4.2. Моделирование транспортной сети

Эта задача встречается на практике наиболее часто и является одной из наиболее важных.

Задача формулируется так

Имеются отправители грузов А₁ , А₂ …А_i…А_m с имеющимся у каждого отправителя количеством груза а₁, a₂…a_i…a_m тонн.

Имеются получатели груза В₁, В₂…В_j…В_n с требуемым каждому количеством груза в₁, в₂…в_j…в_n тонн.

Каждый отправитель может удовлетворить запросы любого получателя.

Расстояния между отправителями и получателями известны и составляют l_ij км. Общее количество грузов, имеющееся у отправителей и требуемое получателю, равно.

Условие задачи записывается в виде табл. 1.

Таблица 1

Матрица условий

Пункт отправления	Пункт назначения						Наличие груза, т
	B1	B2	……	Bj	……..	Bn
A1	l11	l12	……	l1j	……..	l1n	a1
A2	l21	l22	……	l2j	……..	l2n	a2
Ai	li1	li2	……	lij	……..	lin	ai
Am	lm1	lm2	…….	lmj	……..	lmn	am
Потребность в грузе, т	в1	в2	…….	вj	……..	вn	Σвj=Σai

Количество тонн груза для доставки в пункт В_jиз всех пунктов отправления равно

Х_1j+Х_2j+…+Х_mj=,

где Х_ij - количество тонн груза предназначенного к отправке из А_i в В_j, а так как потребность пункта В_j составляет в_j тонн, то

.

Сказанное справедливо для любого пункта В_j, поэтому получаем систему n- уравнений:

Х₁₁ + Х₂₁ + …+Х_m1= в₁,

Х₁₂ + Х₂₂ + …+Х_m2 = в₂, (1)

…………………………

Х_1n + Х_2n+ …+Х_mn= в_n.

С другой стороны общее количество груза, отправляемого из пункта А_i во все пункты назначения В_j составит

Х_i1 + Х_i2 + … +Х_in = .

По условиям задачи эта сумма равна наличию груза в пункте А_i.

.

Сказанное справедливо к любому пункту отправления, имеем m аналогичных (1) уравнений:

Х₁₁ + Х₁₂ + … +Х_1n= а₁,

Х₂₁ + Х₂₂ + …+Х_2n= а₂, (2)

………………………..

Х_m1 + Х_m2+ … +Х_mn= а_m.

Более компактно уравнения (1) и (2) записываются в форме

,

.

Суммарная транспортная работа P из условий, таким образом, равна

P = .

Таким образом, в математической форме транспортная задача требует определения значений переменных Х_ij, минимизирующих линейную формулу

. (3)

При этом суммарное количество груза у отправителей должно быть равно количеству, требуемому получателю

. (4)

4.3. Транспортная задача линейного программирования и её применение при решении автотранспортных задач

Рассмотрим метод потенциалов. Этот метод рекомендуется использовать в курсовом проектировании.

Метод потенциалов реализуется с помощью строго регламентированной процедуры вычислений – алгоритма метода. При этом все вычисления производят в таблице-матрице, составленной по условиям задачи, представленной на рис.4.

Потенциальных клеток нет

Рис. 4. Блок-схема алгоритма метода потенциал

Рис. 5. Алгоритм метода

Задача формулируется так: имеется ряд поставщиков транспортно-однородного груза и ряд потребителей этого груза. Требуется получить такой план закрепления, чтобы при перевозке грузов транспортная работа (т·км) была минимальной. Так как оптимизации подлежит транспортная работа, поэтому в качестве затрат в матрицу вводится расстояние между всеми пунктами.

Для решения задач по составлению оптимальных планов закрепления необходимо провести подготовительную работу, заключающуюся в определении следующих исходных данных:

1. Наименование грузоотправителей и объём поставок грузов.

2. Наименование грузополучателей и объёмы потребления.

3. Расстояние перевозки от каждого грузоотправителя до каждого получателя.

На основании исходных данных формируется матрица (табл.2).

Таблица 2