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1701009462 如图8-1所示,将公路网图中,每个乡(镇)或村看作图中的一个节点,各乡(镇)、村之间的公路看作图中对应节点间的边,各条公路的长度(或行驶时间)看作对应边上的权,所给出的公路网就转化为加权网络图,问题就转化为在给定的加权网络图中,寻找从给定点O出发,行遍所有顶点至少一次再回到O点,使得总权(路程或时间)最小。
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1701009467 图8-1 乡镇、村的公路网
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1701009469 在加权图G中求最佳巡视路线问题是“NP—完全问题”,我们采用一种近似算法求出该问题的一个近似最优解,来代替最优解,算法如下。
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1701009471 求加权图G(V,E)的最佳巡视路线的近似算法。
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1701009475 Step1:用图论软件包求出G中任意两个顶点间的最短路,构造出完备图;
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1701009477 Step2:输入图G′的一个初始H圈;
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1701009479 Step3:用对角线完全算法产生一个初始H圈;
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1701009481 Step4:随机搜索出GG′中若干个H圈,例如2000个;
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1701009483 Step5:对Step2、Step3、Step4步所得的每个H圈,用二边逐次修正法进行优化,得到近似最佳H圈;
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1701009485 Step6:在Step5步求出的所有H圈中,找出圈最小的一个,此即要找的最佳H圈的近似解。
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1701009487 由于二边逐次修正法的结果与初始圈有关,故Step2、Step3、Step4步分别用三种方法产生初始圈,以保证能得到较优的计算结果。
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1701009490 若分为3组巡视,设计总路程最短且各组尽可能均衡的巡视路线。此问题是多个巡视员的最佳巡视回路问题,即在加权图G中求顶点集V的划分V1,V2…,Vn,将G分成n个生成子图,使得:
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1701009493 (1)顶点;
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1701009496 (2);
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1701009500 (3),其中Ci为Vi的导出子图G[Vi]中的最佳巡视回路,为Ci的权,i=1,2,3,…,n,j=1,2,3,…,n;
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1701009503 (4)取最小。
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1701009506 对于条件(3),设定为该分组的实际均衡度,α为最大允许均衡度,显然0≤α0≤1,α0越小,说明分组的均衡性越好。取定一个α后,α0与α满足条件(3)的分组是一个均衡分组。
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1701009508 条件(4)表示总巡视路线最短。
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1701009510 此问题包含两方面:第一,对顶点分组;第二,在每组中求最佳巡视回路,即为单个巡视员的最佳巡视回路问题。
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