Метод коммивояжёра
Заказать уникальный доклад- 16 16 страниц
- 12 + 12 источников
- Добавлена 14.07.2019
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение 3
1. Теоретические основы решения задачи коммивояжера 4
1.1. Основные понятия и принципы решения задачи коммивояжера 4
1.2. Классификационные признаки задачи коммивояжера 6
1.3. Методы решения задачи коммивояжера 7
2. Практическая реализация задачи коммивояжера 11
2.1. Постановка задачи 11
2.2. Математическая модель 11
2.3. Решение задачи 12
Заключение 18
Список использованной литературы 19
i j12345678min1∞020∞∞∞∞∞2∞∞0∞74∞∞∞320∞0385∞∞42∞0∞∞5∞∞∞5∞6∞∞∞0∞306∞3740∞7007∞∞∞1∞∞∞008∞∞∞∞41∞∞∞min∞∞∞∞000∞∞Включаем ребро (8,7), исключая все элементы 8-ой строки и 7-го столбца, а элемент 7,8 заменяем надля исключения образования негамильтонова цикла. В результате получаем следующую сокращенную матрицу:i j1234568min1∞020∞∞∞∞2∞∞0∞74∞∞320∞038∞∞42∞0∞∞5∞∞5∞6∞∞∞0306∞3740∞007∞∞∞1∞∞00min∞∞∞∞0031Сумма констант приведения сокращенной матрицы равна 1. Нижняя граница подмножества (8,7) равна: H(8,7) = 16 +3 =19 < 19. Поскольку нижняя граница этого подмножества (8,7) меньше, чем подмножества (8*,7*), то ребро (8,7) включаем в маршрут.Определяем следующее ребро ветвления.i j12345681∞020(0)∞∞∞20∞0(1)∞16∞320(0)∞413∞42∞0∞∞1∞5∞62∞∞0(1)36∞3740(1)∞07∞∞51∞80Так как наибольшая сумма констант совпадает, то выберем одну из них, например, для ребра (6,5), следовательно, множество разбивается на два подмножества (6,5) и (6*,5*). Нижняя граница гамильтоновых циклов этого подмножества: H(6*,5*) = 16 + 2 = 18.Аналогичные преобразования приводят к оптимальному решению:Представим решение на графе (рисунок 3).Рисунок 3 – Результаты решения задачи коммивояжераЗаключениеАнализ объектов, процессов, явлений и систем предполагает не только исследование понятийного аппарата, но и оценку изменений, что наиболее целесообразно проводить с применением методов математического моделирования, что позволяет исследовать состояние объекта исследования в различных условиях.В рамках настоящего исследования для достижения цели и задач выполнен теоретический анализ особенностей решения задачи коммивояжера, сформулированы основные определения и понятия теории графов, которые составляют основу для решения задачи коммивояжера.Кроме того, приведена классификация зада коммивояжера по различным основания.В практической части настоящего исследования представлена практическая реализация решения задачи коммивояжера. Анализ показал, что математическое моделирование обладают широким спектром методов и средств для анализа, оценки и исследования различных объектов, процессов, явлений и систем, что проявляется в универсальности их использования на практике.Список использованной литературыАсанов М.О., Баранов В.А., Расин В.В. Дискретная математика: Графы, Матроиды, Алгоритмы. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2014, 288 с.Агальцов, В.П. Математические методы в программировании: Учебник / В.П. Агальцов, И.В. Волдайская. - М.: ИД ФОРУМ, 2015. - 240 c.Баллод Б.А. Методы и алгоритмы принятия решений в экономике: учебное пособие/ Баллод Б.А., Елизарова Н.Н.— М.: Финансы и статистика, 2014.— 224 c.Введение в математическое моделирование. Учебное пособие / Под ред. В.П. Трусова, М.: Логос, 2014 г. 440с.Колесников А.В., Кириков И.А., Листопад С.В., Румовская С.Б., Доманицкий А.А. Решение сложных задач коммивояжера методами функциональных гибридных интеллектуальных систем / Под ред. А.В. Колесникова. — М.: ИПИ РАН, 2014. — 295 с.Князьков, В. С. Введение в теорию графов / В. С. Князьков, Т. В. Волченская. — 2-е изд. —М. : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. — 76 c.Лебедев В.В. Математическое моделирование социально-экономических процессов / В.В. Лебедев. - М.: Наука, 2015. – 229 с.Седова, Н. А. Теория ориентированных графов: учебное пособие / Н. А. Седова, В. А. Седов. —Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2019. — 77 c.Таха, Хемди А. Введение в исследование операций, 8-издание,: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2015. – 912 с.: ил. – Парал. Тит.англ.Ульянов М.В., Фомичев М.И. Ресурсные характеристики способов организации дерева решений в методе ветвей и границ для задачи коммивояжера // Бизнес – информатика, № 4. 2015. С. 54-62.Федосеев В.В. Математическое моделирование в экономике и социологии труда. Методы, модели, задачи: учебное пособие/ Федосеев В.В.— М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2014.— 167 c.Храмова, Т. В. Дискретная математика. Элементы теории графов: учебное пособие / Т. В. Храмова. —Новосибирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2014. — 43 c.
1. Асанов М.О., Баранов В.А., Расин В.В. Дискретная математика: Графы, Матроиды, Алгоритмы. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2014, 288 с.
2. Агальцов, В.П. Математические методы в программировании: Учебник / В.П. Агальцов, И.В. Волдайская. - М.: ИД ФОРУМ, 2015. - 240 c.
3. Баллод Б.А. Методы и алгоритмы принятия решений в экономике: учебное пособие/ Баллод Б.А., Елизарова Н.Н.— М.: Финансы и статистика, 2014.— 224 c.
4. Введение в математическое моделирование. Учебное пособие / Под ред. В.П. Трусова, М.: Логос, 2014 г. 440с.
5. Колесников А.В., Кириков И.А., Листопад С.В., Румовская С.Б., Доманицкий А.А. Решение сложных задач коммивояжера методами функциональных гибридных интеллектуальных систем / Под ред. А.В. Колесникова. — М.: ИПИ РАН, 2014. — 295 с.
6. Князьков, В. С. Введение в теорию графов / В. С. Князьков, Т. В. Волченская. — 2-е изд. —М. : Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2016. — 76 c.
7. Лебедев В.В. Математическое моделирование социально-экономических процессов / В.В. Лебедев. - М.: Наука, 2015. – 229 с.
8. Седова, Н. А. Теория ориентированных графов: учебное пособие / Н. А. Седова, В. А. Седов. —Саратов : Ай Пи Эр Медиа, 2019. — 77 c.
9. Таха, Хемди А. Введение в исследование операций, 8-издание,: Пер. с англ. – М.: Издательский дом «Вильямс», 2015. – 912 с.: ил. – Парал. Тит.англ.
10. Ульянов М.В., Фомичев М.И. Ресурсные характеристики способов организации дерева решений в методе ветвей и границ для задачи коммивояжера // Бизнес – информатика, № 4. 2015. С. 54-62.
11. Федосеев В.В. Математическое моделирование в экономике и социологии труда. Методы, модели, задачи: учебное пособие/ Федосеев В.В.— М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2014.— 167 c.
12. Храмова, Т. В. Дискретная математика. Элементы теории графов: учебное пособие / Т. В. Храмова. —Новосибирск : Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2014. — 43 c.
Вопрос-ответ:
Какие основные понятия и принципы лежат в основе решения задачи коммивояжера?
Основными понятиями в решении задачи коммивояжера являются маршрут, цикл, вершина, ребро и весовая функция. Принципы решения задачи коммивояжера включают построение полного графа, вычисление весов ребер, поиск оптимального маршрута и определение минимального пути.
Какие классификационные признаки имеет задача коммивояжера?
Задача коммивояжера относится к классу NP-трудных задач комбинаторной оптимизации. Она является NP-полной, что означает отсутствие известных алгоритмов для ее решения за полиномиальное время. Также, задачу коммивояжера можно классифицировать как задачу о минимальном остовном дереве или задачу о рюкзаке.
Какие методы решения задачи коммивояжера существуют?
Существует несколько методов решения задачи коммивояжера, включая полный перебор, метод ветвей и границ, метод динамического программирования, генетические алгоритмы и приближенные алгоритмы типа 2-опт и 3-опт. Каждый метод имеет свои преимущества и недостатки, и выбор метода зависит от конкретной задачи и требуемой точности результата.
Какая постановка задачи встает перед решением задачи коммивояжера?
Постановка задачи коммивояжера заключается в поиске такого маршрута, который проходит через все вершины графа ровно один раз и имеет минимальную сумму весов ребер. Также задача может иметь дополнительные условия, такие как обязательные посещения определенных вершин или определенный порядок посещения вершин.
Какую математическую модель используют для решения задачи коммивояжера?
Для решения задачи коммивояжера используют математическую модель, основанную на теории графов. Маршрут коммивояжера представляется в виде графа, где вершины соответствуют городам, которые нужно посетить, а ребра - расстояния или стоимости перемещения между городами. Математическая модель включает в себя определение весов ребер и поиск минимального пути в графе.
Какие основные понятия и принципы решения задачи коммивояжера?
Основные понятия задачи коммивояжера включают: множество городов, матрицу расстояний между городами и путь коммивояжера, который должен посетить каждый город единожды и вернуться в исходный город. Принципы решения задачи коммивояжера могут включать перебор всех возможных путей, оптимизацию с использованием алгоритмов динамического программирования или эвристических методов.
Какие методы решения задачи коммивояжера существуют?
Существует несколько методов решения задачи коммивояжера, включая полный перебор всех возможных путей, динамическое программирование, метод ветвей и границ, метод имитации отжига, генетические алгоритмы и муравьиные алгоритмы. Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки и может быть эффективен в определенных ситуациях.
Какова практическая реализация задачи коммивояжера?
Практическая реализация задачи коммивояжера включает постановку задачи, создание математической модели с использованием графов или матриц расстояний, выбор и реализацию метода решения, а также анализ полученных результатов. Возможные методы решения и форматы представления данных зависят от конкретной задачи и требований заказчика.
Какими методами можно решить задачу коммивояжера?
Задачу коммивояжера можно решить различными методами, включая перебор всех возможных путей (если количество городов не слишком большое), использование алгоритмов динамического программирования (для оптимизации вычислений), эвристические методы (такие как метод имитации отжига, генетические алгоритмы или муравьиные алгоритмы). Выбор метода зависит от размера задачи, требуемой точности результата и доступных вычислительных ресурсов.