运筹学

陈建华

目录

  • 1 第一章    绪论
    • 1.1 第一节 运筹学的定义与发展简史
    • 1.2 第二节 运筹学的基本特点和工作步骤
    • 1.3 第三节 运筹学的主要分支
    • 1.4 第四节 运筹学的应用
  • 2 第二章  线性规划
    • 2.1 第一节 线性规划概述
    • 2.2 第二节 线性规划问题及其数学模型
    • 2.3 第三节 线性规划图解法及其几何意义
    • 2.4 第四节 线性规划单纯形法与单纯形表
    • 2.5 第五节 单纯形法的矩阵描述
    • 2.6 第六节 人造基下的单纯形法
    • 2.7 第七节 线性规划典型例题及应用
  • 3 第三章 运输问题
    • 3.1 第一节 运输问题的数学模型及其特征
    • 3.2 第二节 运输模型的求解---表上作业法
    • 3.3 第三节 运输问题的推广
  • 4 第四章 整数规划
    • 4.1 第一节 整数规划概念与特点
    • 4.2 第二节 分枝定界法
    • 4.3 第三节 割平面法
    • 4.4 第四节 0—1规划与隐枚举法
    • 4.5 第五节 指派问题与匈牙利法
    • 4.6 第六节 典型例题及应用
  • 5 第五章 图与网络
    • 5.1 第一节 图的基本概念
    • 5.2 第二节 树
    • 5.3 第三节 最短路问题
    • 5.4 第四节 网络最大流问题
    • 5.5 第五节 Euler图
    • 5.6 第六节 中国邮递员问题
  • 6 第六章 网络计划
    • 6.1 第一节 网络计划图
    • 6.2 第二节 网络计划图的时间参数
    • 6.3 第三节 网络计划的优化
  • 7 第七章 排队论
    • 7.1 第一节 排队论的基本概念
    • 7.2 第二节 排队系统常用分布
    • 7.3 第三节 单服务台模型
  • 8 第八章 存储论
    • 8.1 第一节 存储论基础
    • 8.2 第二节 确定性库存模型
    • 8.3 第三节 确定性库存模型的参数分析
    • 8.4 第四节 随机型存储模型
  • 9 第九章 决策论
    • 9.1 第一节 决策论基本问题
    • 9.2 第二节 完全不确定型决策
    • 9.3 第三节 风险型决策
    • 9.4 第四节 效用理论在决策中的应用
第一节 运输问题的数学模型及其特征

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

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

2-17 运输问题信息表

                 

 

销地

 

单位运价

 

产地

 
 

 
 

产量

 
 

 
 

 
 

 
 

销量

 
 

 

在产销平衡条件()下,如何组织调运,使总运费最小?

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:

2-18 运输模型的解

                 

 

销地

 

运输量

 

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

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:


 

             
       

n

       
 
 

 

             
       

m

       
 
 
               (2-2)


从式(2-2)可以看出:

(1)系数矩阵的元素均为10

(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


 

             
       

i

       
 
 

 

             
       

j

       
 
 
和第行,即



                 










 



(3)若将该矩阵分块,前行构成阶矩阵,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

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。