數學建模第二次作業 3

2022-10-10 01:33:02 字數 1729 閱讀 4446

參與人員資訊 :

2012 年 6 月 6 日

一、問題提出

某公司在六個城市c1、c2、c3、c4、c5、c6中都有分公司,從ci到cj的直達航班票價由下述矩陣的第i行、第j列元素給出(∞表示無直達航班),該公司想算出一張任意兩個城市之間最廉價路線表,試做出這樣的表來。

0 50 ∞ 40 25 10

50 0 15 20 ∞ 25

∞ 15 0 10 20 ∞

40 20 10 0 10 25

25 ∞ 20 10 0 55

10 25 ∞ 25 55 0

二 、問題分析

若網路中的每條邊都有乙個數值(長度、成本、時間等),則找出兩節點(通常是源節點和阱節點)之間總權和最小的路徑就是最短路問題。最短路問題是網路理論解決的典型問題之一,可用來解決管路鋪設、線路安裝、廠區布局和裝置更新等實際問題。最短路問題,我們通常歸屬為三類:

單源最短路徑問題、確定起點終點的最短路徑問題、全域性最短路徑問題———求圖中所有的最短路徑。

題中要求算出一張任意城市間的最廉價路線表,屬於全域性最短路問題,並且使得該公司總經理能夠與各個子公司之間自由往返。(此兩點為主要約束條件)

floyd演算法,具體原理如下:

(1) 我們確定本題為全域性最短路問題,並採用求距離矩陣的方法

根據路線及票價表建立帶權矩陣,並把帶權鄰接矩陣我w作為距離矩陣的初始值,即

(2)求路徑矩陣的方法

在建立距離矩陣的同時可建立路徑矩陣,,的含義是從到的最短路徑要經過點號為的點。

(3)查詢最短路徑的方法

若,則點是點到的最短距離的中間點,然後用同樣的方法再分頭查詢。

三、 模型假設:

1.各城市間的飛機線路固定不變

2.各城市間飛機線路的票價不改變

3.忽略乘客除票價以外的各項開銷費用

4.不考慮雷雨雲、低雲、大風、雷暴、冰雹等主要天氣因素對飛行的影響。

四、 模型建立

建立帶權鄰接矩陣:

根據飛機路線及票價表建立帶權鄰接矩陣, 在帶權鄰接矩陣中用插入頂點的方法依次構造出 6 個矩陣。

採用floyd演算法步驟為:

:到的最短距離

:到之間的插入點

輸入帶權鄰接距陣

(1) 賦初值:對所有

(2) 更新,:對所有,若,則

,.(3) 若,停止;否則,轉(2).

執行程式得:

d (1)

d (2) 、

d(3)、

d (4) 、

d( 5)、

d(6),

使最後得到的矩陣 d ( 6 ) 為飛機的最廉價矩陣。

五、 模型求解結果

根據模型求解,分析得出任意兩個城市之間最廉價線路及票價為:

c1→c2: 1→6→2;35

c1→c3:1→5→3,1→6→4→3;45

c1→c4:1→6→4,1→5→4﹔35

c1→c5∶1→5﹔25

c1→c6:1→6﹔10

c2→c3∶2→3﹔15

c2→c4∶2→4﹔20

c2→c5∶2→4→5﹔30

c2→c6∶2→5﹔25

c3→c4∶3→4﹔10

c3→c5∶3→5∶3→4→5﹔20

c3→c6∶3→4→6﹔35

c4→c5∶4→5﹔10

c4→c6∶4→6﹔25

c5→c6∶5→4→6﹔35

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