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災(zāi)情巡視路線(xiàn)的數(shù)學(xué)模型 摘 要 本文解決的是災(zāi)情巡視路線(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。由于路線(xiàn)圖可看成網(wǎng)絡(luò)圖因此此問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為在給定的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖中尋找從給定點(diǎn)Ｏ出發(fā)行遍所有頂點(diǎn)至少一次再回到點(diǎn)Ｏ使得總權(quán)（路程或時(shí)間）最小的問(wèn)題。然后針對(duì)具體問(wèn)題，采用一些啟發(fā)式算法，建立模型進(jìn)行求解。 對(duì)于問(wèn)題一：基于設(shè)計(jì)分三組巡視時(shí)使總路程最短且各組盡可能均衡的巡視路線(xiàn)的要求我們采用Dijkstra算法，通過(guò)對(duì)初始圈進(jìn)行二邊逐次修正,處理三組的巡視路線(xiàn)長(zhǎng)度，用lingo軟件求解出較優(yōu)方案。定義分組的均衡度系數(shù)a檢驗(yàn)分組均衡度，在均衡度為a=0.0751時(shí)得到分三組（路）巡視時(shí)，總路程最短且各組盡可能均衡的巡視路線(xiàn)見(jiàn)附表1。 對(duì)于問(wèn)題二：將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖論問(wèn)題，運(yùn)用問(wèn)題一的求解方法，得到分為四組的路線(xiàn)，在通過(guò)均衡度分析之后得出近似最優(yōu)巡視路線(xiàn)。利用lingo軟件求得，至少要分四組，且四組的近似最優(yōu)巡視路線(xiàn)見(jiàn)附表2。 對(duì)于問(wèn)題三：基于問(wèn)題一二中圖論的方法，考慮到從Ｏ點(diǎn)巡視H點(diǎn)的最短時(shí)間是所有巡視線(xiàn)路中用時(shí)最長(zhǎng)的，將計(jì)算出的最長(zhǎng)路線(xiàn)巡視所用的時(shí)間作為巡視路線(xiàn)的最短時(shí)間限定，在此限定下對(duì)路線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。求得的最短時(shí)間為6.43小時(shí)，最佳巡視路線(xiàn)分為23組。（具體分組見(jiàn)附錄二） 對(duì)于問(wèn)題四：由于組數(shù)一定， T，t和V改變，對(duì)每組內(nèi)的最佳巡視路線(xiàn)是沒(méi)有影響的，但可能會(huì)影響到各組件的均衡性，因此問(wèn)題實(shí)質(zhì)是討論T，t和V對(duì)分組的影響，即在不破壞原來(lái)分組均衡的條件下T，t和V允許的最大變化范圍。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)l(fā)式算法 Dijkstra算法 均衡度 圖論 二邊逐次修正 1. 問(wèn)題重述 1.1問(wèn)題背景 今年夏天某縣遭受水災(zāi)。為考察災(zāi)情、組織自救，縣領(lǐng)導(dǎo)決定，帶領(lǐng)有關(guān)部門(mén)負(fù)責(zé)人到全縣各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村巡視。巡視路線(xiàn)指從縣政府所在地出發(fā)，走遍各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村，又回到縣政府所在地的路線(xiàn)。附錄一中給出了該縣的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村公路網(wǎng)示意圖，公路邊的數(shù)字為該路段的公里數(shù)。 1.2本文需解決的問(wèn)題 問(wèn)題一：若分三組（路）巡視，試設(shè)計(jì)總路程最短且各組盡可能均衡的巡視路線(xiàn)。 問(wèn)題二：假定巡視人員在各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）停留時(shí)間T=2小時(shí)，在各村停留時(shí)間t=1小時(shí)，汽車(chē)行駛速度V=35公里/小時(shí)。要在24小時(shí)內(nèi)完成巡視，至少應(yīng)分幾組；給出這種分組下你認(rèn)為最佳的巡視路線(xiàn)。 問(wèn)題三：在上述關(guān)于T , t和V的假定下，如果巡視人員足夠多，完成巡視的最短時(shí)間是多少；給出在這種最短時(shí)間完成巡視的要求下，你認(rèn)為最佳的巡視路線(xiàn)。 問(wèn)題四：若巡視組數(shù)已定(如三組），要求盡快完成巡視，討論T，t和V改變對(duì)最佳巡視路線(xiàn)的影響。 2. 模型的假設(shè)與符號(hào)說(shuō)明 2.1模型的假設(shè) 假設(shè)1：公路不考慮等級(jí)差別，不受災(zāi)情和交通情況的影響。 假設(shè)2：各條公路段上的汽車(chē)行駛速度均勻。 假設(shè)3：各巡視組巡視的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村不受行政區(qū)劃分的影響。 假設(shè)4：各巡視組行動(dòng)統(tǒng)一，一個(gè)巡視組不可再分成若干小組。 假設(shè)5：巡視當(dāng)中在每個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村的停留時(shí)間一定，不會(huì)出現(xiàn)特殊情況而延誤時(shí)間。 2.2符號(hào)說(shuō)明 符號(hào) 符號(hào)說(shuō)明 巡視小組在鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）巡視的停留時(shí)間 巡視小組在村巡視的停留時(shí)間 汽車(chē)行駛速度 為導(dǎo)出子圖中的最佳Ｈ圈。（其中=1，2，3，…，n.） 為的權(quán)，（其中=1，2，3，…，n.） 最大允許均衡度 分組后的實(shí)際均衡度 第個(gè)點(diǎn)距起始點(diǎn)的路線(xiàn)長(zhǎng)度 點(diǎn)的時(shí)間權(quán)重 分組數(shù) 第組巡視時(shí)要停留的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）數(shù) 第組巡視時(shí)要停留的村數(shù) 最短時(shí)間下限 第巡視路線(xiàn)的長(zhǎng)度 第巡視所用的時(shí)間 3. 問(wèn)題分析 此題研究的是某縣災(zāi)情巡視路線(xiàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。問(wèn)題要求設(shè)計(jì)出最佳的巡視路線(xiàn)，即：保證總路程最短或時(shí)間最小而且各組盡可能均衡的巡視路線(xiàn)。基于圖論相關(guān)理論，借助于幾何直觀和生活體驗(yàn)的啟發(fā)作用，便于為計(jì)算機(jī)搜索制定行之有效的操作規(guī)則，接著利用圖論軟件包通過(guò)計(jì)算機(jī)求解出較精確的路線(xiàn)。再通過(guò)線(xiàn)路均衡性比較，對(duì)均衡性不好的線(xiàn)路進(jìn)行微調(diào)。以此方法確定最佳巡視路線(xiàn)。 針對(duì)問(wèn)題一：基于對(duì)問(wèn)題的分析，借助圖論知識(shí)，將所給公路網(wǎng)就轉(zhuǎn)化為圖論中的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖，因此問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)圖論問(wèn)題，即在給定的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖中，尋找從給定點(diǎn)Ｏ出發(fā)，行遍所有頂點(diǎn)至少一次再回到Ｏ點(diǎn)，使得總權(quán)（路程或時(shí)間）最小。此即多個(gè)推銷(xiāo)員的最佳推銷(xiāo)員回路問(wèn)題?；谝陨戏治觯\(yùn)用圖論知識(shí)和圖論軟件包進(jìn)行求解，再利用均衡度分析對(duì)得到的分組路線(xiàn)進(jìn)行微調(diào)，均衡度越小表示路線(xiàn)越均衡，微調(diào)后即可得到相對(duì)較優(yōu)的分組路線(xiàn)?？烧J(rèn)為這樣設(shè)計(jì)的分組方法和巡回路線(xiàn)能使總路線(xiàn)近似最短。 針對(duì)問(wèn)題二：在問(wèn)題一的基礎(chǔ)上添加了巡視組在各鄉(xiāng)鎮(zhèn)停留時(shí)間T=2小時(shí)，在各村停留時(shí)間t=1小時(shí)，汽車(chē)行駛速度V=35公里/小時(shí)等條件，要求在24小時(shí)內(nèi)完成巡視的最少分組數(shù)以及相應(yīng)的最佳巡視路線(xiàn)。首先，由圖中數(shù)據(jù)初步計(jì)算后判斷分成四組可行，再針對(duì)分組為四組的情況進(jìn)行線(xiàn)路設(shè)計(jì)，仍將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為圖論問(wèn)題，運(yùn)用問(wèn)題一的求解方法，得到分為四組的路線(xiàn)，在通過(guò)均衡度分析之后得出近似最優(yōu)巡視路線(xiàn)。 針對(duì)問(wèn)題三：在問(wèn)題二中關(guān)于T , t和V的假定下且巡視人員足夠多時(shí)，要求在最短時(shí)間完成巡視的要求下所得的最佳的巡視路線(xiàn)，此時(shí)考慮到從Ｏ點(diǎn)巡視H點(diǎn)的最短時(shí)間是所有巡視線(xiàn)路中用時(shí)最長(zhǎng)的，將計(jì)算出的最長(zhǎng)路線(xiàn)巡視所用的時(shí)間作為巡視路線(xiàn)的最短時(shí)間限定，在此限定下對(duì)路線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)?；趩?wèn)題一二中圖論的方法，從一些點(diǎn)的路線(xiàn)比較少的點(diǎn)開(kāi)始，能夠使搜素容易進(jìn)行，因此選擇從距離Ｏ點(diǎn)一些較遠(yuǎn)的點(diǎn)（如12 10 15 22等點(diǎn)）開(kāi)始搜索，每次搜索時(shí)都要對(duì)該點(diǎn)的巡視時(shí)間進(jìn)行判斷，直到找到近似最優(yōu)路線(xiàn)。 針對(duì)問(wèn)題四：在巡視組數(shù)已定(如三組）的情況下，為盡快完成巡視就要求每組完成的巡視時(shí)間盡量均衡，因?yàn)榭偟耐瓿裳惨晻r(shí)間按線(xiàn)路最長(zhǎng)的完成巡視時(shí)間計(jì)算，由于組數(shù)一定， T，t和V改變，對(duì)每組內(nèi)的最佳巡視路線(xiàn)是沒(méi)有影響的，但可能會(huì)影響到各組件的均衡性，因此問(wèn)題實(shí)質(zhì)是討論T，t和V對(duì)分組的影響，即在不破壞原來(lái)分組均衡的條件下T，t和V允許的最大變化范圍。需要用控制單一變量的方法，分別討論T、t、V三個(gè)量中任意兩個(gè)量不變時(shí)第三個(gè)量的變化范圍。從而確定T，t和V的改變對(duì)最佳巡視路線(xiàn)的影響。 4. 數(shù)據(jù)分析 4.1問(wèn)題一數(shù)據(jù)分析 基于對(duì)該縣公路圖的初步分析，可以統(tǒng)計(jì)出該縣有鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）17個(gè)，村35個(gè)。（線(xiàn)路圖見(jiàn)附錄一） 應(yīng)用lingo軟件求解(具體程序見(jiàn)附錄三)得出巡視點(diǎn)距離縣政府所在地的最短距離，如表1所示： 表1：Ｏ點(diǎn)到其余各點(diǎn)的最短距離 P R 1 C 2 M 26 O 10.1 12.9 6 11.5 9.2 19.8 20.6 28 29 31 A B 3 5 O 22.2 20.8 22.1 16.3 11.9 14 17.5 N 25 20 L 6 7 D O 31.1 31.8 38.3 39 27.2 34.5 22.2 4 8 E 9 F 10 12 O 34.9 49.7 41.7 49.5 55.1 65.9 67.3 11 G H 13 14 J 19 O 55.9 62.7 77.5 64.1 72.7 54.3 46.2 18 I 15 16 17 22 K O 52.9 61.1 69.9 60.3 53.5 49 43.7 21 23 24 27 Q 30 32 O 39.6 39 44.3 28.4 28 35.7 30.2 33 35 34 O 23.7 36 27.8 由此表格畫(huà)出了最短路徑生成圖，如圖1 圖 1 由上圖便于在第一問(wèn)分析得到分組情況。 4.2問(wèn)題二數(shù)據(jù)分析 問(wèn)題二中給出了巡視小組在鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村的停留時(shí)間和汽車(chē)行駛速度，分別為：巡視人員在各鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）停留時(shí)間T=2小時(shí)，在各村停留時(shí)間t=1小時(shí)，汽車(chē)行駛速度V=35公里/小時(shí)。對(duì)于要在24小時(shí)內(nèi)完成巡視，至少應(yīng)分幾組的問(wèn)題，應(yīng)首先求出最長(zhǎng)路線(xiàn)巡視所用的時(shí)間，用停留總時(shí)間加上行走時(shí)間除以4的結(jié)果與24進(jìn)行比較，以此判斷最少分組能否為4組。計(jì)算如下： (17*2+35+599.8/35)/4=21.5<24(小時(shí)) （其中路線(xiàn)長(zhǎng)度估算為599.8公里）因此最少分組可定為4組。 5． 問(wèn)題一的解答 本文研究的是災(zāi)情巡視路線(xiàn)的最優(yōu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，由于路線(xiàn)圖可看成網(wǎng)絡(luò)圖，因此此問(wèn)題可轉(zhuǎn)化為在給定的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖中尋找線(xiàn)路使總權(quán)（路程或時(shí)間）最小的問(wèn)題。然后針對(duì)具體問(wèn)題，采用一些啟發(fā)式算法，建立模型。 5.1模型一的建立 5.1.1模型一的準(zhǔn)備 經(jīng)對(duì)問(wèn)題的初步分析，基于圖論的相關(guān)知識(shí)，將公路網(wǎng)圖中每個(gè)鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村看成圖中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，各鄉(xiāng)鎮(zhèn)村之間的公路看作圖中對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)間的邊，各條公路的長(zhǎng)度（或行駛時(shí)間）看作對(duì)應(yīng)邊上的權(quán)，所給公路網(wǎng)就轉(zhuǎn)化為圖論中的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖，問(wèn)題就轉(zhuǎn)化為一個(gè)圖論問(wèn)題，即在給定的加權(quán)網(wǎng)絡(luò)圖中尋找從定點(diǎn)Ｏ出發(fā)，行遍所有頂點(diǎn)至少一次再回到Ｏ點(diǎn)，使得總權(quán)（路程或時(shí)間）最小。 定義１　經(jīng)過(guò)圖Ｇ的每個(gè)頂點(diǎn)正好一次的圈，稱(chēng)為Ｇ的哈密爾頓圈，簡(jiǎn)稱(chēng)Ｈ圈。 定義２ 在加權(quán)圖中 　　　?。ǎ保?quán)最小的哈密爾頓圈稱(chēng)為Ｈ圈： （２）經(jīng)過(guò)每個(gè)頂點(diǎn)至少一次且權(quán)最小的閉通路稱(chēng)為最佳推銷(xiāo)員回路。 由定義（2）可知本問(wèn)題是一個(gè)尋求最佳推銷(xiāo)員回路的問(wèn)題，最佳推銷(xiāo)員回路的問(wèn)題可以轉(zhuǎn)化為最佳Ｈ圈的問(wèn)題，方法是由給定的圖Ｇ＝（Ｖ，Ｅ）構(gòu)造一個(gè)以Ｖ為頂點(diǎn)集的完備圖Ｇ’=（Ｖ，Ｅ’）Ｅ’中每條邊（x y）權(quán)等于頂點(diǎn)x與y在圖Ｇ中最短路徑的權(quán)，即。 在圖論中有以下定理： 定理１ 加權(quán)圖Ｇ的最佳推銷(xiāo)員回路的權(quán)和Ｇ’的最佳Ｈ圈的權(quán)相同。 定理2 在加權(quán)完備圖中求最佳Ｈ圈的問(wèn)題是NP——完全問(wèn)題。 我們采用一種近似算法求出該問(wèn)題的一個(gè)近似最優(yōu)解，來(lái)代替最優(yōu)解，算法如下： 算法一 求加權(quán)圖Ｇ＝（Ｖ，Ｅ）的最佳推銷(xiāo)員回路的近似算法： ⑴用圖論軟件包求出Ｇ中任意兩個(gè)頂點(diǎn)間的最短路，構(gòu)造出完備圖Ｇ’（Ｖ，Ｅ’） ⑵輸入圖Ｇ’的一個(gè)初始Ｈ圈； ⑶用對(duì)角線(xiàn)完全算法[2]產(chǎn)生一個(gè)初始Ｈ圈； ⑷隨機(jī)搜索出Ｇ’中若干個(gè)Ｈ圈，例如3000個(gè)； ⑸對(duì)⑵⑶⑷步所得的每個(gè)Ｈ圈用二邊逐次修正法[2]進(jìn)行優(yōu)化，得到近似最佳Ｈ圈； ⑹在第⑸步求出的所有Ｈ圈中，找出權(quán)最小的一個(gè)，此即要找的最佳Ｈ圈的近似解。（算法程序見(jiàn)附錄） 由于二邊主次修正法的結(jié)果與初始圈有關(guān)故本算法第⑵⑶⑷步分別用三種方法，產(chǎn)生初始圈，以保證能得到較優(yōu)的計(jì)算結(jié)果。 在此問(wèn)題是多個(gè)推銷(xiāo)員的最佳推銷(xiāo)員回路問(wèn)題，即在加權(quán)圖Ｇ中求頂點(diǎn)集Ｖ的劃分Ｖ1，Ｖ２，…，Ｖｎ 將G分成n 個(gè)生成子圖G[Ｖ１]， Ｇ［Ｖ２］，…，Ｇ[Vn]，使得： ⒈頂點(diǎn)ＯＶｉ，ｉ＝1,2,3，…，n. ⒉. ⒊，其中Ｃi 為導(dǎo)Ｖi的導(dǎo)出子圖G[Ｖ１]中的最佳Ｈ圈，w(Ci)為Ci 的權(quán)，i，j=1，2，3，…，n. ⒋. 定義3 稱(chēng)為該分組的實(shí)際路線(xiàn)均衡度，為最大允許均衡度，顯然01，越小說(shuō)明分組的均衡性越好，取定一個(gè)后，與滿(mǎn)足條件3的分組，條件4表示總巡視路程最短。 此問(wèn)題包含兩個(gè)方面：第一，對(duì)點(diǎn)分組；第二，在每組中尋求最佳推銷(xiāo)員回路，即為單個(gè)推銷(xiāo)員的最佳推銷(xiāo)員問(wèn)題，我們只能去尋求一種較合理的劃分準(zhǔn)則，對(duì)圖進(jìn)行初步劃分后，求出各部分的最佳推銷(xiāo)員回路的權(quán)，在進(jìn)一步進(jìn)行調(diào)整，使得各部分滿(mǎn)足均衡性條件3. 從Ｏ點(diǎn)出發(fā)去其它點(diǎn)，要使路程較小應(yīng)盡量走Ｏ點(diǎn)到該點(diǎn)的最短路，故用圖論軟件包求出Ｏ點(diǎn)到其余頂點(diǎn)的最短路，這些最短路構(gòu)成一棵以Ｏ為樹(shù)根的樹(shù)，將從Ｏ點(diǎn)出發(fā)的樹(shù)枝稱(chēng)干枝，如圖2： 圖 2 從圖中可以看出，從Ｏ點(diǎn)出發(fā)到其它點(diǎn)共有6條干枝，他們的名稱(chēng)分別為①，②，③，④，⑤，⑥。 根據(jù)實(shí)際工作的經(jīng)驗(yàn)及上述分析，在分組時(shí)應(yīng)遵循以下準(zhǔn)則： 準(zhǔn)則一 盡量使同一干枝上及其分支上的點(diǎn)分在同一組； 準(zhǔn)則二 應(yīng)將相鄰的干枝上的點(diǎn)分在同一組； 準(zhǔn)則三 盡量將的干枝與短的干枝分在同一組。 由上述分組原則，為我們找到兩組分組形式如下： 分組一：（⑥，①），（②，③），（⑤，④） 分組二：（①，②），（③，④），（⑤，⑥） 顯然由圖中可以直接看出分組一的方法極不均衡，故考慮分組二。 對(duì)分組二中每組頂點(diǎn)的生成子圖，用算法一求出近似最優(yōu)解及相應(yīng)的巡視路線(xiàn)，使用算法一時(shí)在每個(gè)子圖所構(gòu)造的完備圖中，取一個(gè)盡量包含圖1中樹(shù)上的邊的Ｈ圈作為其第二步輸入的初始圈。依次求解得到巡視路線(xiàn)的近似最優(yōu)解。 5.1.1綜上所述，問(wèn)題一的優(yōu)化模型為： 5.2問(wèn)題一的解答。 在本模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用lingo軟件求解出分三組巡視時(shí)近似最優(yōu)的巡視路線(xiàn)（具體程序見(jiàn)附錄三），如表2： 表2：分三組巡視的近似最優(yōu)路線(xiàn)圖 組號(hào) 路 線(xiàn) 路線(xiàn)長(zhǎng)度 路線(xiàn)總長(zhǎng)度 I OP282726N24232217 16I15I18K212025MO 191 589.8 II OR29Q303231333534 A1BC3D4D32O 192.3 III O256L19J11G1314 H12F10F9E8E765 2O 206.5 5.3問(wèn)題一的結(jié)果分析 由以上分三組所得的路線(xiàn)結(jié)果可以看出， 第一組的巡視路線(xiàn)為： Ｏ－Ｐ－28－27―26―N―24―23―22―17―16―I―15―18―K―21―20―25―M―O 第二組巡視路線(xiàn)為： Ｏ－R－29－Q―30―32―31―33―35―34―A―1―B―C―3―D―4―D―3―2－O 第三組巡視路線(xiàn)為： Ｏ－2－5－6―L―19―J―11―G―13―14―H―12―F―10―F―9―E―8―E―7―6―5―2―O 將以上巡視線(xiàn)路的巡視距離進(jìn)行均衡度分析： =7.46%=0.0746 當(dāng)規(guī)定距離均衡度=0.1時(shí)，此三組的巡視路線(xiàn)的設(shè)計(jì)均符合要求。而且實(shí)際均衡度比0.1小得多，可見(jiàn)路線(xiàn)設(shè)計(jì)很合理。 6. 問(wèn)題二的解答 6.1模型二的建立 6.1.1確定目標(biāo)函數(shù) 由于T=2小時(shí)，t=1小時(shí)，V=35公里/小時(shí)，需訪問(wèn)的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）共有17個(gè)，村共有35個(gè)，計(jì)算出在鄉(xiāng)鎮(zhèn)的總停留時(shí)間為： 17*2+35=69（小時(shí)） 需要在24小時(shí)內(nèi)完成巡視，考慮行走時(shí)間有： (17*2+35+599.8/35)/4=21.5<24(小時(shí)) （其中最長(zhǎng)路線(xiàn)長(zhǎng)度估算為599.8公里）因此最少分組可定為4組。 由于該網(wǎng)絡(luò)的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）、村分布較均勻，故有可能找處停留時(shí)間計(jì)量均衡的分組，當(dāng)分四組時(shí)各組停留時(shí)間大約為： 69/4=17.25（小時(shí)） 則每組分配在路途的時(shí)間大約為： 24－17.25=6.75（小時(shí)） 問(wèn)題分析時(shí)有分三組路線(xiàn)時(shí)，巡視總路線(xiàn)最長(zhǎng)的是599.8公里，分四組時(shí)的總路程更不會(huì)比599.8公里大太多，不妨以599.8公里來(lái)計(jì)算，路途時(shí)間約為： （599.8/35)/4=4.25（小時(shí)） 由于4.25<6.75（小時(shí)）因此分成四組是可以辦到的。 現(xiàn)在嘗試將頂點(diǎn)分為四組，分組準(zhǔn)則為： 準(zhǔn)則一 盡量使同一干枝上及其分支上的點(diǎn)分在同一組； 準(zhǔn)則二 應(yīng)將相鄰的干枝上的點(diǎn)分在同一組； 準(zhǔn)則三 盡量將的干枝與短的干枝分在同一組； 準(zhǔn)則四 盡量使各組的停留時(shí)間相等。 以上原則將圖1中的頂點(diǎn)分為四組，同時(shí)計(jì)算各組的停留時(shí)間，然后用模型一中的算法算出各組的近似最佳推銷(xiāo)員巡回，得出路線(xiàn)長(zhǎng)度及行走時(shí)間，從而得出完成巡視的近似最佳時(shí)間，用模型一的算法進(jìn)行計(jì)算時(shí)，初始圈的輸入與分三組時(shí)的處理方式一樣。 利用lingo軟件求解得出分為四組時(shí)的近近似最優(yōu)巡視路線(xiàn)。 6.1.1綜上所述，問(wèn)題二的優(yōu)化模型為 6.2問(wèn)題二的求解 在模型二的基礎(chǔ)上，運(yùn)用lingo軟件求解出分四組巡視時(shí)近似最優(yōu)的巡視路線(xiàn)（具體程序見(jiàn)附錄三），如表3： 表3：分四組巡視時(shí)的近似最優(yōu)路線(xiàn) 組號(hào) 路 線(xiàn) 巡視時(shí)間 路線(xiàn)長(zhǎng)度 路線(xiàn)總長(zhǎng)度 I ORA3331323534B1 CD4D32O 22.74 166 735 II OR29Q30Q282726N 242322171617K2223N 26PO 21.91 206.9 III OM252021K18I151413 J19L6MO 21.75 166.3 IV O2567E8E9F10F 12H12G11E7652O 21.59 195.8 6.3問(wèn)題二結(jié)果分析 由以上分四組所得的路線(xiàn)結(jié)果可以看出， 第一組的巡視路線(xiàn)為： Ｏ－R－A－33―31―32―35―34―B―1―C―D―4―D―3―2―O 第二組巡視路線(xiàn)為： Ｏ－R－29－Q―30―Q―28―27―26―N―24―23―22―17―16―17―K―22―23―N－26―P―O 第三組巡視路線(xiàn)為： Ｏ－M－25－20―21―K―18―I―15―14―13―J―19―L―6―M―O 第四組的巡視路線(xiàn)為： Ｏ－2－5－6―7―E―8― E―9―F―10―F―12―H―12―G―11―E―7―6－5―2―O 對(duì)以上巡視線(xiàn)路的巡視距離進(jìn)行均衡度分析： =19.33%=0.1933 對(duì)以上巡視線(xiàn)路的巡視時(shí)間進(jìn)行均衡度分析： =5.06%=0.0506 由距離均衡度和時(shí)間均衡度可以看出，所分組的巡視路線(xiàn)的距離均衡度較好，時(shí)間均衡度也較好。 因此，所得路線(xiàn)可以認(rèn)為是分組的近似最優(yōu)解巡視線(xiàn)路。 7. 問(wèn)題三的解答 7.1模型三的建立 7.1.1確定目標(biāo)函數(shù) 由于巡視人員足夠多，故單獨(dú)巡視所花的時(shí)間要小的多，所有組中完成的巡視時(shí)間最長(zhǎng)的可看為完成巡視時(shí)間的下限tmin ，從最短生成樹(shù)上可以看出，點(diǎn)Ｈ距離點(diǎn)Ｏ最長(zhǎng)，且Ｈ的權(quán)最大（為2），故巡視Ｈ的那組所花的時(shí)間為完成整個(gè)巡視時(shí)間的下限： =（小時(shí)） 于是問(wèn)題變成在6.43小時(shí)內(nèi)完成巡視所需的最少分組和巡視方案。 則目標(biāo)函數(shù)： minn 7.1.2確定約束條件 即使人員足夠多，分組再細(xì)，完成巡視至少需要的時(shí)間不能超過(guò)巡視時(shí)間的下限，即： 7.1.3綜上所述，得到問(wèn)題三的優(yōu)化模型 minn s.t 7.2問(wèn)題三的求解 我們采用一種算法解決此問(wèn)題，算法如下： ⑴ 令i=0； ⑵選最短樹(shù)形圖中違背標(biāo)號(hào)的點(diǎn)中離Ｏ點(diǎn)最近的點(diǎn)，設(shè)為Ｍ，Ｍ與Ｏ的距離記為lm ,設(shè)第i個(gè)巡視點(diǎn)集Vi ={Ｍ}，計(jì)算V最多還可增加的點(diǎn)的權(quán)之和 ⑶盡可能使并入Vi的點(diǎn)的權(quán)之和為[l’m]，同時(shí)滿(mǎn)足從Ｏ點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)歷Vi中所有點(diǎn)并回到Ｏ點(diǎn)的路Li，使，為路Li的長(zhǎng)度，分別為權(quán)為的點(diǎn)的個(gè)數(shù)。若同時(shí)存在幾種并入方式，先取并入的點(diǎn)到Ｏ點(diǎn)距離和最大的那一種。 ⑷在圖中把含有的點(diǎn)標(biāo)上號(hào)，若還有點(diǎn)未標(biāo)號(hào)，令i=i+1轉(zhuǎn)⑵，否則，停止。 通過(guò)這種算法利用lingo軟件包處理得到分組數(shù)為23組，（具體程序見(jiàn)附錄三）結(jié)果見(jiàn)表3： 表3：巡視人員足夠多時(shí)的近似最佳巡視路線(xiàn) 編號(hào) 巡視路徑 停留地 所需時(shí)間 時(shí)間差 1 O-2-5-6-7-E-9-F-12-H-12-F-9-E-7-6-5-2-O H 6.43 0 2 O-2-5-6-L-19-J-13-14-13-J-19-L-6-5-2-O 13,14 6.15 0.28 3 O-2-5-6-7-E-9-F-10-F-9-E-7-6-5-2-O 10,7 5.77 0.66 4 O-2-5-6-7-E-9-F-12-F-9-E-7-6-5-2-O 12,9 5.85 0.58 5 O-M-25-21-K-18-I-15-I-18-K-21-25-M-O 15,18 5.99 0.44 6 O-2-5-6-7-E-11-G-11-E-7-6-5-2-O G 5.58 0.55 7 OM-25-K-18-I-18-K-25-M-0-O I 5.49 0.94 8 O-M-25-21-K-17-16-17-K-21-25-M-O 16,17 5.45 0.98 9 O-2-5-6-7-E-11-E-7-6-5-2-O 11,E 6.19 0.24 10 O-2-5-6-7-E-9-F-9-E-7-6-5-2-O F 5.15 1.08 11 O-2-5-6-L-19-J-19-L-6-5-2-O J,19 6.10 0.33 12 O-P-26-N-23-22-23-N-26-P-O 22,23,26 5.80 0.63 13 O-2-5-6-7-E-8-E-7-6-5-2-O 8,5,2 5.80 0.63 14 O-P-26-N-24-N-26-P-O 24,N 5.53 0.90 15 O-M-25-21-K-21-25-M-O K,21 5.50 0.93 16 O-2-5-6-L-6-5-2-O L,6 5.23 1.02 17 OM-25-20-25-M-O 20,25,M 6.19 0.24 18 O-R-31-32-35-34-A-1-O 31,32,34,35 6.32 0.11 19 O-29-Q-30-29-R-O 30,Q,29 6.04 0.39 20 O-2-3-D-4-D-3-2-O 4,D,3 5.99 0.44 21 O-1-B-C-O 1,B,C 5.98 0.45 22 OP-26-27-28-P-O- 27,P,26,28 6.38 0.05 23 O-1-A-33-A-R-O A,33,R 6.41 0.02 7.3問(wèn)題三的結(jié)果分析 由上求得最短巡視時(shí)間為6.43小時(shí)。 在問(wèn)題二T , t和V的假定下，若果人員足夠多，甚至每個(gè)村鎮(zhèn)都可分配一組巡視人員，此時(shí)巡視的最短時(shí)間為所有組中完成的巡視時(shí)間最長(zhǎng)的那個(gè)時(shí)間，故計(jì)算出離出發(fā)點(diǎn)最遠(yuǎn)的點(diǎn)所需的巡視時(shí)間作為完成巡視的最短時(shí)間是切合實(shí)際的。 上表是在6.43小時(shí)內(nèi)完成巡視所需的最少分組和巡視方案，可見(jiàn)，最少分組為23組，每組完成巡視的時(shí)間分別為： 6.43－6.15－5.77－5.85－5.99－5.58－5.49－5.45－6.19－5.15－6.10－5.80－5.53－5.50－5.23－6.19－6.32－6.04－5.99－5.98－6.38－6.41 可見(jiàn)以上各組完成巡視時(shí)間均在6.43小時(shí)內(nèi)。 且各個(gè)小組完成巡視的時(shí)間與最短時(shí)間下限之差很小，如表中所示，時(shí)差分別為： 0―0.28―0.66―0.58―0.44―0.55―0.94―0.98―0.24―1.08―0.33―0.63―0.63―0.90―0.93―1.02―0.24―0.11―0.39―0.44―0.45―0.05―0.02 由此可見(jiàn)最大時(shí)差為1.08最小時(shí)差為0，時(shí)差變化范圍較小。 接著利用時(shí)間均衡度來(lái)衡量分組的均衡性，得到時(shí)間均衡度為： =15.55%=0.1555 可見(jiàn)在這種分配方案下，巡視時(shí)間和所分組數(shù)均可以認(rèn)為是近似最優(yōu)解。 8. 問(wèn)題四的解答 8.1模型四的建立 8.1.1確定目標(biāo)函數(shù) 8.1.1.1模型準(zhǔn)備 方法一： 正如問(wèn)題三已經(jīng)提到的要盡快完成巡視即要求各組巡視時(shí)間的最大值也要最小，用數(shù)學(xué)表達(dá)式就是： 這里是給定的分組數(shù)，分別是第組停留的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）數(shù)和村數(shù)，是第組巡視路線(xiàn)的長(zhǎng)度（=1，2，…,k） 在上述的表達(dá)式中，由于的作用完全相仿，所以為簡(jiǎn)化起見(jiàn)對(duì)于任意給定的，不妨記，即，這里可簡(jiǎn)記為 ⒈若t增大而V不變，為了使的最大值盡可能小就要求的最大值盡可能小。但是當(dāng)T和t的關(guān)系確定后，是定值（等于，其中是全縣的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）數(shù)17，是全縣的村數(shù)35）。上述要求就成為各組停留鄉(xiāng)村數(shù)（加權(quán)之后之和）盡可能均衡，用數(shù)學(xué)式子表示即為： 這里和分別表示數(shù)的上整數(shù)和下整數(shù)，當(dāng)然在調(diào)整各組的停留的鄉(xiāng)村數(shù)使之達(dá)到均衡時(shí)，自然會(huì)給各組的路線(xiàn)及其長(zhǎng)度帶來(lái)影響，這時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。 ⒉若t不變而V增大，這種情況下，在中可能導(dǎo)致起主導(dǎo)作用。因此和1的結(jié)論類(lèi)似，更應(yīng)使即各組的巡視路線(xiàn)盡可能均衡，又因?yàn)椴皇浅?shù)，而且的均衡性會(huì)帶來(lái)的增大，這對(duì)于盡快完成巡視會(huì)帶來(lái)負(fù)面影響，所以對(duì)具體情況應(yīng)做具體分析，比如可以考慮的前半部分對(duì)均衡性的修正，對(duì)路線(xiàn)較長(zhǎng)的組盡量考慮停留較少的鄉(xiāng)村。 對(duì)于T , t和V之間的交互作用會(huì)使情況變得更復(fù)雜。 此方法有助于要討論T , t和V之間的變化，但是不能定量的求出T , t和V的變化范圍，因此我們?cè)诖朔椒ㄉ线M(jìn)行改進(jìn)，如方法二。 方法二： 確定T , t和V允許的最大變化范圍。 在已確定組數(shù)的情況下，無(wú)論T , t和V如何改變，對(duì)每組內(nèi)的最佳尋視路線(xiàn)是沒(méi)有影響的，可能會(huì)影響各組間的均衡性，因此問(wèn)題轉(zhuǎn)化為在不破壞原來(lái)分組均衡的條件下，T , t和V允許的最大變化范圍。 在分n組的情況下，設(shè) Si表示第i組的最佳推銷(xiāo)員回路路線(xiàn)總長(zhǎng)度； Xi表示第i組所要停留的鄉(xiāng)鎮(zhèn)的數(shù)目； Yi表示第i組所要停留的村的數(shù)目； i=1，2，3，…，n. 顯然，當(dāng)Xi=Xj，Yi=Yj,Si=Sj，i，j=1，2，3，…，n.時(shí)即每組的鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）數(shù)、村數(shù)最佳巡回的長(zhǎng)度均相等，因而分組絕對(duì)均衡時(shí)，即=0，無(wú)論T , t和V如何改變都不會(huì)改變?cè)瓉?lái)分組的均衡。 （一） 不影響分組的均衡時(shí)，T , t和V的最大允許范圍的討論： 對(duì)任意一個(gè)組i，其完成巡視的時(shí)間： 設(shè)均衡分組的最大允許時(shí)間均衡度為，即： 則有： 記，則表示均衡分組所允許的最大時(shí)間誤差，稱(chēng)為最大允許時(shí)間誤差。則： 由上式我們得到 由此式可推出以下結(jié)果： 1當(dāng)Xi-Xj>0時(shí)，要保持原均衡分組不變，T必須滿(mǎn)足的條件為： 2.當(dāng)Yi-Yj>0時(shí)，要保持原均衡分組不變，t必須滿(mǎn)足的條件為： 3.當(dāng)Si-Sj>0時(shí)，有 （1）當(dāng)時(shí)，有 （2）當(dāng)時(shí)，有 由1.2.3.中的式子知，當(dāng)T 、t、V三個(gè)變量中任意兩個(gè)變量無(wú)論如何變化，都可計(jì)算出為保持均衡分組不變，三個(gè)變量所允許的最大變化范圍。 （二）分三組的實(shí)例討論。 現(xiàn)對(duì)分三組的情況進(jìn)行實(shí)際討論。對(duì)問(wèn)題一中所得的三個(gè)分組，若考慮停留時(shí)間和行駛時(shí)間，且取T=T0=2小時(shí)，t=t0=1小時(shí)，V=V0=35公里/小時(shí)時(shí)，結(jié)果如下表4所示： 表4：分三組巡視相關(guān)表 編號(hào) Xi Yi Si 行駛時(shí)間 總時(shí)間 I 5 13 191 5.46 28.46 II 6 11 192.3 5.49 28.49 III 6 12 206.5 5.9 29.9 由表可計(jì)算時(shí)間的實(shí)際均衡度為： ==4.8%=0.048 實(shí)際時(shí)間誤差=0.048*29.9=1.44（小時(shí)） 現(xiàn)分別規(guī)定均衡分組的最大允許均衡度為=4.8%和=9.6%,即最大允許的時(shí)間誤差分別為：1.44小時(shí)和2.88小時(shí)。 計(jì)算出T , t和V中三個(gè)參量中任意兩個(gè)固定時(shí)，要不破壞原平衡分組，另一個(gè)參量所要允許的變化范圍。計(jì)算結(jié)果如下表5： 表5：T ，t，V中三個(gè)參量的變化范圍 T，V不變 t，V不變 T，t不變 =4.8% =1.44 =9.6% =2.88 由上表可以看出： （1）當(dāng)實(shí)際均衡度=4.8%，剛好等于最大允許均衡度=4.8%時(shí)，要保持原均衡分組，當(dāng)： t，V不變時(shí)，T只能減小，且下界為1.25小時(shí)，上界為2小時(shí)。 T，V不變時(shí)，t只能增大，且上界為1.38小時(shí)，下界為1小時(shí)。 T，t不變時(shí)，V只能增大，且無(wú)上界，V的下界為35公里/小時(shí)。 （2）當(dāng)實(shí)際均衡度=4.8%，小于最大允許均衡度=9.6%時(shí)，要保持原均衡分組，當(dāng)： t，V不變時(shí)，T的變化上界為0.51小時(shí)，下界為2.74小時(shí)。 T，V不變時(shí)，t的變化上界為0.63小時(shí)，下界為1.75小時(shí)。 T，t不變時(shí)，V無(wú)上界，V的下界為17.3公里/小時(shí)。 9. 模型的評(píng)價(jià)、改進(jìn)及推廣 9.1模型評(píng)價(jià) 優(yōu)點(diǎn)： （1）本文提出的分組準(zhǔn)則簡(jiǎn)便易行，可操作性強(qiáng)，且可逐步調(diào)整使分組達(dá)到均衡。 （2）引用均衡度的概念定量的刻畫(huà)了分組的均衡性。 （3）再用近似法求解最佳推銷(xiāo)員回路時(shí)采用了三種不同的方法產(chǎn)生初始圈，使得算法比較完善，得到了誤差很小的而近似最優(yōu)解。 （4）從理論上定量的討論了T，t和V的變化對(duì)均衡分組靈敏度的影響，得到了很好的結(jié)果。 缺點(diǎn)：使用的方法不能求得最優(yōu)解，只能求得近似最優(yōu)解。 9.2模型改進(jìn) （1）求解時(shí)可建立將多組路線(xiàn)轉(zhuǎn)化為一組路線(xiàn)來(lái)求解的思想，如果能夠找出一種準(zhǔn)則，使三個(gè)代表縣城點(diǎn)之間的距離盡量大，則在最好的情況下，將使兩個(gè)縣城點(diǎn)均分整個(gè)一條路線(xiàn)，這種改進(jìn)將簡(jiǎn)化問(wèn)題的求解，并可以得到較好的解。 （2）由于線(xiàn)路的設(shè)計(jì)是在假設(shè)條件下取得的近似最優(yōu)解，因此，需要減少假設(shè)更多的考慮實(shí)際情況下的最優(yōu)路線(xiàn)的設(shè)計(jì)。 9.3模型推廣 本文建立的模型可以廣泛它應(yīng)用于實(shí)際生活中涉及到圖論的有關(guān)問(wèn)題，例如公交線(xiàn)路的而選擇問(wèn)題，城市相關(guān)設(shè)施的布置等相關(guān)問(wèn)題。 參考文獻(xiàn) [1] 運(yùn)籌學(xué)與實(shí)驗(yàn)/薛毅，耿美英編著?！本弘娮庸I(yè)出版社，2008.9 [2] 《運(yùn)籌學(xué)》教材編寫(xiě)組編，運(yùn)籌學(xué)（3版），北京：清華大學(xué)出版社，2005.6 [3] 圖論算法及其MATLAB實(shí)現(xiàn)/王海英等編著. —北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.2 附錄 附錄一：縣政府線(xiàn)路圖 附錄二： 編號(hào) 巡視路徑 停留地 所需時(shí)間 時(shí)間差 1 O-2-5-6-7-E-9-F-12-H-12-F-9-E-7-6-5-2-O H 6.43 0 2 O-2-5-6-L-19-J-13-14-13-J-19-L-6-5-2-O 13,14 6.15 0.28 3 O-2-5-6-7-E-9-F-10-F-9-E-7-6-5-2-O 10,7 5.77 0.66 4 O-2-5-6-7-E-9-F-12-F-9-E-7-6-5-2-O 12,9 5.85 0.58 5 O-M-25-21-K-18-I-15-I-18-K-21-25-M-O 15,18 5.99 0.44 6 O-2-5-6-7-E-11-G-11-E-7-6-5-2-O G 5.58 0.55 7 OM-25-K-18-I-18-K-25-M-0-O I 5.49 0.94 8 O-M-25-21-K-17-16-17-K-21-25-M-O 16,17 5.45 0.98 9 O-2-5-6-7-E-11-E-7-6-5-2-O 11,E 6.19 0.24 10 O-2-5-6-7-E-9-F-9-E-7-6-5-2-O F 5.15 1.08 11 O-2-5-6-L-19-J-19-L-6-5-2-O J,19 6.10 0.33 12 O-P-26-N-23-22-23-N-26-P-O 22,23,26 5.80 0.63 13 O-2-5-6-7-E-8-E-7-6-5-2-O 8,5,2 5.80 0.63 14 O-P-26-N-24-N-26-P-O 24,N 5.53 0.90 15 O-M-25-21-K-21-25-M-O K,21 5.50 0.93 16 O-2-5-6-L-6-5-2-O L,6 5.23 1.02 17 OM-25-20-25-M-O 20,25,M 6.19 0.24 18 O-R-31-32-35-34-A-1-O 31,32,34,35 6.32 0.11 19 O-29-Q-30-29-R-O 30,Q,29 6.04 0.39 20 O-2-3-D-4-D-3-2-O 4,D,3 5.99 0.44 21 O-1-B-C-O 1,B,C 5.98 0.45 22 OP-26-27-28-P-O- 27,P,26,28 6.38 0.05 23 O-1-A-33-A-R-O A,33,R 6.41 0.02 附錄三 最短路徑算法 % 求兩點(diǎn)間最短路的 Dijkstra 算法 function [d index1 index2] = Dijkf(a) % a 表示圖的權(quán)值矩陣; d 表示所求最短路的權(quán)和 % index1 表示標(biāo)號(hào)頂點(diǎn)順序； index2 表示標(biāo)號(hào)頂點(diǎn)索引 % 參數(shù)初始化 M = max( max(a) ); pb(1 : length(a)) = 0; pb(1) = 1; index1 = 1; index2 = ones(1, length(a)); d(1 : length(a)) = M; d(1) = 0; temp = 1; % 更新1(v), 同時(shí)記錄頂點(diǎn)順序和頂點(diǎn)索引 while sum(pb) < length(a) tb = find( pb == 0 ); d(tb) = min( d(tb), d(temp) + a(temp, tb) ); tmpb = find( d(tb) == min( d(tb) ) ); temp = tb( tmpb(1) ); pb(temp) = 1; index1 = [index1, temp]; index = index1( find( d(index1) == d(temp) - a( temp, index1 ) ) ); if length(index) >= 2 index = index(1); end index2(temp) = index; end d; index1; index2; 第一組路徑的程序 SETS: city/1, 2, 7, 8, 9, 16, 17, 18, 37, 38, 39,40, 41,42, 43, 44, 45, 46,47/:u; link(city, city):w, x; ENDSETS DATA: !w = @FILE('C:\Users\Administrator\Desktop\data51.txt'); w = 0 10.1 19.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10.1 0 10000 10.5 12.1 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 19.8 10000 0 10000 10000 14.2 12.0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10.5 10000 0 10000 10.5 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.8 10000 12.1 10000 10000 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.9 10000 10000 14.2 10.5 10000 8.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.9 13.2 10000 10000 12.0 10000 10000 8.8 0 6.5 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 6.5 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 0 8.2 10000 10000 10000 10000 9.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.2 0 8.8 11.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.8 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 11.8 10000 0 6.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 6.8 0 6.7 9.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 6.7 0 10.1 10000 10.0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 9.2 10000 10000 10000 9.8 10.1 0 4.1 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.8 7.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 4.1 0 9.1 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10.0 10000 9.1 0 8.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 13.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.9 0 18.8 10000 10000 10000 7.8 7.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 18.8 0 ENDDATA n = @SIZE( city ); MIN = @SUM( link: w * x ); @FOR( city(k): @SUM( city(i) | i #ne# k : x(i,k) ) = 1; @SUM( city(j) | j #ne# k : x(k,j) ) = 1; ); @FOR( link(i,j) | i #gt# 1 #and# j #gt# 1 #and# i #ne# j: u(i) - u(j) + n * x(i,j) <= n - 1 ); @FOR( link: @BIN(x) ); 第二組路徑的程序 SETS: city/1, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 22, 23, 48, 49, 50, 51, 52, 53/:u; link(city, city):w, x; ENDSETS DATA: !w = @FILE('C:\Users\Administrator\Desktop\data51.txt'); w = 0 12.9 6 11.5 9.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 12.9 0 10000 10000 10000 7.9 9.2 8.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 6 10000 0 11.2 10000 10000 10000 10.3 5.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 11.5 10000 11.2 0 10000 10000 10000 10000 11 7.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 9.2 10000 10000 10000 0 10000 10000 10000 10000 4.8 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.9 10000 10000 10000 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 9.2 10000 10000 10000 10000 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.1 7.3 10000 10000 10000 8.8 10.3 10000 10000 10000 10000 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.4 10000 11.5 10000 10000 5.9 11 10000 10000 10000 10000 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 17.6 10000 10000 10000 7.9 4.8 10000 10000 10000 10000 0 8.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.2 0 12.7 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 12.7 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 0 7.7 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.7 0 10.3 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.1 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10.3 0 19 14.9 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 7.3 7.4 10000 10000 10000 10000 10000 10000 19 0 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 14.9 10000 0 8.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 11.5 17.6 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.2 0; ENDDATA n = @SIZE( city ); MIN = @SUM( link: w * x ); @FOR( city(k): @SUM( city(i) | i #ne# k : x(i,k) ) = 1; @SUM( city(j) | j #ne# k : x(k,j) ) = 1; ); @FOR( link(i,j) | i #gt# 1 #and# j #gt# 1 #and# i #ne# j: u(i) - u(j) + n * x(i,j) <= n - 1 ); 第三組路徑的程序 SETS: city/1, 6, 15, 19, 20, 21, 24, 25, 26, 27, 28,29, 30,31, 32, 33, 34, 35,36/:u; link(city, city):w, x; ENDSETS DATA: !w = @FILE('C:\Users\Administrator\Desktop\data51.txt'); w = 0 9.2 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 9.2 0 8.3 1000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 8.3 0 10000 9.7 1000 11.3 10000 10000 10000 10000 10000 10000 10000 100