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运输问题-表上作业法


3.表上作业法的基本步骤
(1)找出初始基可行解: m+n-1个数字格(基变
量); (2)求各非基变量(空格)的检验数。
(3)确定入基变量,若min{ ij | ij 0} lk ,那么
选取xij为入基变量;
(4)确定出基变量,找出入基变量的闭合回路; (5)在表上用闭合回路法调整运输方案; (6)重复2、3、4、5步骤,直到得到最优解。
下面就以表4-6中给出的初始基可行解(最 小元素法所给出的初始方案)为例,讨论闭合 回路法。
表4-24 甲 A B C (+3) 3 -1) ( 6 6 乙 丙 4(-3) 1 (+2) 3 6 丁 3 产量(ai) 7 4 9
3 5 销量(bj) 从表4-6给定的初始方案的任一空格出发寻找闭合回路,如对 于空格(A,甲)在初始方案的基础上将A生产的产品调运一个 单位给甲,为了保持新的平衡,就要依次在(A,丙)处减少 一个单位、(B,丙)处增加一个单位、(B,甲)处减少一个 单位;即要寻找一条除空格(A,甲)之外其余顶点均为有数 字格(基变量)组成的闭合回路。表4-24中用虚线画出了这条 闭合回路。闭合回路顶点所在格括号内的数字是相应的单位运
最小元素法的应用(以引例4-1为例)
表4-1
A B C 销量(bj) 甲 3 1 7 3 乙 11 9 4 6 丙 3 2 10 5 丁 10 8 5 6 产量(ai) 7 4 9
第一步:从表4-1中找出最小运价“1”, 最小运 价所确定的供应关系为(B,甲),在(B,甲) 的交叉格处填上“3”,形成表4-2;将运价表的 甲列运价划去得表4-3.
2.表上作业法与单纯形法的关系
表上作业法中的最小元素法和伏格尔法实质
上是在求单纯形表中的初始基可行解; 表上作业法中的“位势法”实质上是在求单 纯形表中的检验数; 调运方案表中数字格的数实质上就是单纯形 法中基变量的值; 调运方案表上的“闭回路法”实质上是在做 单纯形表上的换基迭代。
4.2
表上作业法
表上作业法 表上作业法与单纯形法的关系 表上作业法的基本步骤 确定初始基可行解 最小元素法的基本步骤 伏格尔法
三、 运输问题的求解
1.表上作业法
运输问题的求解采用表上作业法,即用列 表的方法求解线性规划问题中的运输模型的 计算方法,实质上是单纯形法。 表上作业法是一种特定形式的单纯形法, 它与单纯形法有着完全相同的解题步骤,所 不同的只是完成各步采用的具体形式。
表4-24 甲 A 乙
B C
销量(bj)
(+3) 3 -1) (
3 6 6
丙 4(-3)
丁 3 3 6
产量(ai) 7
1 (+2)
5
4 9
对应这样的方案调整,运费会有什么变化呢?可以
看出(A,甲)处增加一个单位,运费增加3个单位; 在(A,丙)处减少一个单位,运费减少3个单位;在 (B,丙)处增加一个单位,运费增加2个单位;在 (B,甲)处减少一个单位,运费减少1个单位。增减 相抵后,总的运费增加了1个单位。由检验数的经济 含义可以知道,(A,甲)处单位运量调整所引起的 运费增量就是(A,甲)的检验数,即σ 11=1。
仿照此步骤可以计算初始方案中所有空
格的检验数,表4-25~表4-30展示了各 检验数的计算过程,表4-30给出了最终 结果。可以证明,对初始方案中的每一 个空格来说“闭合回路存在且唯一”。
表4-25

A B
11 = 1 3

(+11)

4 1

3(-10)
产量(ai)
7 4
C
销量(bj) 表4-26
4.2.2
基可行解的最优性检验
对初始基可行解的最优性检验有闭合回路法
和位势法两种基本方法。闭合回路法具体、 直接,并为方案调整指明了方向;而位势法 具有批处理的功能,提高了计算效率。 所谓闭合回路是在已给出的调运方案的运输 表上从一个代表非基变量的空格出发,沿水 平或垂直方向前进,只有遇到代表基变量的 填入数字的格才能向左或右转90度(当然也 可以不改变方向)继续前进,这样继续下去, 直至回到出发的那个空格,由此形成的封闭 折线叫做闭合回路。一个空格存在唯一的闭 回路。

4(+3) 1(-2)

3(-10) (+8) 3
产量(ai)
7 4 9
5
6
表4-28
甲 A
11 = 1

12 = 2

4(-3)

3(+10)
产量(ai)
7
B C
销量(bj)
3
22 = 1
6 6
1
(+10) 5
24 = -1
3(-5) 6
4
9
3
表4-29 甲 A B C 销量(bj) 表4-30 A

A B C 销量(bj) 3 3 甲 3 1 7 3
表4-2 乙


产量(ai) 7 4 9
6 表4-3 乙 11 9 4 6
5 丙 3 2 10 5
6 丁 10 8 5 6 产量(ai) 7 4 9
A B C
销量(bj)
表4-3 A B C 销量(bj) 甲 3 1 7 3 乙 11 9 4 6 丙 3 2 10 5 丁 10 8 5 6 产量(ai) 7 4 9
表4-6 A B C 甲 3 1 7 乙 11 9 4 丙 3 2 10 丁 10 8 5 6 丁 3 3 5 6 产量(ai) 7 4 9
销量(bj)
表4-7
3

6

5
丙 4 1
A B C
销量(bj)
3 3 6 6
产量(ai) 7 4 9
最后在产销平衡表上得到一个调运方案,见
表4-6。这一方案的总运费为86个单位。
4、确定初始基可行解
与一般的线性规划不同,产销平衡的运输问
题一定具有可行解(同时也一定存在最优 解)。 最小元素法(the least cost rule)和伏格尔法 (Vogel’s approximation method)。 最小元素法 最小元素法的基本思想是就近供应,即从单位 运价表中最小的运价开始确定产销关系,依此 类推,一直到给出基本方案为止.
产量(ai) 4 4 12
8.伏格法尔法
每次从当前运价表上,计算各行各列 中两个最小运价之差值(行差值hi,列差 值kj),优先取最大差值的行或列中最小 的格来确定运输关系,直到求出初始方案。
8.伏格尔法
伏格尔法的基本步骤:
1.计算每行、列两个最小运价的差; 2.找出最大差所在的行或列; 3.找出该行或列的最小运价,确定供求关系,最大量 的供应 ; 4.划掉已满足要求的行或 (和) 列,如果需要同时划 去行和列,必须要在该行或列的任意位置填个 “0”; 5.在剩余的运价表中重复1~4步,直到得到初始基可 行解。
表4-1 A B C 甲 3 1 7 乙 11 9 4 丙 3 2 10 丁 10 8 5 产量(ai) 7 4 9
销量(bj)
表4-12 A B C
两最小元素之差
3
甲 3 1 7
6
乙 11 9
5
丙 3 2 10 丁 10 8 5
6
两最小元素之差
4
0 1 1
2
5
1
3
表4-13
甲 A B C 销量(bj) 3 甲 3 乙 丙 丁 产量(ai) 7 4 9 5 乙 11 丙 3 6 丁 10
1.闭合回路
所谓闭合回路法,就是对于代表非基变量的
空格(其调运量为零),把它的调运量调整 为1,由于产销平衡的要求,我们必须对这个 空格的闭回路的顶点的调运量加上或减少1。 最后我们计算出由这些变化给整个运输方案 的总运输费带来的变化。如果所有代表非基 变量的空格的检验数也即非基变量的检验数 都大于等于零,则已求得最优解,否则继续 迭代找出最优解。
2
表4-17

A B



3
3
C
销量(bj) 表4- 18 A B C
两最小元素之差
6
6 5
3
6
产量(ai) 7 4 9
甲 3 1 7
乙 11 9 4

3
2 10
丁 10 8 5
两最小元素之差
7
6
1
2
表4-19

A B C 销量(bj) 表4-20 甲 3 1 7
两最小元素之差



5
3 6
3 6 5
3
6(-4)
6 5
3(+5)
6
9
乙 甲 A B C 销量(bj)
11 = 1 3 12 = 2 (+9) 6(-4) 3 6

4(+3) 1(-2)

3(-10)
产量(ai)
7 4
3(+5) 5 6
9
表4-27

A B C 销量(bj)
3 11 = 1 3

12 = 2 22 = 1 6 6
两最小元素之差
6
6
表4-14
A
B C
两最小元素之差
1 7
9 4
5
2 10
8
5 3
0 1 2
2
1
表4-15 甲 乙 丙 丁
A B C 销量(bj)
表4-16
6
3
甲 3
3
5
丙 3 2 10 丁 10 8 5
产量(ai) 7 4 9
6
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