3.4.3. Методы решения транспортных задач

Так как транспортная задача является задачей линейного программирования, то её можно решать симплекс-методом, но в силу своей особенности её можно решить гораздо проще.

Условия задачи удобно располагать в таблице, вписывая в ячейки количество перевозимого груза из Аi в Bj груза X_ij ≥ 0, а в маленькие клетки – соответствующие тарифы C_ij.

Затем решение задачи разбивается на два этапа:

1. Определение опорного плана.

2. Нахождение оптимального решения путем последовательных операций.

1. Найдем вначале допустимое (опорное) решение транспортной задачи. Это решение можно найти, используя метод "северо-западного угла" или метод "минимального элемента".

Метод северо-западного угла (диагональный)

Сущность метода заключается в том, что на каждом шаге заполняется левая верхняя (северо-западная) клетка оставшейся части таблицы, причем максимально возможным числом: либо полностью выносится груз из Аi, либо полностью удовлетворяется потребность Вj. Процедура продолжается до тех пор, пока на каком-то шаге не исчерпаются запасы аi и не удовлетворятся все потребности bj. В заключении проверяют, удовлетворяют ли найденные компоненты плана Х_ij горизонтальным и вертикальным уравнениям.

Построим опорный план.

Исходная транспортная таблица:

Построение второй транспортной таблицы

Магазин В1 подал заявку на 20 кроватей, но со склада А1 мы можем перевести 15 кроватей, ещё 5 кроватей мы перевезём со склада А2. Спрос для магазина В1 удовлетворён. Рассмотрим магазин В2. В него необходимо доставить 12 кроватей - доставим их со склада А2.

На складе А2 осталось 8 кроватей. Выделим из них пять для магазина В3. На складе А2 осталось 3 кровати. Выделим их на магазин В3, но потребности магазина ещё не удовлетворены, поэтому выделим ему со склада А3 ещё пять кроватей. Осталось 15 кроватей, столько, сколько требуется в магазин В5.

Построенный план является допустимым, так как все заявки удовлетворены, все запасы израсходованы.

Проверим, является ли полученный план опорным: количество ячеек с ненулевыми перевозками равно m+n-1 = 7.

Опорный план: Х₁₁ = 15, Х₂₁ = 5, Х₂₂ = 12, Х₂₃ = 5, Х₂₄ = 3, Х₃₄ = 5, Х₃₅ = 15. Все остальные X_ij = 0.

F = 1*15+5*5+1*12+2*5+3*3+4*5+3*15 = 136

Метод наименьшего элемента

Сущность метода в том, что на каждом шаге заполняется та клетка оставшейся части таблицы, которая имеет наименьший тариф; в случае наличия нескольких таких равных тарифов заполняется любая из них. В остальном действуют аналогично предыдущему способу.

Построим опорный план.

Исходная транспортная таблица:

Построение второй транспортной таблицы

Находим в таблице наименьшую стоимость перевозки – это 0 в клетке A1B2. Записываем в этой клетке значение 12 (наименьшее из сумм по строке и столбцу).

Теперь вычеркиваем второй столбец, уменьшив сумму в первой строке на 12.

Находим следующую наименьшую по стоимости ячейку – их несколько, например, A1B1. Присваиваем ей значение 3, а сумму по столбцу заменяем на 17.

Вычеркиваем первую строку.

Выбираем ячейку A3B3, присваиваем ей значение 5. Вычеркиваем третий столбец. Сумму по третьей строке заменяем на 15.

Выбираем ячейку A2B5, записываем в ней 15, уменьшаем вторую строку на 15 и вычеркиваем пятый столбец.

Выбираем ячейку A3B1, присваиваем ей 15. Уменьшаем первый столбец на 15 и вычеркиваем третью строку.

Ячейке A2B1 присваиваем 2 и вычеркиваем первый столбец. Сумму по второй строке заменяем на 8.

Ячейке A2B4 присваиваем 8 и вычеркиваем четвертый столбец.

Опорный план построен.

Х₁₁ = 3, Х₁₂ = 12, Х₂₁ = 2, Х₂₄ = 8, Х₂₅ = 15, Х₃₁ = 15, Х₃₃ = 5.

Все остальные Х_ij = 0.

F = 3*1+0*12+5*2+3*8+3*15+5*1 = 147

Найдём теперь оптимальный план для данной задачи.

Для этого воспользуемся методом потенциалов.