1、运筹学讲义2运筹学讲义2第二讲 运输问题定理1 运输问题的数学模型必有最优解。运输问题基变量的个数为m+n1 。对于运输问题的基可行解,mn个变量中至多只能有m+n1个变量取正值,而其他的变量为零一、基本概念1)数字格 2)空格 3)闭回路结论1: 运输问题的一个可行解是基可行解的充要条件是:1)数字格的个数为m+n-1个2) m+n-1个数字格不构成闭回路(从数字格出发)结论2: 对每一个空格处,有且仅有一条闭回路。例:判断下表给出的调运方案能否作为表上作业法求解时的初始解B1B2B3B4产量A101515A2151025A355需求量5151510二、表上作业法(1)初始方案的确定:最小元
2、素法;伏格尔法(2)最优性检验:闭回路法;位势法(3)闭回路内改进方案最小元素法(就近供应)就进供应,即从单位运价表中最小的运价开始确定供销关系,然后次小,一直到求出初始基可行解为止。伏格尔法闭回路法计算检验数注:1)数字格检验数均为02)空格检验数位势法求检验数(3)闭回路内改进方案(06年,第三题,20分)下表是一运输问题的表格,其中右上角数字是单位运价,方框内是运量。B1B2B3B4产量A12 63 1 22 55A27582 42A333 2573需求量2314(1) 上表所给方案是否为该问题的可行解,是否为该问题的基本可行解,为什么(2) 上述方案是否是该问题最优解若不是,如何用表上
3、作业法继续迭代解:(1) 上表方案是该问题的可行解,因为该问题的数学模型是设从Ai运往Bj的运量为为xij由上表方框内的运量可知,其余的xij等于零,将其代入约束条件中,显然都满足,因此上表方案是该问题的可行解。在运输问题中,数字格(基变量)有个,而上表中只有五个数字格,若是基变量应该是个,因此上表方案不是该问题的基本可行解。(2) 由位势法得上述方案的检验数为下表(圈中数字是检验数),B1B2B3B4uiA12 6 3 1 22 5A2 7 5 82 4A30 33 2 5 7vj(1,2)格的检验数为负值,因此上述方案不是该问题的最优解,继续以(1,2)格为调入格,以此格为出发点做一闭回路
4、,=min2,3=2进行闭回路调整得可行解,然后再计算检验数,得下表B1B2B3B4uiA1 6 2 3 1 22 5A2 7 5 82 4A32 31 2 5 7vj此时,所有检验数非负,即得最优解。例:已知运输问题的产销平衡表、单位运价表及最优调运方案分别见表1和表2,试回答下列问题表1B1B2B3B4产量A151015A20101525A355需求量5151510表2B1B2B3B4A11012011A2127920A321416181)从A2 B2的单位运价c22在什么范围内变化时,上述最优调运方案不发生变化2)A2 B4的单位运价c24变为何值时,有无穷多最有无穷多最优调运方案至少再
5、写出其他两个。解:1)B1B2B3B4A1A2A32)B1B2B3B4A1A2A3例:某百货公司去外地采购A、B、C、D四种规格的服装,数量分别为:A-1500套,B-2000套,C-3000套,D-3500套。有三个城市可供应上述规格服装,各城市供应数量分别为:I-2500套,II-2500套,III-5000套。由于这些城市的服装质量、运价和销售情况不同,预计售出后的利润(元/套)也不同,见下表,请帮该公司确定一个预期盈利最大的采购方案。ABCDI10567II8276III9348三、不平衡运输问题转化(10年,第二题,15分)有三个工厂A、B、C,它们需要同一种资源,数量分别是300、
6、400、300吨,有两个产地甲、乙可供应该原料500,、400吨,单位运价见表:产地 工厂ABC甲161014乙1212201)将该问题化为平衡问题,建立运输表,要求A地需求必须满足;2)简述平衡运输问题表上作业法步骤。解:1)根据题意,本题是销大于产的不平衡运输问题。虚设一个产地丙,其产量为100吨,转化为产销平衡问题,运输表如下产地 工厂ABC生产量甲161014500乙121220400丙M00100需求量3004003001000(11年,第四题,15分)已知最小化运输问题如表2所示,表2中空格右上角数据为单位运价。表2销产B1B2B3aiA116109500A214208400bj2
7、00400300(1) 按最小元素法确定初始方案;(2) 用位势法检验该初始方案是否最优;(3) 如果产地A2产量减少200,但要保证B2的需求,给出其相应的产销平衡表。解:(1)初始方案见下图。销产B1B2B3aiA116109500100400A214208400100300bj200400300(2)销产B1B2B3uiA116109500100400-1A21420840010012300vj161010因为(1,3)位置的检验数=1,所以该初始方案不是最优。(3)虚拟一个产地A3,其产量为200,相应的产销平衡表如下销产B1B2B3aiA116109500A214208200A30M0200bj200400300例:甲、乙、丙三个城市每年需要煤炭分别为:320万吨、250万吨、350万吨,由A、B两处煤矿负责供应。已知煤矿年供应量分别为:A-400万吨,B-450万吨。由煤矿至各城市的单位运价(万元/万吨)见下表。由于需大于供,经研究平衡决定,甲城市供应量可减少0-30万吨,乙城市应全部满足,丙城市供应量不少于270万吨,试求将供应量分配完又使总运费最低的调运方案。甲乙丙A151822B212516解:
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