移動サービス施設の 最適経路問題 ~石焼きいも屋問題~ 3-G 023149 服部廉範 1、最適経路問題の解法 石焼きいも屋の「最適」とは、「利益を最 大にする」こと。 →石焼きいも屋の需要(人々が石焼きいも をどのくらい食べたいかという量)、供給 (いもの仕入れ、燃料石焼きいもの釜な ど)、サービス経路の距離の制約(1日の 走行距離には限界がある)の関係。 2、需要関数 この需要の要因 1、石焼きいもの価格(単位価格p) 2、石焼きいも屋までの距離 x-y平面の領域S、地点(x、y)から石焼き いも屋の通る最寄りの経路までの最短 距離をd*(x、y) 需要量q=Fq(d*(x,y))→図を参照 3、需要量 この領域の消費者数f(x,y)⊿x⊿yだから 需要量はFq(d*(x,y))f(x,y)dxdyとなり、 全領域Sでの石焼きいもの総需要量Q は Fq (d * ( x, y )) f ( x, y )dxdy Q= s 4、利益関数 石焼きいもを作るのには、いもの仕入れ、 燃料、釜などが必要。 ⇒これらのコストをFc(Q)と表わす。 (図を参照) 利益π=pQ-Fc(Q)と表わせる。 5、サービス経路の距離の制約 石焼きいも屋の走行距離は遅いから、 1日の走行距離には限度がある。 サービス経路を線分のつながりで表 わすと、これらの線分の端点を(x1、 y1)・・・(xn,yn)とすると(図を参照) n 1 i 1 ( xi xi 1) 2 ( yi yi 1) 2 K 6、移動サービス施設 最適経路問題の数学的問題 利益π=pQ-Fc (Q) ↑(代入) Fq (d * ( x, y )) f ( x, y )dxdy 需要量Q= s ⇔図を参照 7、サービス経路までの 平均距離の最小化 minT xi, yi i 1...n f ( x, y)d * ( x, y)dxdy s Tは、地域 Sにいる全消費者の最寄 りのサービス経路まで の総距離 n 1 制約条件 i 1 ( xi xi 1) 2 ( yi yi 1) 2 K 8、この問題の具体例 実際の適用例である武田(1985)の結 果を図に参照する。 ・ 図a、cについては出発点と終着点が決 められている。 ・ 図b、dについては出発点と終着点が別 に決められている。
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