Научная статья на тему 'Метод поиска оптимальных решений для одного обобщения задачи о назначениях'

Метод поиска оптимальных решений для одного обобщения задачи о назначениях Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
259
37
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Панишев Анатолий Васильевич, Костикова Марина Владимировна, Скрипина Ирина Валентиновна

Доказывается, что на множестве всех подматриц порядка mi, порождаемых квадратной таблицей порядка m с целыми неотрицательными числами, находится подматрица, содержащая диагональ с наименшей суммой входящих в нее элементов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Efficient building optimum solution set in one generalizing a problem on purposes

The submatrix that containing the diagonal with the least amount of input element is found on the ensemble of all submatrixes of order mj, generated by the square table of order m with integer nonnegative numbers.

Текст научной работы на тему «Метод поиска оптимальных решений для одного обобщения задачи о назначениях»

УДК 658.52.011.56

из матрицы X перестановки л (0,1) -матрицу

МЕТОД ПОИСКА ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ОДНОГО ОБОБЩЕНИЯ ЗАДАЧИ О НАЗНАЧЕНИЯХ

ПАНИШЕВ А.В., КОСТИКОВА М.В., СКРИПИНА И.В._________________________

Доказывается, что на множестве всех подматриц порядка mi, порождаемых квадратной таблицей порядка m с целыми неотрицательными числами, находится подматрица, содержащая диагональ с наименшей суммой входящих в нее элементов.

Заданы квадратная матрица м порядка m с целыми неотрицательными числами и целое число mi < m. За полиномиальное время минимизируется сумма из mi элементов, образующих поддиагональ в м .

Вычислительная схема, предложенная в [1, 2] для решения ряда обобщений известной задачи о назначениях, позволяет расширить их перечень задачей в следующей постановке.

Рассмотрим квадратную матрицу [Yij]m порядка m и две строго возрастающие последовательности (ii,i2,...,is,im1) и (ji,j2,-,jt,jm1), m1 < m, одна из которых содержит номера строк is є{1,2,...,m}, а другая - номера столбцов jt є {1,2, ...,m} матрицы [Tij]m . Квадратная матрица порядка mi, (s, t)- м элементом которой является Yisjt, s = 1, mi , t = 1, mi, называется квадратной подматрицей матрицы [Yij]m .

Пусть X = [xij]m — матрица перестановки

v _ [ул ~ v.. J1,если і = is & J = л[Ь];

[Vij ]m , в которой vij |0, в остальных случаях.

Например, для [Yijb и перестановки л = (2,4,3,1,5)

матрица подстановки X =

01000 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 10000 0 0 0 0 1

опреде-

ляет диагональ П = (yi2, у24, Y33, Y41, Y55). Пусть mi = 3 , is = 2,4,5 ; л[іД = 4,1,5 .

Т°гда ni - (у24, У4l, У55)

Л1 =

245 4 1 5

и

v =

0 0 0 0 0

0 0 0 1 0

0 0 0 0 0

1 0 0 0 0.

0 0 0 0 1

Сформулируем исследуемую задачу следующим образом.

Пусть [у ij]m — квадратная матрица порядка m с целыми неотрицательными числами уij; Y = [vij]m

m

— (0,1) -матрица, в которой Vi = Z Vij = 1v 0 ,

j=i

m mm

Vj = zVij =1V0 , ZZnj = mi , 0 < m1 < m ;

i=1 i=1j=1

X = [xij]m — матрица перестановки л = (л[1],.„,л[ш]);

л = (л[1],..., л[ш]): xin[i] -1, i = 1,m, xij - 0

во всех остальных случаях. Матрица X перестановки л, связанная с матрицей [Yij]m , Yij — неотрица-

mm

тельное целое, величиной S(л) = 2 ZxijYij опреде-

i=1j=1

ляет допустимое решение задачи о назначениях, которое представим последовательностью П = (Yi^[i],..., Ymn[m]). Последовательность п называется диагональю матрицы [Yij]m , соответствующей перестановке л.

В диагонали п mi элементов образуют поддиагональ Пі = (YІ1Л[І1],..., УisЛ[is],..., ^im1 n[im1]) и следовательно, квадратную подматрицу[Yisn[is]]mi матрицы [уij]m . Элементы подматрицы расположены в строках ii,і2, —,is, —, imi и в столбцах л[Іі],л[Ї2],...,я[ц ],...,^[im1] .

Обозначим Щ = (л[ц], л[І2], ..., л[іД,..., л^ ]). Для матрицы [Yisn[is]]mi и её поддиагонали Пі образуем

^1 — подмножество из mi компонент перестановки л, называемое допустимым решением. Обозначим

mm

S( л1) = EEVijYij i=ij=i

Требуется на множестве P всех допустимых решений ^1 с л , |лі | = mi найти такое решение л* , что

S(^i) = minS(^i) /і)

л1єР • ' '

Если mi = m, то поставленная задача является задачей о назначениях, решение которой находят с помощью целого ряда хорошо известных эффективных алгоритмов [3].

Следует заметить, что mi наименьших элементов оптимального решения задачи о назначениях, вообще говоря, не обеспечивают минимум S^i). Этот факт объясняется тем, что множество р, содержащее л*, строго включает в себя область допустимых решений задачи о назначениях. Действительно, каждая из m! диагоналей п матрицы

РИ, 2001, № 3

71

[Уij]m , представляющая допустимое решение задачи о назначениях, порождает cm1 поддиагоналей П, задающих допустимые решения задачи нахождения минимума S(tci) . Отсюда следует, что об* |р| _ (m!)2

ласть поиска л* содержит \р - mi!(m_mi)i поддиагоналей Пі, порождаемых матрицей [Yij ]m .

Задачу отыскания S( л*) можно отнести к классу экстремальных проблем на графах. Матрице [уij]m поставим в соответствие полный двудольный граф G = (I, J, U), здесь I = {i|l < i < m} и J = {j 11 < j < m} — множества вершин, а U — множество всех таких рёбер (i, j), что і є і, j є J . Каждое ребро имеет вес yij. Выберем в графе G mi рёбер так, что никакие два из них не имеют общих вершин. Тогда совокупность выбранных рёбер в графе G = (I, J, U) определяет допустимое решение Пі, а сумма их весов — значение целевого функционала S(^i) задачи. На множестве всех наборов из mi рёбер, в которых никакие два ребра не имеют общих вершин, требуется найти набор П* с наименьшей суммой весов входящих в него рёбер S(tc*) .

При решении поставленной задачи вычислительная схема, предложенная в [ 1], приобретает целый ряд особенностей. В основном они касаются организации данных в виде прямоугольных подматриц

исходной матрицы [уij]m .

Как и в [1], начальным этапом нахождения л* является построение допустимого решения задачи о назначениях л0 = (л0[1],..., ^0[m]) и диагонали П0 = (Уя0 [1],..., Уя0 [m]) матрицы [Yij]m , которая соответствует Л0 .

Допустимое решение Л0 построим в результате следующих действий.

51. [Yij ]m — исходная матрица задачи нахождения л*; l = 1.

52. В матрице [уij]m найти минимальный элемент y^0[l] , исключить строку и столбец, где находится элемент Ул0 [l] , положить l = l + 1 .

53. Если l > m , то конец, иначе перейти к S2.

Из матрицы [у ij]m образуем последовательность подматриц Г1 = [Уя0[1]] Г1>...> Гm1 , где Tj -

квадратная подматрица порядка j, получаемая из [Уij]m удалением m-l строк и столбцов, на пересечении которых расположены элементы Уя0[1+1]’...’ Y^0[m] .

Выделим свойство диагонали

П0 _ (Ул0[1], ..., Y^0[m1], Y^0[m1+1],-., Y^0[m]) ,

которое позволяет при построении оптимального решения л* исключить из рассмотрения ряд элементов матрицы [уij]m . Для этого рассмотрим квадратную подматрицу г матрицы [уij]m порядка m - m1, полученную из [уij ]m удалением тех строк и столбцов, на пересечении которых расположены элементы Уя0[1],..., Yn0[m1] .

Дальнейшие действия по нахождению л* будем рассматривать в предположении, что все элементы подматрицы Г m1 расположены в левом верхнем углу матрицы [уij]m , а строки и столбцы Г^ занумерованы числами 1,2, ...,m1. Соответственно строки и столбцы матрицы г имеют номера m1 +1, m1 + 2,..., m . Такое расположение строк и столбцов подматриц ГШ1 и г можно всегда получить перестановкой строк или столбцов исходной матрицы

[Yij]m .

Размещение элементов Уя0[1],-., Y^0[m1] в верхнем левом углу матрицы [уij]m выполним, например, с помощью таких шагов.

S01. [Yij]m — исходная матрица задачи нахождения минимума (1); (Yя0[l],..., Yn0[m1]) - поддиагональ, состоящая из m1 первых элементов последовательности П0 = (Уя0[1],..., Y^0[m1], Y^0[m1 +1],..., Y^0[m]) , l = 1 .

S02 . Пока l < m1, вставить на 1-е место столбец, содержащий элемент Уя0[1] , а затем на это же место строку, содержащую Уя0[1] , l = l +1.

Очевидно, что перестановка строк и столбцов не меняет условий поставленной задачи и поэтому не нарушает общности рассуждений.

Утверждение 1. Существует поддиагональ П*, соответствующая оптимальному решению л* задачи, которая не содержит элементов из подматрицы г .

Доказательство. Рассмотрим оптимальное решение ^0 задачи о назначениях с матрицей стоимостей Tm1 . Ясно, что S(tc*) < S(k0) . Из способа построения

П0 _ (Уя0[1],..., Y^0[m1], Y^0[m1 +1],..., Y^0[m])

следует, что наибольший элемент у® поддиагонали п0 , соответствующей решению ^0 , удовлетворяет неравенству у0 < yn0[m1]. В то же время элемент Y^0[m1] не больше минимального элемента в подматрице г . Утверждение 1 доказано.

Из доказанного утверждения вытекает, что компоненты искомого решения л* нужно выбирать среди тех элементов матрицы [уij]m , которые не принадлежат подматрице Г . Оптимальное решение л0 задачи о назначениях с матрицей стоимостей Г m1

РИ, 2001, № 3

72

представляет собой допустимое решение поставленной задачи, связанное со всеми дальнейшими

действиями по построению поддиагонали П* .

Приведенные рассуждения позволяют разбить матрицу [Tijlm на четыре блока. Верхний левый блок является подматрицей Гmj , для которой можно найти все последовательности П0 . Нижний правый блок представляет собой подматрицу Г с номерами строк mj +1, mj + 2,m и такими же номерами столбцов. Левый нижний и правый верхний блоки являются в общем случае прямоугольными матрицами Г1 и Г2 размерности (m-mj) х mj и mj х (m - mj) соответственно. Все элементы диагонали П* будем находить в объединении непересекающихся блоков , Г1 и Г2.

Обозначим Г прямоугольную подматрицу матрицы [уij ]m из m строк и mj столбцов с номерами 1, 2,..., mj, полученную в результате объединения непересекающихся блоков Г^ и Г1. Рассмотрим транспонированную по отношению к таблице Г j матрицу Г]1" = [уji]mjxm , для которой положим

Г1, если выбран элемент у ji, yji [О, else.

Определим минимум

mj m

EEyjiT ji (2)

j=1i=!

m

при ограничениях £ yji _ 1, j = !,m! ;

i=1

mj ___ m! m

E yji =i v 0, i = 1,m; yji = mj.

j=i j=1i=1

Для нахождения последовательности, доставляющей минимум (2), нужно решить задачу о назначениях, в которой матрица стоимостей получена из

таблицы [уji]mjxm добавлением к ней снизу m-mj строк, содержащих одни нули. Применяя к такой матрице схему построения всех оптимальных назначений, описанную в [2], можно найти множество всех оптимальных решений n0j задачи (1), определённых на подматрице Г матрицы [yij]m . Следует отметить, что в каждом решении n0j значение У ji ji из таблицы Г^ присваивается элементу у ij матрицы Г j. При этом если m - mj < mj, то очевидно, что П0! содержит элементы из Tmj и Г1 или только из rmj .

Оптимальное решение задачи (2) следует рассматривать как новое, не менее точное допустимое решение, чем поддиагональ П0 .

Пусть Г2 - прямоугольная подматрица матрицы [Уij]m из mj строк с номерами С 2, ...,mj и из mj столбцов, образованная объединением непересекающихся блоков Tmj и г2 . Для полученной матрицы Г2 = [Уij ]m1 xm положим

(j, если выбран элемент yij, yij [0, else.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Минимизируем

mj m

EEyyYij (3)

i=1j=1

при ограничениях

m _____ mj ___ m! m

Eyij = M = j,mj;Eyij =1v0,j =i,m; EEyij = m1 j=1 i =1 i~1j~1

Множество всех решений, доставляющих минимум (3), находится с помощью той же вычислительной схемы, которая минимизирует (2) на матрице, полученной добавлением к Г2 = [yjj]mj xm снизу m - mj строк с одними нулями.

Утверждение 2. Если каждое решение n0j, содержит только элементы из блока , то искомая подди-

агональ п* не содержит элементов в блоке Г .

Доказательство. Для каждой последовательности П°! = (УШ, у2j2,..., уmjjmj), полученной в результате решения задачи (2), справедливы соотноШеНия. УЩ < Уijj , У2j2 <^ij2 , . .’ ym1jmj < yijm1 , i = m1 + j, m . Нарушение хотя бы одного из соотношений приводит к появлению последовательности

П°! = (У1д, У 2д,-., У tjk,..., У mjjmj) , где эЛемеНт Уtjk ^Уkjk , t e{mj + 1,...,m}, k є{1,2,...,m1}. Если Уtjk <Уkjk , то последовательностьП01 не минимизирует (2). Если уtjk =Уkjk , то поддиагональп° содержит элемент, не принадлежащий блоку Г mj, что противоречит условиям утверждения. Отсюда следует S(л*) < S(tc01) . Утверждение 2 доказано.

Изложенный результат в значительной мере упрощает процесс нахождения л*, если решениями задачи (2) являются только последовательности, все элементы которых содержатся в блоке Г mj . В этом случае каждая искомая поддиагональ П* содержит элементы из матрицы Г 2 = [уij]mjxm , и поиск оптимального решения (1) сводится к решению задачи в постановке (3).

Рассмотрим, как строится оптимальное решение * „0

л*, когда в поддиагонали П°1 содержатся элементы

из Г m1 и Г1 .

Оказывается, что и в этом случае на завершающем этапе решения задачи (1) вызывается процедура, минимизирующая (3) на прямоугольной матрице

РИ, 2001, № 3

73

Г2 размерности mj х m , полученной из Г2 = [Уijlmixm . Преобразование матрицы Г2 в матрицу Г2 выполняется заменой в Гmj определённых значений У ij на значения элементов П0і, принадлежащих блоку Г1.

Покажем, какие элементы матрицы Г 2 меняют свои значения. Пусть ц і элементов поддиагонали П 0 і принадлежат блоку Гmj , а остальные ц 2 = m і - ц і элементов П 0 і содержатся в блоке Г 1. Тогда ц 2 строк и столбцов блока Г m! образуют подматрицу порядка ц 2, не содержащую элементов П 0 і. Каждый элемент столбца s полученной подматрицы заменим значением уts є П0і, t є^і +1 ,ml + 2,...,m}, s є { і , 2,...^і} блока гі • Преобразованный блок Г m і и подматрица г 2 образуют подматрицу Г 2 , представляющую исходные данные задачи (3). Такое преобразование выполняется для каждого оптимального решения задачи (2). Метод, предложенный в (2) для нахождения всех оптимальных решений задачи (3), реализуется столько раз, сколько построено поддиагоналей П 0 і на этапе решения задачи (2). В результате получим одну или несколько поддиагоналей П 02, содержащих только элементы Г 2 • Если в П 02 оказались (k,s) — элементы, k є{ 1 ,2,...,m1 }, s є{ 1 ,2,...,m1 } , со значениями уts є П 01, t є {m1 +1 , m1 + 2, ...,m}, то в каждом таком элементе первый индекс k заменяется на индекс строки t элемента (t, s), принадлежащего блоку Г1.

Если m1 < m - m1, то возможен случай, когда оптимальные решения задачи (2) представлены последовательностями, состоящими или только из элементов блока Г m1, или только из элементов блока Г1.

Утверждение 3. Пусть последовательность П0і из элементов блока Гm1 и последовательность П0 из элементов блока Г1 доставляют минимум целевой функции (2). Тогда у is = у ts, у is є П0і, у ts є П0,, і є { 1 ,2,..., m1 } , t є {m 1 + 1,m1 + 2,...,m}, s = 1,m1 .

Доказательство. Если yis <yts, у^ єП0і, уts є П01, и S(л01) = S(л01), то в матрице Г1 найдётся столбец p , p є {1,2,..., m1}, содержащий такие элементы уkp Є П01, k e{1,2,...,m1}, уrp є П01, r є {m1 +1, m1 + 2,..., m}, что У rp < У kp . Тогда существует последовательно)сть п0і, в которой содержатся элемент у є П01 и все элементы П01 за исключением уkp є П11. Отсюда следует, что

S(rn01) < S(rn01) = S(rn01), и тогда П0і и П01 не

являются оптимальными решениями задачи (2). Установлено противоречие в случае уis ф у ts, уis є П01, уts є П01. Утверждение 3 доказано.

Изложенные соображения позволяют перейти к описанию алгоритма решения задачи (1) и обоснованию его корректности. Алгоритм включает следующие действия.

1. [У ij ]m — исходная матрица задачи минимизации (1); m1 — число компонент в оптимальном решении л* задачи минимизации (1).

2. Выполнить действия S1-S3 по построению последовательностиЛ0 = (л0[1],...,п0[m]) и соответствующей ей диагонали П0 = (уЛ0[ц,...,y„0[m]) матрицы [Уij]m .

3. Перемещением строк или столбцов матрицы [уij ]m расположить элементы Уя0[1],-., У^^і] в её левом верхнем углу и образовать блоки Г m1, г , Г, Г 2.

4. Объединив непересекающиеся блоки Гm1 и гі , получить прямоугольную таблицу Г і, затем матрицу гТ = [Уji]m1Xm .

5. Найти множество всех оптимальных решений задачи (2).

6. Объединением непересекающихся блоков Г m1 и Г2 получить подматрицу Г 2 . Если оптимальные решения П01 не содержат элементов из блока Г , то найти оптимальные решения задачи (3) для исходных данных, представленных подматрицей Г 2 ; перейти к пункту 8.

7. Для каждого оптимального решения П0і, содержащего ц2 элементов блока Г1, 1 < ц2 ^ m1, преобразовать подматрицу Г 2 в подматрицу Г 2 и найти все решения, доставляющие минимум (3), для входных данных, представленных таблицей

Г 0 .

8. Получены решения, минимизирующие целевой функционал (1).

Утверждение 4. Алгоритм строит за полиномиальное время решение, доставляющее минимум функции S( л1).

Доказательство. В результате действий на шаге 3 образуется блок г , элементы которого исключаются из рассмотрения на основании утверждения 1. Обращаясь к постановке задачи (1) в терминах двудольных графов, находим, что рассмотрению подлежит остовный подграф полного двудольного графа G = (I, J, U), построенный из G удалением всех рёбер (i, j), m1 < i < m, m1 < j < m (рис. 1,а). Прямоугольной таблице Г і, полученной на шаге 4 в результате объединения блоков Г щ и Г1, поставим во взаимнооднозначное соответствие подграф G1 = (I,Jb U1) графа G, где J1 = {j|1 < j < mj, U1 -множество всех таких рёбер (i, j), что 1 < i < m .

74

РИ, 2001, № 3

J 1 2 3 4 5 6 J 1 2 3

Gl = (I, Ji, Ui)

1 1 2 3 4 5 6 1 1

mi = 3

а б

J 1 2 3 4 5 6

G2 = (I1,J, U2):

112 3

в

Рис. 1.

J 1 2 3

о

J 1 2 3 4 5 6

ООО

/К А А

11Л = Y22 = Ї32 Yi2J2 =У 23 =Ї33

I 1 2 3 4 5 6 I 1 2 3

G1 = (I,J1,U1)

а б

J 1 2 3 4 5 6 J 1 2 3 4 5 _6

X ft Я Я ft,

Y 23 Y І2І2

Y 53 Л/23 -Y І2І2

I 1 2 3 4 5 6

г

Рассмотрим полный двудольный подграф Gm1 = (I,Jb Um1) графа G, I1 = {i|1 ^ 1 ^ m1} . Если оптимальное решение задачи (2) П01 не содержит элементов из блока Г, то его можно представить как совершенное паросочетание двудольного подграфа Gm1 = (I1, J1, Um1). В случае, когда все оптимальные решения П01 являются совершенными паросочетаниями Gm1 = (I1, J1, Um1), очевидно, что для минимизации S(^1) достаточно решить задачу (3) для таблицы Г 2. Таблице Г 2 соответствует подграф G2 = (I1, J, U2) графа G, где U2 - множество рёбер (1, j), таких что 1 < 1 < m1, 1 < j < m (рис. 1,в). Таким образом, доказана корректность действий алгоритма, выполняемых на шаге 6. Рассмотрим случай, когда оптимальное решение П01 содержит ц2 элементов блока Г, 1 < р 2 - m1. Это значит, что оно представлено паросочетанием подграфа G1 = (I, J1, U1), содержащим р2 рёбер (i, j), і є {m1 +1, ...,m}, j є J1 и Ц1 рёбер (1, j), 1 є I1, j є J1, щ + ц2 = m (рис.2,а). Вершина j1 ребра (І1, j1), І1 є {m1 +1,..., m}, j1 є J1, входящего в паросочетание, является насыщеной. Она насыщена для любого ребра (IJ1), 1 є I1, не принадлежащего паросочетанию подграфа G1 = (I, J1, U1), но входящего в совершенное паросочетание подграфа Gm1. Каждому такому ребру в блоке Гm соответствует элемент уlj1 г П01. Если положить Уlj1 =Уi1j1 и для подграфа Gm1 построить совершенное паросочетание П m1 с ребрами, принадлежащими паросочетанию П01, то ясно, что П m1 также является решением задачи (2) (рис. 2,б). Таким образом, в преобразованном блоке Г m1 содержатся все диагонали с минимальной суммой элемен -тов, принадлежащих таблице Г1. Следовательно, в этом случае можно исключить из рассмотрения блок Г1, а решения, доставляющие минимум SC^), определять для входных данных в виде таблицы Г2 (рис. 2,в,г).

Рис. 2

Оценим сверху время работы алгоритма минимизации S(^1). Оно зависит прежде всего от числа операций, требуемых для построения оптимальных решений задач (2) и (3). С помощью вычислительной схемы, предложенной в [2], задача (2) решается за время 0(Nmaxm4), здесь Nmax - наибольшее число оптимальных локальных решений, представляющих поддиагонали матрицы исходных данных. Если в результате работы вычислительной схемы все полученные решения не содержат элементов из блока Г1, то, чтобы найти минимум S^), требуется столько же времени на решение задачи (3).

Пусть задача (2) имеет Q оптимальных решений П01, каждое из которых содержит элементы из блока Г1. В этом случае алгоритм требует Q преобразований матрицы Г2 в матрицу Г0 и Q обращениий к вычислительной схеме для решения задачи (3). Таким образом, задача (1) эффективно разрешима за время О((1 + Q)Nmaxm4). Утверждение 4 доказано.

Рассмотрим пример. Пусть

[Yij]6

1 \ j 1 2 3 4 5 6

1 9 3 1 7 7 1

2 3 9 7 7 9 9

3 1 10 3 7 9 1

4 8 7 9 3 6 6

5 9 7 8 1 3 1

6 1 9 1 1 6 10

m1 = 4.

С помощью шагов S1- S3 построим диагональ П0 , соответствующую допустимомурешению ло задачи о назначениях для матрицы [у ij]6. В результате получим

S(To) = 28, По = (Y13> Y3Ь Y54> Y45> Y22> Y66);

Y13 =Y 31 =Y 54 = 1 Y 45 = 6 Y 22 = 9> Y 66 = 10.

РИ, 2001, № 3

75

Выполним шаги S01-S02 с тем, чтобы первые четыре элемента П о разместились в верхнем левом углу исходной матрицы. Шаг 3 алгоритма нахождения минимума S(^i) завершается формированием матрицы:

(У31, Y13, Y46, У55), доставляющее минимум функционалу (2). Ему соответствует в таблице Гі поддиагональ

П°1 = (У13, У 31, У 64, У 55), Y13 =У 31 =У 64 = 1, У 55 = 3, ;

Гі =

Г

о _ 2 -

i \ j 3 1 4 5

1 1 9 1 7

3 3 1 7 9

5 8 9 1 3

4 9 8 3 6

2 7 3 7 7

6 1 1 1 6

i \ j 3 1 4 5 2 6

1 1 9 1 7 3 1

3 3 1 7 9 10 1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

5 8 9 1 3 7 1

4 9 8 1 6 7 6

Поддиагональ П°1 содержит элемент у64 = 1, который принадлежит блоку Г1. Поэтому элемент (4,4) блока Г 4 можно рассматривать как подматрицу, не содержащую элементов из П°1. Заменим значение у 44 = 3 на у 44 = 1 и сформируем таблицу Г 0 .

Таблица Г 2 содержит единственное оптимальное решение (у 13, у 31, у 56, у 44) задачи (3), где у 44 = 1.

Заменив у 44 на у64 = 1, получим оптимальное решение П* = (у13,у31,у56,у64) задачи (1), для которого S(л*) = 1 +1 +1 +1 = 4 . Квадратная подматрица матрицы [у ij]6 с диагональю п* имеет вид

*

Г1 =

i \ j 1 3 4 6

1 9 1 7 6

3 1 3 7 1

5 9 8 1 1

6 1 1 1 10

Литература: 1. Панишев А.В., Подоляка О.А., Скакалина Е.В. Эффективный алгоритм распараллеливания работ на не идентичных машинах / / Авиационно-космическая техника и технология: Сборник научных трудов. Вып. 13. Харьков: Государственный аэрокосмический университет “ХАИ”,1999. С. 136 — 146. 2. Панишев А.В., Скрипина И.В., Скакалина Е.В. Эффективное построение оптимальных решений в задаче о назначении транспортного типа // Автомобильный транспорт: Сборник научных трудов. Вып. 4. Харьков: ХГАД-ТУ, 2000. С. 63 -65. 3. Свами М, Тхуласираман К. Графы, сети и алгоритмы. М.: Мир, 1984, 454 с.

Поступила в редколлегию 23.03.2001

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Евдокимов А.Г.

Панишев Анатолий Васильевич, д-р техн. наук, профессор кафедры информатики ХГАДТУ. Научные интересы: математическое моделирование, теория расписаний и ее применение. Адрес: Украина, 61002, Харьков, ул. Петровского, 25, тел. 10-77-53.

Костикова Марина Владимировна, канд. техн. наук, доцент кафедры информатики ХГАДТУ. Научные интересы: математическое моделирование, теория расписаний и ее применение. Адрес: Украина, 61002, Харьков, ул. Петровского, 25, тел. 10-77-53.

Скрипина Ирина Валентиновна, старший преподаватель кафедры информатики ХГАДТУ. Научные интересы: математическое моделирование, теория расписаний и ее применение. Адрес: Украина, 61002, Харьков, ул. Петровского, 25, тел. 10-77-53.

РИ, 2001, № 3

76

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.