BO Cw 06 Sieci mod


Overview

Zadanie
Wzor
Wzór_ćw
Graf
Zadania


Sheet 1: Zadanie

Ćwiczenie 6. Elementy planowania sieciowego i dynamicznego.

1. Wprowadzić dane w arkusz Excel’a i wytłumaczyć ich sens.
2. Na podstawie analizy treści zadania zapisać ekonomiczno-matematyczny model zadania.
3. Narysować graf. Sprawdzić, czy jest on siecią.
4. Uporządkować graf metodą Fulkersona.
5. Metodami programowania dynamicznego znaleźć wartość funkcji celu i
optymalną ścieżkę między punktami 1 a 10, a również 2 a 10, 3 a 10, ... , 9 a 10.
6. Znajdż optymistycną, pesymistyczną, oczekiwaną wartości funkcji celu.
7. Oblicz prawdopodobieństwo że funkcja celu przyjmuje podaną wartość.
8. Zrobić wnioski.

Sheet 2: Wzor

Zadanie. Dla dziesięciu miast 1,2, ... 9, 10 jest znany czas przejazdu tij między odpowiednie miastami i i j.






























Która droga z miasta 1 do miasta 10 będzie najkrótsza?






























































Rozwiązanie.






























1. Narysujemy graf sieci dróg. Dla tego połączmy lukami (strzałkami) wierzchołki (miasta), między którymi istnieją drogi.






























2. Uporządkujemy jego metodą Fulkerson'a. Dla tego wyznaczymy wierzchołki, z których tylko wychodzą łuki. Z wykresu widać,






























że to będzie wierzchołek 1. On tworzy I-ą grupę wierzchołków. Dalej śkreślamy z grafu wierzchołek 1 i luki, które zaczynają się w






























wierzchołku 1 (luki 1-2, 1-3, 1-4, onie zaznaczony na wykresie grubszymi liniami). W pozostałym grafie z wierzchołków 2 i 3






























również tylko wychodzą luki. Wierzchołki 2 i 3 odniosą się do II-ej grupy. Jeżeli kontynuować ten proces przekształcenia grafu,






























to będziemy mieć 9 grup wierzchołków, które narysowany na wykresie niżej.






























3. Wykorzystamy metody programowania dynamicznego dla znalezienia minimalnej odległości między punktami 1 a 10, i również 2 a 10, 3 a 10, ... , 9 a 10.






























Zaczynamy od ostatniego etapu XIX. Liczymy, że odległość z miasta 10 do miasta 10 równa się 0. Na przedostatnim etapie VIII (wierzchołek 9) z






























wierzchołka 9 wychodzi tylko jedna luka. To oznacza, że minimalna odległość między miastami 9 i 10 równa się 2 jednostki (0+2=2).






























Komórkę z optymalnym marszrutem przejazdu zaznaczamy kolorem.






























Na VII etapie z wierzchołka 8 wychodzi 2 luki. Jeżeli będziemy jechać kierunkiem 8-10, to odległość będzie 0+5=5 jednostek, jeżeli trasą 8-9-10






























– wtedy 0+2+6=8 jednostek. Porównując trasy 8-10 i 8-9-10 wyberamy minimalną odległość z 8 do 10: to jest 5 jednostek i odpowiada kierunku 8-10.






























Dalej potrzebnie zrobić optymalizację dla pozostałych etapów.






























4. Obliczymy czas optymistyczny dla ścieżki 1-2-5-8-10: topt=10 i ścieżki 1-3-7-10: topt=12. Dla ścieżki 2-5-8-10: topt=9






























Obliczmy czas pesymistyczny dla ścieżki 1-2-5-8-10: tpes=24 i ścieżki 1-3-7-10: tpes=19. Dla ścieżki 2-5-8-10: tpes=20 Czas oczekiwany






























dla ścieżki 1-2-5-8-10: toczekiwane = 14,33 dla ścieżki 1-3-7-10 : toczekiwane = 13,83 dla ścieżki 2-5-8-10: toczekiwane = 12,17.































5. Na podstawie optymalizacji można zrobić następujące wnioski:






























5.1. Optymalny kierunek z 1 w 10: 1-2-5-8-10 lub 1-3-7-10. Czas przejazdu 13 jednostek.






























5.2. Optymalne kierunki: z 2 w 10: 2-5-8-10 (11); z 3 w 10: 3-7-10 (8); z 4 w 10: 4-6-7-10 (13); z 5 w 10: 5-8-10 (10); z 6 w 10: 6-7-10 (8); z 7 w 10: 7-10 (5);






























z 8 w 10: 8-10 (5); z 9 w 10: 9-10 (2).






























5.3. Oczekiwany czas przejazdu od 1 do 10 wynosi 13,83 jednostek czasowych, od 2 do 10 – 12,17 jednostek.






























6. Korzystając z empirycznych wzorów dla wartości oczekiwanej i wariancji i przypuszczając że dla czasu przejazdu występuję rozkład normalny,






























obliczamy parametry rozkładu i badamy prawdopodobieństwa przejazdu od p.1 do p.10 w określionych granicach czasu.































































































Zadanie.


1 Narysujemy graf sieci dróg.


























tpl topt tpes


















t12 2 1 4

















t13 5 4 7

















t14 9 7 11

















t24 4 2 8

















t25 1 1 5







Solver








t26 9 8 9

















t35 5 5 5

















t36 9 8 11 2 Uporządkujemy graf metodą Fulkersona.







xij - zmienne decyzyjne binarne






t37 3 3 4
I II
III
IV V
VI VII
VIII IX
x12 1 t12 2
tij - obciążenia grafu






t45 5 3 8

x13 0 t13 5
Funkcja celu






t46 5 2 8
x14 0 t14 9
Z= 13,0000000222407





t56 4 3 5
x24 0 t24 4
Ograniczenia






t58 5 3 7
x25 1 t25 1








t67 3 3 6
x26 0 t26 9
1: 1 = 1



t68 5 4 6
x35 0 t35 5
2: 1 = 1



t78 9 7 13
x36 0 t36 9
3: 0 = 0



t79 8 7 15
x37 0 t37 3
4: 0 = 0



t710 5 5 8
x45 0 t45 5
5: 1 = 1



t89 6 5 8














x46 0 t46 5
6: 0 = 0



t810 5 5 8














x56 0 t56 4
7: 0 = 0



t910 2 1 6














x58 1 t58 5
8: 1 = 1








3 Metodami programowania dynamicznego znajdziemy minimalny czas przejazdu











x67 0 t67 3
9: 0 = 0









1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


x68 0 t68 5
10: 1 = 1






















x78 0 t78 9














1_2 2_4 3_5 4_5 5_6 6_7 7_8 8_9 9_10 10_10


x79 0 t79 8














13 17 15 15 12 8 14 8 2 0


x710 0 t710 5














1_3 2_5 3_6 4_6 5_8 6_8 7_9 8_10




x89 0 t89 6














13 11 17 13 10 10 10 5




x810 1 t810 5














1_4 2_6 3_7


7_10





x910 0 t910 2














22 17 8


5























































4, 5 Obliczamy optymistyczny, pesymistyczny, oczekiwany czas przejazdu





























trasa 1_2 2_5

5_8

8_10
10_10




















topt 10 9

8

5
0 toczekiwane= 14,33


















tpes 24 20

15

8
0




















trasa 1_3
3_7


7_10

10_10




















topt 12
8


5

0 toczekiwane= 13,83


















tpes 19
12


8

0




















trasa
2_5

5_8

8_10
10_10




















topt
9

8

5
0 toczekiwane= 12,17


















tpes
20

15

8
0




















6 Oblicz prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie zawierać się: a) między topt a 2topt; b) między 0,9toczek a 1,1 toczek.





























Przypuszczając, że dla badania losowości czasu przejazdu można stosować rozkład normalny,






























obliczymy parametry rozkładu




































































































- gęstość prawdopodobieństwa dla rozkładu normalnego










































































t f(t)













Korzystniejszy (minimalny czas) kierunek jest 1-3-7-10. Dla tego













1 9,16666666666667 0,000114711622084













toczekiwane=
13,83






2 9,45833333333333 0,000302224870601













Obliczymy wariancje s2 według wzoru:







3 9,75 0,000748013738611















4 10,0416666666667 0,001739184049114















5 10,3333333333333 0,003798727210233






Wtedy s2 = 1,36111111111111



6 10,625 0,007794482144221







s = 1,16666666666667




7 10,9166666666667 0,015024257565916






W naszym przypadku






8 11,2083333333333 0,027205415859143














9 11,5 0,046277971297018






Obliczamy:













10 11,7916666666667 0,073951987565581






a) prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie między t=12 a t=15;













11 12,0833333333333 0,111015081999335






topt = 12 2topt = 15
p = 0,783303179199215 (narysowane na wykresie)






12 12,375 0,156556358904875






b) prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie między 0,9toczek a 1,1toczek;













13 12,6666666666667 0,207403478159265






0,9toczek = 12,45 2topt = 15,2166666666667
p = 0,764264849023151







14 12,9583333333333 0,258117798989831






7. Wnioski:













15 13,25 0,301770280083684






1. Optymalny kierunek z 1 w 10: 1-2-5-8-10 lub 1-3-7-10 . Ego długość 13.













16 13,5416666666667 0,331429814402442






2. Optymalne kierunki: z 2 w 10: 2-5-8-10 (11); z 3 w 10: 3-7-10 (8); z 4 w 10: 4-6-7-10 (13);













17 13,8333333333333 0,341950526058371









z 5 w 10: 5-8-10 (10); z 6 w 10: 6-7-10 (8); z 7 w 10: 7-10 (5);










18 14,125 0,331429814402443









z 8 w 10: 8-10 (5); z 9 w 10: 9-10 (2).










19 14,4166666666667 0,301770280083687






3. Oczekiwany czas z 1 w 10: 1-2-5-8-10 --- 14,33 , dla 1-3-7-10 --- 13,83. Kierunek 1-3-7-10 jest lepszy.













20 14,7083333333333 0,258117798989834






Oczekiwany czas z 2 w 10: 2-5-8-10 --- 12,17.













21 15 0,207403478159268






4.













22 15,2916666666667 0,156556358904878






a) prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie między topt a 2topt;








p = 0,783


23 15,5833333333333 0,111015081999338













b) prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie między 0,9toczek a 1,1toczek;









p= 0,764

24 15,875 0,073951987565583




























25 16,1666666666667 0,046277971297019




























26 16,4583333333333 0,027205415859144




























27 16,75 0,015024257565916




























28 17,0416666666667 0,007794482144221




























29 17,3333333333333 0,003798727210233




























30 17,625 0,001739184049114




























31 17,9166666666667 0,000748013738611




























32 18,2083333333333 0,000302224870601




























33 18,5 0,000114711622084




























34 18,7916666666667 4,09016884638904E-05









Sheet 3: Wzór_ćw

Zadanie.


1 Narysujemy graf sieci dróg.






















tpl topt tpes






















t12 2 1 4
















t13 5 4 7














t14 9 7 11
















t24 4 2 8














t25 1 1 5








Solver




t26 9 8 9


















t35 5 5 5


















t36 9 8 11 2 Uporządkujemy graf metodą Fulkersona.













xij - zmienne decyzyjne binarne


t37 3 3 4
I II
III
IV V
VI VII
VIII IX
x12
t12 2
tij - obciążenia grafu


t45 5 3 8


x13
t13 5
Funkcja celu


t46 5 2 8

x14
t14 9
Z=


t56 4 3 5

x24
t24 4
Ograniczenia


t58 5 3 7

x25
t25 1




t67 3 3 6

x26
t26 9
1:
=
t68 5 4 6

x35
t35 5
2:
=
t78 9 7 13

x36
t36 9
3:
=
t79 8 7 15

x37
t37 3
4:
=
t710 5 5 8

x45
t45 5
5:
=
t89 6 5 8














x46
t46 5
6:
=
t810 5 5 8














x56
t56 4
7:
=
t910 2 1 6














x58
t58 5
8:
=





3 Metodami programowania dynamicznego znajdziemy minimalny czas przejazdu











x67
t67 3
9:
=






1 2 3 4 5 6 7 8 9 10


x68
t68 5
10:
=



















x78
t78 9










1_2 2_4 3_5 4_5 5_6 6_7 7_8 8_9 9_10 10_10


x79
t79 8























x710
t710 5























x89
t89 6























x810
t810 5























x910
t910 2

































































4, 5 Obliczamy optymistyczny, pesymistyczny, oczekiwany czas przejazdu

























trasa 1_2 2_5

5_8

8_10
10_10









topt









toczekiwane=







tpes


















trasa 1_3
3_7


7_10

10_10








topt









toczekiwane=







tpes


















trasa
2_5

5_8

8_10
10_10
















topt









toczekiwane=















tpes


























6 Oblicz prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie zawierać się: a) między topt a 2topt; b) między 0,9toczek a 1,1 toczek.

























Przypuszczając, że dla badania losowości czasu przejazdu można stosować rozkład normalny,


























obliczymy parametry rozkładu




















































































- gęstość prawdopodobieństwa dla rozkładu normalnego










































































Korzystniejszy (minimalny czas) kierunek jest 1-3-7-10. Dla tego


























toczekiwane=





















Obliczymy wariancje s2 według wzoru:
































































Wtedy s2 =


















s =



















W naszym przypadku










































Obliczamy:


























a) prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie między t=12 a t=15;


























topt = 12 2topt = 15
p =
(narysowane na wykresie)



















b) prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie między 0,9toczek a 1,1toczek;


























0,9toczek =
2topt =

p =

















Sheet 4: Graf















Sheet 5: Zadania

Zestaw 1-5. Dla dziesięciu miast 1,2, ... 9, 10 wiadomy czas przejazdu tij między odpowiednie miastami i i j . Która droga z miasta 1

































do miasta 10 będzie najkrótsza?

































Potrzebnie: 1. Narysować graf sieci dróg. 2. Uporządkować jego metodą Falkersona. 3. Metodami programowania dynamicznego

































znaleźć minimalny czas przejazdu między punktami 1 a 10, i również 2 a 10, 3 a 10, ... , 9 a 10. 4. Oblicz oczekiwany czas

































przejazdu od miasta 1 do miast 10 i od miasta 2 do miasta 10. 5. Oblicz prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie zawierać

































się: a) między tpes a 1,5tpes; b) między 0,75toczek a 1,25 toczek. 6. Zrobić wnioski.







































































































Zestaw 6-10. Dla dziesięciu miast 1,2, ... 9, 10 taksówkarzu wiadomy płacy za czas przyjazdu tij między odpowiednie

































miastami i i j . Którą drogą z miasta 1 do miasta 10 powinien taksówkarz przewozić pasażerów, żeby otrzymać

































największy zysk? Drogi przejezdne tylko w jednym kierunku.

































Potrzebnie: 1. Narysować graf sieci dróg. 2. Uporządkować jego metodą Falkersona. 3. Metodami programowania

































dynamicznego znaleźć maksymalny czas przejazdu (i maksymalny zysk) od przewozów między punktami 1 a 10, i również 2 a

































10, 3 a 10, ... ,9 a 10. 4. Oblicz oczekiwany czas przejazdu od miasta 1 do miast 10 i od miasta 2 do miasta 10.

































5. Oblicz prawdopodobieństwo że czas przejazdu będzie zawierać się: a) między topt a tpes; b) między 0,8toczek a 1,2toczek.

































6. Zrobić wnioski.










































































































































W tablicach są zapisane macierzy zbieżności wierzchołków. Liczba w komórce oznacza połączenie pomiędzy i-tym a j-ym

































punktem (opłatę, czas), komunikat "nie" - że połączenie nie istnieje.

































Z prawej strony w macierzach zapisane, na ile procent zmniejsza się (zwiększa się) odpowiednia wartość dla czasu

































optymistycznego (pesymistycznego).




































































Zestaw 1, 6










Zestaw 1, 6 Granice dolne










Zestaw 1, 6 Granice górne









Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 9 5 7 4 nie nie nie nie nie
1 0 6 1 3 2 nie nie nie nie nie
1 0 10 6 10 7 nie nie nie nie nie
2
0 nie nie 7 nie nie 2 6 nie
2
0 nie nie 5 nie nie 1 4 nie
2
0 nie nie 10 nie nie 3 9 nie
3

0 5 nie 9 nie nie nie nie
3

0 2 nie 7 nie nie nie nie
3

0 8 nie 12 nie nie nie nie
4


0 3 6 nie nie nie 8
4


0 2 3 nie nie nie 6
4


0 4 8 nie nie nie 11
5



0 nie 9 nie 5 nie
5



0 nie 5 nie 2 nie
5



0 nie 12 nie 6 nie
6




0 nie nie nie 2
6




0 nie nie nie 1
6




0 nie nie nie 3
7





0 nie 2 6
7





0 nie 1 2
7





0 nie 3 7
8






0 4 nie
8






0 1 nie
8






0 6 nie
9







0 7
9







0 3
9







0 8
10








0
10








0
10








0



































Zestaw 2, 7










Zestaw 2, 7 Granice dolne










Zestaw 2, 7 Granice górne









Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 7 4 9 nie nie 6 nie nie nie
1 0 3 1 5 nie nie 4 nie nie nie
1 0 8 7 11 nie nie 8 nie nie nie
2
0 nie 5 4 nie 7 nie nie nie
2
0 nie 1 1 nie 5 nie nie nie
2
0 nie 8 6 nie 9 nie nie nie
3

0 nie nie 8 nie 9 nie nie
3

0 nie nie 6 nie 5 nie nie
3

0 nie nie 10 nie 12 nie nie
4


0 nie nie 2 nie nie nie
4


0 nie nie 1 nie nie nie
4


0 nie nie 3 nie nie nie
5



0 nie 9 nie 3 nie
5



0 nie 5 nie 2 nie
5



0 nie 11 nie 4 nie
6




0 3 nie nie 5
6




0 2 nie nie 3
6




0 4 nie nie 7
7





0 nie 4 6
7





0 nie 1 3
7





0 nie 7 8
8






0 nie 4
8






0 nie 2
8






0 nie 7
9







0 8
9







0 5
9







0 9
10








0
10








0
10








0



































Zestaw 3, 8










Zestaw 3, 8 Granice dolne










Zestaw 3, 8 Granice górne









Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 4 5 7 3 nie nie nie nie nie
1 0 0 3 5 2 nie nie nie nie nie
1 0 6 7 10 4 nie nie nie nie nie
2
0 nie 8 nie 3 nie nie nie nie
2
0 nie 6 nie 2 nie nie nie nie
2
0 nie 11 nie 4 nie nie nie nie
3

0 nie 8 nie nie nie 7 nie
3

0 nie 4 nie nie nie 4 nie
3

0 nie 9 nie nie nie 9 nie
4


0 nie nie nie 9 nie nie
4


0 nie nie nie 6 nie nie
4


0 nie nie nie 11 nie nie
5



0 nie nie 1 5 nie
5



0 nie nie 1 1 nie
5



0 nie nie 2 6 nie
6




0 5 2 nie nie
6




0 3 1 nie nie
6




0 7 3 nie nie
7





0 nie nie 9
7





0 nie nie 7
7





0 nie nie 11
8






0 nie 8
8






0 nie 4
8






0 nie 10
9







0 3
9







0 2
9







0 4
10








0
10








0
10








0



































Zestaw 4, 9










Zestaw 4, 9 Granice dolne










Zestaw 4, 9 Granice górne









Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 7 9 nie 5 nie nie nie nie nie
1 0 4 6 nie 2 nie nie nie nie nie
1 0 10 11 nie 8 nie nie nie nie nie
2
0 nie nie 9 6 nie nie nie nie
2
0 nie nie 5 4 nie nie nie nie
2
0 nie nie 12 7 nie nie nie nie
3

0 4 3 nie 5 nie nie nie
3

0 1 2 nie 1 nie nie nie
3

0 7 4 nie 8 nie nie nie
4


0 nie nie 1 nie 3 nie
4


0 nie nie 0 nie 2 nie
4


0 nie nie 2 nie 4 nie
5



0 nie 4 3 nie 8
5



0 nie 0 2 nie 6
5



0 nie 5 4 nie 10
6




0 nie 2 nie 4
6




0 nie 1 nie 0
6




0 nie 3 nie 6
7





0 nie 9 8
7





0 nie 5 5
7





0 nie 11 9
8






0 nie 3
8






0 nie 2
8






0 nie 4
9







0 6
9







0 2
9







0 8
10








0
10








0
10








0



































Zestaw 5, 10










Zestaw 5, 10 Granice dolne










Zestaw 5, 10 Granice górne









Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1 0 8 4 7 9 nie nie nie nie nie
1 0 5 1 5 7 nie nie nie nie nie
1 0 11 6 8 10 nie nie nie nie nie
2
0 nie 5 nie 3 nie nie nie nie
2
0 nie 1 nie 2 nie nie nie nie
2
0 nie 8 nie 4 nie nie nie nie
3

0 nie 2 nie 6 nie nie nie
3

0 nie 1 nie 3 nie nie nie
3

0 nie 3 nie 9 nie nie nie
4


0 nie 2 nie 6 nie nie
4


0 nie 1 nie 2 nie nie
4


0 nie 3 nie 7 nie nie
5



0 nie 4 5 8 nie
5



0 nie 1 3 4 nie
5



0 nie 7 8 11 nie
6




0 nie 9 nie 8
6




0 nie 6 nie 6
6




0 nie 10 nie 9
7





0 nie 5 nie
7





0 nie 1 nie
7





0 nie 6 nie
8






0 1 5
8






0 1 3
8






0 2 6
9







0 7
9







0 5
9







0 10
10








0
10








0
10








0
















































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Punkty 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10























1 0 15,6 10,5 nie 12,5 nie nie 13,8 15,8 1,9























2
0 11,3 nie 18 nie 19,2 nie nie nie























3

0 nie 2,8 11,6 nie nie nie 2,5























4


0 10,2 nie 11,3 nie nie nie























5



0 8,9 nie nie 14,8 4























6




0 nie nie nie nie























7





0 15,3 19,9 nie























8






0 15,9 nie























9







0 14,4























10








0
























Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
BO Cw 06 Sieci
MOD cw 06 26 03
CW 06 B przerw
Instrukcja do ćw 06 Sterowanie pracą silnika indukcyjnego za pomocą falownika
Cw 06 Newton Raphson
Cw 06 Gauss Seidel
[ĆW 3] Wyrównanie sieci poziomej sprawozdanie
Cw 06
BO 05 06 Kontrakt
BO 05 06 ZW12
Cw 06 Siatka dyfrakcyjna id 121 Nieznany
Cw 06
cw 06 analiza modeli predykcyjnych
Cw 06
CW6, Transport i Logistyka (AM) 1 (semestr I), Fizyka, fiza laborki (rozwiązania), Cw 06
acad cw 06 (2)
BO 05 06 LWK46A
Ćw 06 Tworzenie i edycja bloków, nadawanie i zmiana atrybutów

więcej podobnych podstron