卫生管理运筹学特殊的线性规划(2)

2019-04-04 23:19

x21?min?a2,b1??min?3,5??3. 这个格子填上数后,B1的要求满足了,可用线划去该列.于是只需考虑B2、B3、B4的需求. 从表3-5看到,在未划线的格子中

cij最小者是c24?c33?2. 任选一个,比如考虑c33所在的格子. 此处的供求情况是:最多可供7,但最多需要4. 于是应填入的数是x33?min?a3,b3??min?7,4??4. 这样B3的需求也满足了,用线划去该列.后面只需考虑B2和B4的需求. 这时最小的cij(≠c11,≠c13)是c24=2. 此处,最大可供量为5-3=2(c21处已占用了),需求量为6,从而应令x24?min?a2?x21,b4??min?5?3,6??2. 这时A2的供应量用完了,用线划去该行. 后面只需考虑A1和A3的供应、B2和B4需求了,??这样依次分析下去,便得到:

x32?min?a3?x33,b2??min?7?4,8??3 x14?min?a1,b4?x24??min?9,6?2??4 x12?min?a1?x14,b2?x32??min?9?4,8?3??5

将上述六个数填在运输表内(为了与其它数字相区别,用圈号标记),其余为非基变量取0值,就可作为初始调运方案(见表3-5).

从表3-5容易算出,这个初始方案的总运费是 5×9+4×7+3×1+2×2+3×4+4×2 =100(百元), 即10000元.

(3)以上两种方法在求初始基可行解时,均会遇到一些特殊情况,一般称为“退化”. 大致有两种情况:①当选定元素xij后,发现该元素所在行的供给量等于需求量时,此时只能划去一行或一列,不能同时划去. ②当选定元素xij后,发现对应供给量ai和需求量bj均为0,那么xij?min?ai,bj??0,此时仍应把

xij作为基变量,把0值填入相应格子中(即基变量取0,退化).

(二)最优性检验

上面已经得到初始基可行解,那是否为最优解呢?需要验证. 依单纯形法原理,要求出各变量的检验数;由于基变量的检验数恒为0,所以只要求出非基变量的检验数. 另外运输问题是极小化的线性规划问题,只要检验数全部非负即达最优解. 在表上作业法中常有闭回路法和位势法.

- 6 -

(1)闭回路法 我们试从定义出发计算检验数. 先看x11的检验数C11,分析一个闭回路(表3-6中虚线所示). 由于供求条件的限制,当从0增加到1时,将引起连锁反应:x21减少1,x24增加1,x14减少1. 于是根据检验数的定义得到C11=1c11+(-1)c21+1c24+(-1)c14= c11-c21+c24-c14=2-1+2-7= -4,即x11每增加1个单位,将使运费减少4个单位,这说明初始解非最优. 类似地,我们可以求出其他非基变量的检验数,但是,一般说来这种求检验数的方法是比较繁琐的. 例如,求x31的检验数时,必须考虑下面那样的复杂闭回路(表3-6中实线所示).

表3-6 运输问题作业表

县城 医院 A1 医院抽B1 2 1 8 ③ 3 8 4 ⑤ 3 ④ 4 B2 9 4 2 B3 10 ④ ② B4 7 出人数 9 2 5 5 7 x11 A2 A3 县需人数 ③ x31 6 (2) 用位势法 位势法又叫U-V法,它是由解运输问题的对偶问题引出来的. 平衡型运输问题的对偶问题为:

MaxY??aiui??bivji?1j?1mn

s.t.ui?vj?cij(i?1,?,m;j?1,?,n)对偶模型里的变量ui与m个供应约束方程对应,vj与n个需求约束方程对应,分别称它们为原问题变量xij的行位势和列位势.

定理3-2 运输问题的决策变量xij的检验数Cij?cij?(ui?vj). (证明略) 由于基变量的检验数等于0,所以对于基变量xij有: ui?vj?cij. 而平衡型

- 7 -

运输问题中的基变量个数为m?n?1,从而得到m?n?1个类似ui?vj?cij这样方程构成的方程组. 但它有m?n个未知量,要解出这个方程组,必须给其中一个自由未知量赋值,比如令u1?0(这样不会影响结果),就可求出所有变量的位势,进而算出所有非基变量的检验数. 仍用例3-1来说明具体求法. 对于最小费用法得到的初始基本可行解(见表3-5),得到方程组

?u1?v2?9?u?v?74?1?u1?0,u2??5,u3??5,???u2?v1?1 令 ,解得:u?0??1u?v?24?v?6,v?9,v?7,v?7?2234?1?u3?v2?4???u3?v3?2

计算非基变量的检验数:C11?c11?(u1?v1)?2?0?6??4,与闭回路法结果一致,其它检验数可类似求出填入作业表中,用( )圈起来,见表3-7.

表3-7 运输问题作业表——位势法求检验数

县城 医院 0 A1 (-4) -5 A2 -5 A3 县需人数 (7) 3 ③ 8 1 6 B1 2 9 B2 ⑤ (-1) ③ 8 4 3 9 (3) 4 7 B3 10 ④ ② (3) 6 2 5 (2) ④ 4 2 7 B4 7 医院抽出人数 9 5 7 从表3-7可以看出,x11的检验数C11=-4(与前面用定义求得的结果是一致的)是所有检验数中负值最小者. 这说明应当让x11进基,以改进表3-5中的初始方案.

(三)用闭回路法调整运输方案——改进基本可行解

如果经过检验所得的解不是最优的,就需要对基变量进行迭代. 前面已经有选取进基变量的规则,即在所有非基变量中取检验数是负值最小者为进基变量.

- 8 -

下面,用闭回路法选取出基变量及基变量取值的调整量,以实现解的改进. 步骤是:① 找出入基变量所在的闭回路,并以该变量所在格为起点,沿闭回路顶点依次交替把它们所取的值前面加“+”、“-”号. 如表3-8所示; ② 所有被标“-”号格子中变量xij取值最小者作为出基变量,即被标“-”号的圆圈中数字最小者:

??min{闭回路顶点上所有标\号的xij的取值}. 在表3-8中??min?3,4??3.

表3-8 基变量迭代调整表

县城 医院 + 0 A1 (-4) -5 A2 - ③ -5 A3 县需人数 (7) 3 8 1 6 B1 2 9 B2 ⑤ (-1) ③ 8 4 3 9 (3) 4 7 B3 10 - ④ + ② (3) 6 2 5 (2) ④ 4 2 7 B4 7 医院抽出人数 9 5 7 表3-9 迭代后的运输方案表

县城 医院 0 A1 ③ -5 A2 (4) -5 A3 县需人数 (11) 3 8 1 2 B1 2 9 B2 ⑤ (-1) ③ 8 4 3 9 (3) 4 7 B3 10 ① ⑤ (3) 6 2 5 (2) ④ 4 2 7 B4 7 医院抽出人数 9 5 7 ③ 进行基的迭代,出基变量当然取值为0,即将所有带“+” 号的格子原取值加

?,带“-”号的格子原取值减?,就得到一个新的调运方案(闭回路不涉及的基变量取值不变动,见表3-9). 再求检验数,重复上述步骤,直至最优.

- 9 -

从表3-9中容易算出,这个方案的总运费是 3×2+5×9+1×7+5×2+3×4+4×2 =88(百元), 即8800元. 比初始表的方案优秀了,但在表中求出各非基变量的检验数显示,它还不是最优的. x22要作为入基变量. 再经过迭代得到调运方案如表3-10所示.

表3-10 再次迭代后的运输方案表

县城 医院 0 A1 ③ -5 A2 (4) -5 A3 县需人数 (11) 3 8 1 2 B1 2 9 B2 -⑤ + 3 9 (3) 4 7 B3 10 -⑤ (3) 6 +① 7 B4 7 9 <6> 2 5 (-1) <5> ③ 8 4 (2) ④ 4 2 医院抽出人数 <0> 5 7 从表3-10容易得出,x11?3,x14?6,x22?5,x32?3,x33?4,其它非基变量为0;这时的总费用为:3×2+6×7+5×3+3×4+4×2 =83(百元), 即8300元. 这时算出非基变量的所有检验数均非负,从而是最优的运输方案.

在计算过程中需要注意的是,可能会有非基变量(空格)的检验数为0的情况,这时,该供销平衡的运输问题存在无穷多最优解. 在已得到的一个最优解的表格中,从这样的空格出发做闭回路重新进行调整,可以得到另一个最优解.

三 、其他运输问题的处理

前面的讨论都是以供销平衡(即?ai??bj)为前提的. 但在实际问题中,

i?1j?1mn这一条件常常不能满足,称为不平衡型运输问题.此时有“供大于销”和“供小于销” 两种情形. 下面只讨论第一种,另一种情况可类似推出. 由于“供大于销”有:?ai??bj.这时可虚设一个销地Bn?1,Bn?1的需求量为总供给与总

i?1j?1mn- 10 -


卫生管理运筹学特殊的线性规划(2).doc 将本文的Word文档下载到电脑 下载失败或者文档不完整,请联系客服人员解决!

下一篇:循环冷却水操作规程

相关阅读
本类排行
× 注册会员免费下载(下载后可以自由复制和排版)

马上注册会员

注:下载文档有可能“只有目录或者内容不全”等情况,请下载之前注意辨别,如果您已付费且无法下载或内容有问题,请联系我们协助你处理。
微信: QQ: