След заместване за хк от сьотношението по-горе тези условия приемат вида
Ако с N+ и N- се означат множествата на индексите j, за конто съот-ветно аjк 0 и аjк < 0, от последните две неравенства се получава
Тъй като тези две условия не могат да се изпълняват едновременно, по-долу
се показва,
|
че
|
те може да
|
се обединят
|
в едно ограничение от
|
вида
|
|
|
|
|
където Sk
|
0
|
е допълнителна
|
променлива.
|
Това уравнение определи
|
търсеното сечение на Гомори за частично целочислената задача и е необходимото условие за целочисленост на xк.
В оптималната симплекс-таблица всички небазисни променливи zj = 0, следователно стойността на Sk не е допустима. По-нататък изчисленията трябва да продължат с използуването на дуалния симплекс-метод.
Възможността за обединяване на двете условия по-горе в едно ограничение се показва по следния начин. Условията се записват в опростен
|
Очевидно
|
а 0 и 6
|
0. Тъй като двете усло
|
|
вия не се
|
изпълняват едновременно, ако се
|
|
изпълнява първото от тях, може да се запише fk
|
а и fk b. Оттук а + b fk и
|
след умножаване На двете страни по —1 и въвеждане на допълнителната променлива Sk, Може да се запише
Sk - {а + b) = -fk.
Пример 7.3. Разглежда се примерът 7.2, като се изисква само про-Менливата х1 да е целочислена. От таблицата с оптималното решение На отслабената задача
откъдето
|
|
|
|
|
|
|
Таблща 2.9
|
|
Ы1Р
|
|
x1
|
x2
|
x3
|
x4
|
S1
|
Решение
|
|
|
|
|
|
J
|
|
0
|
0 1
|
72/25
|
34/25
|
0
|
911/5
|
|
|
x2
|
|
0
|
|
|
1/25
|
|
|
|
|
|
0
|
8/25
|
0
|
44/5
|
|
|
x1
|
|
1
|
0
|
-1/25
|
3/25
|
52/5
|
|
|
|
-3/25
|
0
|
|
|
|
<— S2
|
0
|
|
-2/75
|
-2/5
|
|
|
|
|
|
1
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Уравнението на сечението на Гомори е
|
|
|
|
|
или
Това ограничение се включва в същата таблица и се получава табл.7.9. След прилагането на дуалния симплекс-метод се определя реше-нието в табл.7.10. 2 3
Вижда се, че оптималната стойност J* = 86 / се получава при х*1 = 5
и х*2 = 42/3.
БПР
|
х1
|
х2
|
х3
|
х4
|
S1
|
I аолица /.10.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
J
|
0
|
0
|
116/45
|
0
|
34/3
|
862/3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
х2
|
0
|
1
|
602/1875
|
0
|
1/3
|
42/3
|
|
х1 Х4
|
1 0
|
0
|
-1/15 2/9
|
0 1
|
1
|
5
|
|
|
|
0
|
|
|
-25/3
|
31/3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Счита се,че методите на отсичането не са подходящи за решаване-то на задачи с по-голяма размерност. Те са ефективни при решаването на някои задачи със специална структура. Напоследък, в съчетание с елементи на разклоняване, идеите за отсичащи равнини се използуват при разработването на нови алгоритми на ЦП.
7.5. ДВОИЧНИ ЦЕЛОЧИСЛЕНИ ЗАДАЧИ
Целочислената променлива х с горна граница п, 0х п може да бъде изразена чрез п двоични променливи y1,y2, ...,yn по следния начин
x = y1 + y2 + ... + yn
Друго по-икономично представяне, при което броят на двоичните про-менливи обикновено е по-малък от п, е следното
х = y0 + 2y1 + 22у2 + ... + 2rуr,
където r е най-малкото цяло число, което удовлетворява 2r+1 — 1п. По такъв начин всяка целочислена задача може да бъде представена като задача на двоичното ЦП. За решаването на такива задачи може да се използува разгледаният метод на клоните и границите, като се направят следните изменения:
— в отслабените задачи на ЛП за двоичните променливи Xi се
въвеждат ограниченията 0
|
xi 1;
|
|
|
|
|
— условията на разклоняване xi
|
[x*i] и xi
|
[х*i] + 1 отпадат и се
|
заменят с xi = 1 и xi = 0.
|
С
|
други думи,
|
двете
|
нови задачи при
|
разклоняването възникват
|
като
|
в
|
целевата функция и
|
ограниченията на
|
съответната отслабена задача xi приема фиксирани стойности, съ-ответно 1 или 0.
Основен недостатък на този алгоритъм е решаването във всеки възел на задача на ЛП. Това е избегнато в метода, предложен от Е. Балаш за решаване на двоични целочислени задачи, известен като ади-тивен алгоритъм. Този метод може да се разглежда като модификация на по-общия метод на клоните и границите. Простотата на пресмята-нията с двоични променливи е използувана при него по такъв начин, че единствените необходими операции са събиране и изваждане. Това е определило и наименованието - адитивен алгоритъм.
7.5.1. АДИТИВЕН АЛГОРИТЪМ
Разглежда се следната задача Да се минимизира
при ограниченията
където Si 0 са допълнителни променливи. За използуването на алго-ритъма е необходимо началната симплекс-таблица на отслабената за-дача да определи т.нар. дуално допустимо решение, т.е. оптимално, но недопустимо решение. Необходимо е с-ыцо ограниченията да са от типа
Получаването на начално дуално допустимо решение на отслабената задача е възможно, ако Ако има някое с,- < 0, то се преобразува чрез допълването на хj, т.е. чрез заместването жу = 1 - х'j в целевата функция и ограниченията, където х'j е двоична променлива Задачата, в която всички , се нарича дуално реигима.
Понякога, след преобразуването на отслабената задача в дуално решима, началната симплекс-таблица определя допустимо решение. В такива случаи това решение е и оптимално, тъй като оптимумът на J се постига, като всички променливи хj се положат равни на нула. Адити-вният алгоритъм се използува за решаване на задачи, когато началното решение е дуално-допустимо (оптимално и недопустимо).
Основната идея се състои в изброяването (преглеждането, проби-рането) на всички 2n възможни решения на задачата, при което само в част от тях се изследват явно, а останалите се отстраняват автоматично. В началото всички променливи хj, имат нулева стойност. Тъй като задачата е за минимизация, решението е оптимално, но недопустимо -някои
променливи Si
|
са отрицателни.
|
На всяка стъпка от алгоритъма една
|
променлива хj
|
се приравнява на единица, така че да се постигне
|
допустимост на решението
|
Изборът на такива променливи се
|
Сподели с приятели: |