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17(5)
V6
V3 V5
6(6)
图12…9
对图12…9;重新标号、调整,v 1标上(0;+);V 3标上(1;+);v 4标上(3;+);v 6标上(4;+),得
增广链v1→v3→v4→v6,此增广链上的弧皆为正向弧,由式(12。9)、(12。11)得
ε=ε1=min{8…4;5…1;11…9}=2
根据(12。9)调整流量;得新可行流如图12…10
10(10)
8(6)
4(3)
3(2)
5(3)
5(5)
3(3)
11(11)
17(5)
V2 V4
V1
V6
V V5
6(6)
图12…10
对图12…10;重新标号、调整,v1标上(0;+);V 3标上(1;+);v 4标上(3;+);v 5标上(4;…),
v6标上(5;+),得增广链v 1→v3→v4→v5→v6,其中(v 1;v3)(v3;v4)(v5;v6)为为正向弧,由式
(12。9)得
ε1=min{8…6;5…3;17…5}=2
(v4;v5)为反向弧,由式(12。10)得ε 2=3
由式(12。11)得ε=min{ε 1;ε2}=2;因此在此增广链的正向弧上流量增加2;反向弧上流
量减少2;得可行流如图12…11。
10(10)
8(8)
4(3)
3(2)
5(5)
5(5)
3(1)
11(11)
17(7)
V2 V4
VB1 VB6
12…15
VB3 VB5
6(6)
图12…11
对图12…11显然用标号法再也不能得到一个增广链;故其所给的可行流即为最大流;最大
流量=x12+x13=x46+x56=18
12。3。3 最小费用最大流问题
在实际运输工作中,人们除了考虑运量外,还需考虑成本问题,从而产生了最小费用
最大流问题,即对于某个网络D=(V;A;C),每个弧(v i;vj)上除了容量c ij外,还给出了单位流
量的费用bij,要求找出一个最大流x,使流的总输送费用b(x)=Σb ijxij 最小。
解最小费用最大流问题的基本思想是,通过已知的由v1到收点v n的最小费用流x,寻找
其对应的最小费用增广链,沿此增广链去调整x,实现最大流。
对于网络D=(V;A;C),构造赋权有向图W(X),其顶点为原网络D的顶点,而把D中的每
一条弧(vi;vj)变成两个相反方向的弧(vi;vj)和(vj;vi),定义W(X)中弧的权w ij为(其中长
度为+∝的弧可从W(X)中略去):
wij
=
。。bij
若xij0 (12。14)
ij
+∞
xij=0
。
在w(x)中寻找到的v 1 到vn 的最短路即为关于可行流x的最小费用增广链。
最小费用最大流算法如下:
第一步:取x(o)=0为初始可行流,即流量为0的最小费用流,k=0
第二步:对于可行流x(k),根据式(12。12)、(12。13)构造赋权有向图w(x (k)),并在此
有向图中找出v1到vn的最短路。
第三步:若存在最短路,则此最短路为x(k)的最小费用增广链,在增广链上对x(k)进行
调整,即
。xij
(k
) +ε当(vi;vj)是增广链上的正向弧
xij
(k
+1) =
。。
xij
(k
) 。ε
当(vi;vj)为增广链上的反向弧
。x(k
) 当(vi;vj)不在增广链上
。
ij
ε=
min{ε1;ε2 }
其中 ε1 =
min{ij
。
xij
(k )| 当(vi;vj)为正向弧 }
(k
)
ε2 =
min{(c) xij
| 当(vi;vj)为反向弧 }
得到新的可行流x (k+1) ;此可行流为同一流量中费用最小的可行流,若不存在最短路,
转第五步。
第四步 令k=k+1,重复第二步至第三步。
第五步 退出计算,所得x (k)即为最小费用最大流。
例12…5 求图12…12所示网络的从v 1到v8的最小费用最大流,图中(vi;vj)上所标的三个数
字依次表示 bij、cij、xij。
解:首先对x(0)=0的初始可行流,根据式(12。13)、(12。14)构造赋权有向图w(x (0))
如图12…13,并找出v 1到v8的最短路径为:v1→v2→v5→v6→v8
12…16
V2 (2;4;0) V5 V2 2 V5
V1
V4 V7
V3 V6
(2;4;0)
(7;3;0)
(4;4;0)
(2;4;0)
(3;2;0)
(3;2;0)
(3;2;0)
(3;3;0)
(6;4;0)
(6;3;0) (8;3;0) (3;2;0)
V1
V8
V3 V6
2
7
4
2
3
3
3
8
3
6
6 3
V8
V4V4 V7 V7
(2;2;0) 2
图12…12图12…13
沿此增广链对x(0)进行调整,显然可增加的流量为2,得可行流x (1),如图12…14所示,对
x(1)根据式(12。13)、(12。14)构造赋权有向图w(x (1))如图12…15,找出v 1到v8的最短路径
为:v1→v3→v7→v8
V2 (2;4;2) V5 V2 2 V5
V1 V1
V8
V3 V6
(2;4;2)
(7;3;0)
(4;4;0)
(2;4;0)
(3;2;0)
(3;2;0)
(3;2;0)
(3;3;2)
(6;4;0)
(6;3;0) (8;3;0) (3;2;2)
V8
V3 V67
2 6 8
4
2
3
3
3
…2
…3
6
…2 …3
3
V4 (2;2;0) V7 V4 2 V7
图12…14 图12…15
沿此增广链对x (1)进行调整,可增加的流量为2,得可行流x (2),如图12…15所示,对x (2)
构造赋权有向图w(x(2))如图12…17,找出v 1到v8的最短路径为:v1→v2→v6→v8
V2 (2;4;2) V5 V2 2 V5
V1
V3 V6
(2;4;2)
(7;3;0)
(4;4;0)
(2;4;2)
(3;2;0)
(3;2;2)
(3;2;0)
(3;3;2)
(6;4;2)
(6;3;0) (8;3;0) (3;2;2)
V1
V8
3
V3 V6
2
72
4 3 6
…2
6
…3
3
…3
…2
…3
8…2
…6
V8
V4 (2;2;0) V7 2
V4 V7
图12…16图12…17
沿此增广链对x (2)进行调整,可增加的流量为1,得可行流x (3),如图12…18所示,对x (3)
构造赋权有向图w(x(3))如图12…19,找出v 1到v8的最短路径为:v1→v4→v7→v8
V2 (2;4;2) V5 V2 2 V5
V1
V8
V3 V6
(2;4;3)
(7;3;0)
(4;4;0)
(2;4;2)
(3;2;0)
(3;2;2)
(3;2;0)
(3;3;3)
(6;4;2)
(6;3;1) (8;3;0) (3;2;2)
V3 V6
2
4
…2
72
6
3
…3
3
8
…3
6
…2
…2
…3
…6
V1
…6
V8
V4 (2;2;0) V7 V4 2 V7
图12…18 图12…19
12…17
沿此增广链对x(3)进行调整,可增加流量2,得可行流x (4),如图12…20所示,对x (4)构造
赋权有向图w(x(4))如图12…21,找出v 1到v8的最短路径为:v1→v2→v5→v8
V2 (2;4;2) V5 V2 2 V5
V1
V3 V6
(2;4;3)
(7;3;0)
(4;4;2)
(2;4;2)
(3;2;0)
(3;2;2)
(3;2;0)
(3;3;3)
(6;4;4)
(6;3;1) (8;3;0) (3;2;2)
V8
V8
V1 V3 V6
2
4
72
…2
6
3
…3
3
8
…3
…6
…2
…2
…3
…6
…4
V4 (2;2;2) V7 V4 …2 V7
图12…20图12…21
沿此增广链对x(4)进行调整,可增加流量1,得可行流x (5),如图12…22所示,对x (5)构造
赋权有向图w(x(5))如图12…23,找出v 1到v8的最短路径为:v1→v3→v6→v2→v5→v8
V2 (2;4;3) V5 V2 2 V5
V1
V8
V3 V6
(2;4;4)
(7;3;0)
(4;4;2)
(2;4;2)
(3;2;0)
(3;2;2)
(3;2;0)
(3;3;3)
(6;4;4)
(6;3;1) (8;3;1) (3;2;2)
V3 V6
…2
4
…2
72
6
3
…3
3
8
…3
…6
…2
…3
…6
…4
V1
…8
V4 (2;2;2) V7 V4 …2 V7
图12 …22 图12 …23(5)(6)(6)
沿此增广链对x 进行调整,可增加流量1,得可行流x ,如图12…24所示,对x 构造
赋权有向图w(x(6))如图12…25,找出v 1到v8的最短路径为:v1→v3→v6→v5→v8
V5
V2 (2;4;4) V5
V3 V6
(2;4;4)
(7;3;1)
(4;4;2)
(2;4;3)
(3;2;0)
(3;2;2)
(3;2;0)
(3;3;3)
(6;4;4)
(6;3;0) (8;3;2) (3;2;2)
V2
V1
V1
V8
V8
V3 V6
…2
4
72
…2
6
3
…3
3
…3
…2
…3
…4
…7
8
…6
…8
(2;2;2)
V4 …2 V7
图12…24图12…25
沿此增广链对x(6)进行调整,可增加流量1,得可行流x (7),如图12…26所示,对x (7)构造
赋权有向图w(x(7))如图12…27,可以看到已无从v 1到v8的最短路径。可知x(7)即为最小费用最
大流,其网络图如图12…26。
V2 (2;4;4) V5 V2
V1
V3 V6
(2;4;4)
(7;3;2)
(4;4;2)
(2;4;4)
(3;2;0)
(3;2;2)
(3;2;0)
(3;3;3)
(6;4;4)
(6;3;0) (8;3;2) (3;2;1)
V8
V8
V