Алгоритм построения и использования таблицы оптимальных путей транспортной сети

Таблица оптимальных путей (ТОП) на транспортной сети – это табличное представление всех оптимальных путей от одной или нескольких заданных вершин до всех остальных вершин транспортной сети. Достоинством Топ является компактность записи оптимальных путей, которая, в отличии, например от матричной формы, позволяет описать все оптимальные пути, а не только путь между двумя заданными вершинами транспортной сети.

Таблица оптимальных путей состоит из трех столбцов. Первый столбец содержит номера вершин транспортной сети i, второй столбец – номера предшествующих вершин λi, третий – потенциалы вершин pi. Кратчайший маршрут до i-ой вершины определяется по номерам предшествующих вершин.

Для i-ой вершины по таблице находится предшествующая, для нее – своя предшествующая вершина и т.д., до тех пор, пока не будет определена начальная вершина маршрута, для которой не задана предшествующая вершина. Потенциал каждой вершины равен расстоянию от начальной вершины до данной вершины при движении по оптимальному маршруту.

Алгоритм построения ТОП состоит из следующих действий:

  1. заполнить первый и второй столбцы ТОП номерами вершин транспортной сети в порядке их возрастания. Во втором столбце одну или несколько начальных вершин пометить, например, знаком минус перед номерами вершины. Третий столбец заполнить исходными потенциалами вершин. Исходные потенциалы начальных вершин равны нулю, а всех остальных вершин – числу М или максимально большому числу;
  2. для всех дуг, исходящих из помеченной вершины, проверяется условие оптимальности дуги pppj−> i ij , т.е. разность потенциалов конечной и начальной вершин дуги должна быть больше оценки дуги между этими вершинами. Выполнение этого условия говорит о выгодности движения по данной дуге. Тогда в качестве предшествующей вершины для конечной вершины дуги (второй столбец ТОП) указывается номер вершины i (с пометкой). Потенциал конечной вершины определяется как сумма потенциала начальной вершины дуги и оценки этой дуги, т.е. pj= pp i + ij ;
  3. если условие оптимальности дуги не выполняется, то проверяется следующая дуга, исходящая из помеченной вершины;
  4. если условие оптимальности проверено для всех дуг, исходящих из помеченной вершины, то метка с этой вершины снимается, и рассматриваются дуги, исходящие из любой следующей помеченной вершины, то все действия, начиная со второго, повторяются. Построения оптимальных маршрутов повторяется до тех пор, пока в ТОП имеется хотя бы одна помеченная вершина.

В процессе построения ТОП возможна многократная корректировка потенциалов вершин и номеров предшествующих вершин, поэтому принято строить несколько таблиц с переносом в новую таблицу результатов предыдущих построений.

Узнай цену консультации

"Да забей ты на эти дипломы и экзамены!” (дворник Кузьмич)