Требуется перевезти груз из пункта 1 в пункт 14, если известны сеть дорог (рис.4.2) и стоимости перевозки единицы груза между отдельными пунктами сети (поставлены у соответствующих ребер) Необходимо определить маршрут доставки груза из пункта 1 в пункт 14, которому соответствуют наименьшие затраты.
Событиями здесь являются доставки груза в пункты, номера которых записаны в кружках (рис. 4.2), а работами – дороги между отдельными пунктами.
Для того чтобы решить задачу методом динамического программирования, нужно весь процесс доставки груза из пункта 1 в пункт 14 разбить на этапы:
на первом этапе транспорт с грузом из пункта 1 перемещается непосредственно в пункты 2, 3, 4;
· на втором этапе из пунктов 2, 3, 4, – в пункты 5, 6, 7, 8;
· на третьем этапе – из пунктов 5, 6, 7, 8 – в пункты 9, 10, 11;
· на четвертом этапе – из пунктов 9, 10, 11 – в пункты 12, 13;
· на пятом (последнем) этапе из пунктов 12, 13 – в пункт 14.
Рис. 4.2. Граф сети дорог
Введем обозначения:
· – номер этапа, ;
· – состояние (пункт) на -м этапе;
· – выбор пути на -м этапе;
· – стоимость перевозки груза из пункта в пункт ;
· – минимальные затраты не перевозку груза из некоторого пункта на -м этапе.
Запишем функциональное уравнение для 5-го этапа:
.
В пункт 14 груз может быть доставлен или из пункта 12, или из пункта 13, поэтому:
;
.
Для 4-го этапа функциональное уравнение имеет вид:
.
Пусть груз на 4-м этапе оказался в пункте 9. Из этого пункта далее можно следовать либо через пункт 12, либо через пункт 13. Тогда
;
,
при этом минимальные затраты составляют 13.
Если груз оказался в пункте 10, то
;
,
при этом минимальные затраты составляют 14.
Для 11-го пункта получаем
;
,
при этом минимальные затраты составляют 10.
Переходим к 3-му этапу. Для 3-го этапа функциональное уравнение имеет вид:
.
;
,
при этом минимальные затраты составляют 14.
;
,
при этом минимальные затраты составляют 16.
;
,
при этом минимальные затраты составляют 15.
;
,
при этом минимальные затраты составляют 19.
Рассматриваем 2-й этап.
.
;
,
при этом минимальные затраты составляют 22.
;
;
,
при этом минимальные затраты составляют 21.
;
,
при этом минимальные затраты составляют 16.
Наконец, переходим к 1-му этапу. На 1-м этапе состояние известно – это пункт 1. Поэтому, подставляя это начальное состояние в функцию , сразу получаем значение динамической задачи и оптимальное управление .
.
;
.
Минимальные затраты при перевозке груза из 1 в пункт 14 составляют 24единицы.