【例4.15】 道路运输的最小费用问题。现有A1、A2、A3三个道路桥梁公司,可供应砂分别为20t、20t和40t。现将砂运往B1、B2、B3和B4四个地区,需求量分别为30t、25t、10t和15t。已知运价如表4-25所示,试求使总运输费用最小的运输方案。
表4-25
解 用最小元素法求得初始基本可行解见表4-26。
表4-26
用闭回路法求非基变量的检验数为:
λ12=7-3+4-2=6
λ13=3-6+9-5+4-2=3
λ14=11-5+4-2=8
λ21=8-4+5-9=0
λ22=4-3+5-9=-3
λ33=10-5+9-6=8
因为λ22=-3<0且为最小者,故选x22进基,调整运量。x22的闭回路是{x22,x24,x34,x32},标负号的变量是x24和x32,取最小运量:
θ=min{x24,x32}=min{10,25}=10
故x24出基,x22和x34加上10,x24和x32减去10,并在x24处打上“×”作为非基变量,其余变量的值不变,调整后的方案见表4-27。
表4-27
重新求所有非基变量的检验数得:
λ12=6,λ13=0,λ14=8,λ21=3,λ24=3,λ33=5所有检验数λij≥0,所以得到最优解为:
最小运费:
Z=2×20+4×10+6×10+4×10+3×15+5×15=300
由λ13=0知,该问题具有多重最优解,求另一最优解的方法是令x13进基,并在x13的闭回路{x13,x23,x22,x32,x31,x11}上按上述方法调整运量,得到另一个最优解
【例4.16】 交通分配问题。假设某交通分配问题有三个始点Oi(i=1,2,3)和四个终点Dj(j=1,2,3,4),始点Oi发生的出行交通量ai、终点Dj吸引的出行交通量bj及各始终点之间的出行时耗tij如表4-28所示,出行总量。试求系统总时耗最小的出行量分配fij(i=1,2,3;j=1,2,3,4)。
表4-28
解 用最小元素法求得初始可行解,得到表4-29。(www.daowen.com)
表4-29
用闭回路法计算各非基变量的检验数为:
λ11=4,λ13=8,λ21=-3,λ22=4,λ32=8,λ33=15由于λ21=-3<0,所以要对上述问题进行调整,得到表4-30。
表4-30
计算各非基变量的检验数为:
λ11=4,λ13=5,λ22=7,λ24=3,λ32=8,λ33=13
此时所有的检验数均大于零,说明表4-30给出的出行量分配fij是唯一最小的,即从O1到D2的出行量为8,到D4的出行量是4;从O2到D1的出行量为3,到D3为7;从O3到D1的出行量为3,到D4为5,其余始点到终点的出行量均为0。相应的系统总时耗为:
【例4.17】 公交车交接班问题。某公交公司在某一营运工作时段要安排5组司乘人员Ai(i=1,2,…,5)与5辆各路在线公交车Bj(j=1,2,…,5)的司乘人员进行交接班,每组司乘人员到各在线公交车辆交接班的时间为tij(i,j=1,2,…,5),见下面的矩阵(单位为min):
解 设:,若Ai组司乘人员被安排去交接Bj在线公交车辆时,i,j=1,2,…,5,否则
从效率矩阵的每行元素减去该行的最小元素得矩阵:
再将该矩阵的每列元素减去该列的最小元素得矩阵:
找出上述矩阵中的零元素,得到能够覆盖所有零元素的最少直线,结果如下:
此时,最多零元素的个数是4,不足5,在未被直线覆盖的元素中找到最小元素为1并且减去1,在直线相交处的元素加上1,再用最少直线数覆盖所有零元素得到矩阵:
相应的最优解为:
从上述最优解可知司乘人员交接班的最优匹配方案为:A1组司乘员去交接B2在线公交车辆,A2组去交接B4,A3组去交接B5,A4组去交接B3,A5去交接B1,此方案下各在线公交车辆所有交接班完成所需的总时间为:
T=15+6+18+12+8=59min
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