Question

Difficulty: EasyMinimum Maliyetli Akış Problemi

Bir enerji dağıtım şebekesinde 1 numaralı üretim merkezinden 4 numaralı tüketim merkezine toplam 1010 birim enerji aktarılacaktır. Şebekedeki hatların birim iletim maliyetleri (cijc_{ij}) ve kapasite sınırları (uiju_{ij}) aşağıdaki tabloda verilmiştir:

Hat (i,j)(i, j)Maliyet (cijc_{ij})Kapasite (uiju_{ij})
(1,2)(1, 2)2277
(1,3)(1, 3)551010
(2,3)(2, 3)1144
(2,4)(2, 4)4455
(3,4)(3, 4)331010

Düğümlerdeki arz/talep değerleri b1=10b_1 = 10 ve b4=10b_4 = -10 olup diğer düğümler ara duraktır (b2=b3=0b_2 = b_3 = 0). Bu şebekede toplam iletim maliyetini minimize eden akış planı uygulandığında ulaşılabilecek minimum toplam maliyet kaç birimdir?

  1. A
    60
  2. 66Answer
  3. C
    70
  4. D
    74
  5. E
    80

Answer

Şebekedeki kapasite kısıtları ve birim maliyetler dikkate alındığında minimum toplam maliyet 66 birimdir.
Şebekedeki en düşük maliyetli rotalar 1241-2-4 ve 12341-2-3-4 olup her ikisinin de birim maliyeti 66 birimdir. Ancak bu iki yol da (1,2)(1,2) hattını ortak kullanmaktadır ve bu hattın kapasitesi 77 birimdir. Dolayısıyla en ucuz maliyetle sadece 77 birim enerji taşınabilir (7×6=427 \times 6 = 42). Geriye kalan 33 birimlik enerji mecburen bir sonraki en ucuz yol olan 1341-3-4 (maliyeti 88) üzerinden gönderilmelidir (3×8=243 \times 8 = 24). Toplam maliyet 42+24=6642 + 24 = 66 birim olarak bulunur.

Step-by-Step Solution

1
Olası yolları ve birim maliyetlerini belirleyin.
Yol 1: 1241-2-4 (Maliyet: 2+4=62+4=6), Yol 2: 12341-2-3-4 (Maliyet: 2+1+3=62+1+3=6), Yol 3: 1341-3-4 (Maliyet: 5+3=85+3=8)
En ucuz rotaları belirlemek için alternatif yolların maliyetleri toplanır.
2
En düşük maliyetli yollara (66 birim maliyetli) kapasite kısıtlarına göre akış atayın.
Yol 1 ve Yol 2 toplamda (1,2)(1,2) hattını kullanır (Kapasite: 77). Yol 1 ayrıca (2,4)(2,4) hattını (Kapasite: 55), Yol 2 ise (2,3)(2,3) hattını (Kapasite: 44) kullanır.
Kapasite kısıtları, ucuz yollardan ne kadar akış gönderilebileceğini sınırlar.
3
Akışın dağılımını yapın.
Maliyeti 66 olan yollardan toplam 77 birim (hattın sınırı kadar) gönderilir (55 birim 1241-2-4 üzerinden, 22 birim 12341-2-3-4 üzerinden). Kalan 33 birim maliyeti 88 olan 1341-3-4 yolundan gönderilir.
Toplam 1010 birimlik arzın tamamı varış noktasına ulaştırılmalıdır.
4
Toplam maliyeti hesaplayın.
Toplam Maliyet = (7×6)+(3×8)=42+24=66(7 \times 6) + (3 \times 8) = 42 + 24 = 66 birim.
Atanan akış miktarları ile birim maliyetlerin çarpımlarının toplamı toplam maliyeti verir.

Key Concept

Minimum Maliyetli Akış Problemi'nde amaç, kapasite kısıtlarını ihlal etmeden kaynak düğümden varış düğümüne gerekli akışı en düşük toplam maliyetle ulaştırmaktır.
Estimated Time:1m 30s
Rate this question