在生产活动中,存在物资调运工作,如将某产品从各生产地运往各需求地,根据各地的生产量和需求量及各地之间的运输费用,制定一个运输方案,使总的运输费用最小,这样的问题称为运输问题,后来又有许多其它问题也归结到这类问题中。运输问题是一类特殊的线性规划问题,可以采用前面所讲述的单纯形法来求解。由于运输模型的结构特殊,可以采用比单纯形法更为简便的方法来求解。
2.4.1运输问题的数学模型及其特征
有
个产地
生产某种物资,有
个地区
需要该类物资,令
表示各产地产量,
表示各销地的销量,
称为产销平衡,
表示从
地到
地的单位运费,以上信息可归纳为表2-17。
表2-17 运输问题信息表
|
产地 |
| 产量 |
|
|
|
|
| 销量 |
|
在产销平衡条件(即
)下,如何组织调运,使总运费最小?
设
表示从产地
运往销地
的物资量,根据题意,可列运输问题的数学模型如下:

运输模型解的结构如下:
表2-18 运输模型的解
|
产地 |
| 产量 |
|
|
|
|
| 销量 |
|
|
可把表2-17和表2-18合成一张表,称为运输表,如表2-19。
表2-19 运输表
| 销地 产地 |
|
| … |
| 产量 | ||||
|
|
|
|
… |
|
| ||||
|
|
|
|
… |
|
| ||||
|
| | |
… | |
| ||||
|
|
|
|
… |
|
| ||||
| 销量 |
|
| … |
|
观察运输问题的数学模型(2-1),可知其系数矩阵具以下形式:
![]()
|
m行 ![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
(2-2)
从式(2-2)可以看出:
(1)系数矩阵的元素均为1或0;
(2)每一列只有两个元素为1,其余元素均为0,且两个元素1分别处于第
行
|
第j个![]()
和第
行,即
。
(3)若将该矩阵分块,前
行构成
个
阶矩阵,而且第
个矩阵只有第
行元素全为1,其余元素全为0(
);后
行构成
个
阶单位阵。
(4)运输问题的基变量总数是
。
考虑式(2-2)的增广矩阵前
行相加之和减去后
行相加之和结果是零向量,说明
个行向量线性相关,因此
的秩小于
;
![]()

由
的第二行至第
行和前
列及
等直至
对应的列交叉处元素构成
阶方阵
。

非奇异;因此
的秩恰好等于
,又
本身就含于
中,故
的秩也等于
。由此可以证明系数矩阵
及其增广矩阵的秩都是
。
同时也可以证明:
个约束方程中的任意
个方程都是线性无关的。
由于有以上特征,因此求解运输问题时,可以用比较简单的计算方法,习惯上称为表上作业法。

