Цель работы: – найти кратчайшие расстояния между пунктами транспортной сети и заполнить ими соответствующую таблицу;
– найти кратчайшие пути проезда между пунктами и отразить их на соответствующем рисунке.
Исходными данными для выполнения данной практической работы является транспортная сеть из индивидуального задания (рис. Б1).
Живые елки с доставкой спб купить живые елки в спб с доставкой Диво Сад.Для выполнения практической работы можно воспользоваться любым из известных методов, например, методом потенциалов [8]. Сущность его состоит в следующем. Потенциал одной из вершин (назовем ее исходной, например, вершины А) принимают за 0, то есть РА=0. Далее по формуле 1.1 определяются потенциалы всех вершин, непосредственно связанных с ней:
Рj = Рi + ℓij, (1.1)
где i, j – текущие индексы соответственно исходной и непосредственно связанной с ней вершин;
Рi – потенциал исходной вершины, км;
Рj – потенциал вершины, непосредственно связанной с исходной, км;
ℓij – длина звена между исходной и непосредственно связанной с ней
вершинами, км.
Из всех рассчитанных таким образом потенциалов выбирается наименьший, его значение записывается в таблицу кратчайших расстояний, а соответствующее звено на рисунке отмечается стрелкой. Далее вершина с наименьшим потенциалом принимается за исходную, от нее вновь определяются потенциалы всех вершин, непосредственно связанных с ней. Просматриваются все известные к этому моменту потенциалы (определенные как на предыдущем, так и на данном этапе), из них вновь выбирается наименьший, его значение заносится в эту же таблицу, а соответствующее звено на рисунке отмечается стрелкой. Таким образом, расчеты повторяются до полного заполнения таблицы и рисунка.
Рассмотрим метод потенциалов на примере рис. Б1.
Примем РА = 0.
С вершиной А непосредственно связаны вершины М, Б и В. Их
потенциалы:
РМ = РА+ℓАМ = 0+7 = 7 км;
РБ = РА+ℓАБ = 0+9 = 9 км;
РВ = РА+ℓАВ = 0+6 = 6 км.
Отсюда в строке А и столбце В табл. 1.1 проставляем минимальное расстояние 6, а звено АВ на рис. 1.1 отмечаем стрелкой. Вершину В принимаем за исходную.
Непосредственно с ней связаны вершины Б, Г и Д. Их потенциалы:
РВ = 6
РБ = 6 + 3 = 9 км.
РГ = 6 + 6 = 12 км
РД = 6 + 8 = 14 км
РЕ = 6 + 10 = 16 км
Из известных к этому моменту потенциалов (РМ = 7, РБ=9, РГ=12, РД=14, РЕ=16) выбираем наименьший (РМ = 7), число 7 заносим в табл. 1.1 в строку А и столбец М, звено АМ на рис. 1.1 отмечаем стрелкой. Вершину М принимаем за исходную, с ней непосредственно связаны вершины Н, Л и Б. Их потенциалы:
РМ = 7
РН = 7 + 8=15;
РЛ = 7 + 12=19;
РБ = 7 + 10 = 17.
Из известных к данному моменту потенциалов (РБ =9, РГ=12, РД=14; РЕ=16, РН=15, РЛ=19.) выбираем минимальный РБ=9, в строку А и столбец Б проставляем 9, звено АБ отмечаем стрелкой. Вершину Б принимаем за исходную, с ней непосредственно связана вершина Г (вершины М и В не берем в расчет, поскольку до них кратчайшее расстояния уже известны).
РБ =9
РГ = 9 + 6 = 15.
Минимальный потенциал имеет вершина Г (РГ = 12), ее значение заносим в табл. 1.1. в строку А и столбец Г, звено ВГ отмечаем стрелкой на рис. 1.1.
Таким образом, выбирая на каждом этапе минимальный потенциал, можно с абсолютной уверенностью гарантировать определение кратчайших расстояний и путей проезда от вершины А до всех остальных вершин данной транспортной сети. Расчеты повторяются до тех пор, пока все клетки в строке А табл. 1 не будут заполнены расстояниями. При этом на рис. 1 у каждой вершины должна быть обозначена хотя бы одна стрелка (кроме вершины А, поскольку это исходная вершина с потенциалом РА=0).
Таблица 1 Матрица кратчайших расстояний между пунктами транспортной сети
| 
   А  | 
  
   Б  | 
  
   В  | 
  
   Г  | 
  
   Д  | 
  
   Е  | 
  
   Ж  | 
  
   З  | 
  
   И  | 
  
   К  | 
  
   Л  | 
  
   М  | 
  
   Н  | 
 |
| 
   А  | 
  
   9  | 
  
   6  | 
  
   12  | 
  
   14  | 
  
   16  | 
  
   18  | 
  
   21  | 
  
   25  | 
  
   26  | 
  
   19  | 
  
   7  | 
  
   15  | 
 |
| 
   Б  | 
  
   9  | 
  
   3  | 
  
   9  | 
  
   11  | 
  
   13  | 
  
   15  | 
  
   18  | 
  
   22  | 
  
   22  | 
  
   18  | 
  
   10  | 
  
   18  | 
 |
| 
   В  | 
  
   6  | 
  
   3  | 
  
   6  | 
  
   8  | 
  
   10  | 
  
   15  | 
  
   15  | 
  
   19  | 
  
   19  | 
  
   15  | 
  
   13  | 
  
   21  | 
 |
| 
   Г  | 
  
   12  | 
  
   9  | 
  
   6  | 
  
   3  | 
  
   8  | 
  
   6  | 
  
   9  | 
  
   13  | 
  
   13  | 
  
   9  | 
  
   19  | 
  
   15  | 
 |
| 
   Д  | 
  
   14  | 
  
   11  | 
  
   8  | 
  
   3  | 
  
   5  | 
  
   9  | 
  
   12  | 
  
   16  | 
  
   16  | 
  
   12  | 
  
   21  | 
  
   18  | 
 |
| 
   Е  | 
  
   16  | 
  
   13  | 
  
   10  | 
  
   8  | 
  
   5  | 
  
   5  | 
  
   8  | 
  
   12  | 
  
   12  | 
  
   17  | 
  
   23  | 
  
   23  | 
 |
| 
   Ж  | 
  
   18  | 
  
   15  | 
  
   15  | 
  
   6  | 
  
   9  | 
  
   5  | 
  
   3  | 
  
   7  | 
  
   7  | 
  
   14  | 
  
   25  | 
  
   20  | 
 |
| 
   З  | 
  
   21  | 
  
   18  | 
  
   15  | 
  
   9  | 
  
   12  | 
  
   8  | 
  
   3  | 
  
   10  | 
  
   4  | 
  
   11  | 
  
   23  | 
  
   17  | 
 |
| 
   И  | 
  
   25  | 
  
   22  | 
  
   19  | 
  
   13  | 
  
   16  | 
  
   12  | 
  
   7  | 
  
   10  | 
  
   8  | 
  
   15  | 
  
   27  | 
  
   21  | 
 |
| 
   К  | 
  
   26  | 
  
   22  | 
  
   19  | 
  
   13  | 
  
   16  | 
  
   12  | 
  
   7  | 
  
   4  | 
  
   8  | 
  
   7  | 
  
   19  | 
  
   13  | 
 |
| 
   Л  | 
  
   19  | 
  
   18  | 
  
   15  | 
  
   9  | 
  
   12  | 
  
   17  | 
  
   14  | 
  
   11  | 
  
   15  | 
  
   7  | 
  
   12  | 
  
   6  | 
 |
| 
   М  | 
  
   7  | 
  
   10  | 
  
   13  | 
  
   19  | 
  
   21  | 
  
   23  | 
  
   25  | 
  
   23  | 
  
   27  | 
  
   19  | 
  
   12  | 
  
   8  | 
 |
| 
   Н  | 
  
   15  | 
  
   18  | 
  
   21  | 
  
   15  | 
  
   18  | 
  
   23  | 
  
   20  | 
  
   17  | 
  
   21  | 
  
   13  | 
  
   6  | 
  
   8  | 
  
Далее потенциал следующей вершины (например, Б) принимается за 0 и все расчеты повторяются аналогично.
Следует обратить внимание на то, что на данной транспортной сети нет никаких ограничений по организации дорожного движения, то есть расстояние, скажем, между пунктами А и И равно расстоянию между пунктами И и А (ℓАИ=ℓИА). Таким образом, матрица кратчайших расстояний (см. табл. 1.1) будет симметрична относительно диагонали, и можно заполнять только одну ее часть.
![]()  | 
 
Рисунок 1 – Кратчайшие пути проезда от вершины А
Вывод: в результате выполненной работы мы определили кратчайшие расстояния между пунктами транспортной сети.