны

Слайд 65
Оценки свободных клеток

Оценки свободных клеток

  • Имя файла: transportnaya-zadacha.pptx
  • Количество просмотров: 112
  • Количество скачиваний: 0