展廳保安監控問題
模型假設
通道裡的一台雙向攝像機能很好地監控與之相鄰的展廳,不會出現故障。
符號說明
:第個通道裡安排的攝像機台數;
:用的攝像機總台數。
模型的建立與求解:
第個通道裡要麼安排攝像機,要麼不安排攝像機,故有
要使用的攝像機最少,則易見目標函式為
要求是每個展廳都被監視到,即與每個展廳相鄰的攝像機總數至少為1,即得下列約束條件:
用lingo解此0-1規劃問題,得最少需要用4臺攝像機才能使所有展廳都被監視到,lingo給出的攝像機安排方案為在通道1、5、8、13出分別安放一攝像機。但是仔細研究原題會發現使攝像機總數為4臺的方案不止一種,如3、6、10、11通道處安放攝像機也可滿足題意。我們用計算機窮舉的方法找出了所有滿足要求的攝像機安放方案,共有6種,見表1:
表1 使攝像機台數最少的安放方案
模型評價與討論
用lingo解出了最少攝像機數,但它只給出了一種方案。lingo在計算規劃問題時採用迭代法,給出了最優解及一組使目標函式取最優解的自變數值,要得出所有可能的方案必須窮舉,找出所有可行的方案。
附件:1、計算最優解的lingo程式:
model:
sets:
sxt/1..13/:x;
endsets
min=@sum(sxt:x);
x(1)+x(4)+x(6)>=1;
x(1)+x(2)+x(3)>=1;
x(6)+x(8)+x(12)>=1;
x(3)+x(4)+x(5)+x(7)>=1;
x(7)+x(8)+x(9)+x(10)>=1;
x(10)+x(12)+x(13)>=1;
x(2)+x(5)+x(9)+x(11)>=1;
x(11)+x(13)>=1;
@for(sxt:@bin(x));
end2、找所有滿足條件的攝像機安放方案的matlab程式:
clear
for i=1:10
for j=i+1:11
for k=j+1:12
for l=k+1:13
a=zeros(1,13);
a(i)=1;
a(j)=1;
a(k)=1;
a(l)=1;
if (a(1)+a(4)+a(6)>=1)&(a(1)+a(2)+a(3)>=1)&(a(6)+a(8)+a(12)>=1)&(a(3)+a(4)+a(5)+a(7)>=1)&(a(7)+a(8)+a(9)+a(10)>=1)&(a(10)+a(12)+a(13)>=1)&(a(2)+a(5)+a(9)+a(11)>=1)&(a(11)+a(13)>=1)
i,j,k,l
endend
endendend
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