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$A$ の場所から $B$ の場所まで歩きたいとしますが、その間にいくつかの川があります。$A$ の場所から $B$ の場所まで歩くには、川ごとに橋を架ける必要があります。

数種類の板をご用意しております。厚板の種類が異なればコストと長さも異なりますが、同じ種類の厚板は同じコストと長さです。厚板を使って橋を架けることができます。ただし、利用できる板の数は限られています。私たちの目的は、厚板の総コストを最小限に抑えながら、各川に橋を架けることです。

問題をよりよく説明するために、問題を説明する図を描きます。

ここに画像の説明を入力

必要な橋の長さがそれぞれ $d_1$、$d_2$、$d_3$ の 3 つの川があります。

$4$ 種類の厚板があります。$l_i$ と $c_i$ は、$i$ 番目のタイプの厚板の長さとコストを示します。$\delta_i$ が利用可能な $i$ 番目の種類の厚板の数を表すとします。$n_{ij}$ が橋 $j$ を構築するために使用される厚板の数を表すとします。

次に、問題は次のように定式化できます。

$\sum_{j=1}^3 \sum_{i=1}^4 n_{ij}c_i$ を最小化

st

$\sum_{i=1}^4 n_{ij}l_i \geq d_j$

$\sum_{j=1}^3 n_{ij} \leq \delta_i$

$n_{ij}\geq 0$ & $n_{ij} \in Z$

この問題は整数計画問題であるため、NP-Hard である必要があると思います。これは本当ですか?この問題を解決する方法を知っている人はいますか?最適ではないソリューションでさえ。

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厚板を分割して複数の橋で使用でき、1 つの橋で異なる種類の厚板を使用できる場合、最初に 1 メートルあたりの最も安い厚板を使用して続行するだけなので、NP 完全ではありません。

それ以外の場合は、ビン パッキングの問題でもあるため、おそらく NP 完全です。たとえば、厚板を分割して複数の橋で使用できない場合、次のデータセットがあるとします。

  • 川 1 には 7 メートルの隙間があります
  • 川 2 には 6 メートルの隙間があります

厚板の場合:

  • それぞれ7メートルの厚板10枚。価格: 1 枚あたり 60 ドル。それは 1 メートルあたり 8.57 ドルです。
  • それぞれ6メートルの厚板10枚。価格: 1 枚あたり 40 ドル。1 メートルあたり 6.66 ドルです。

最も安いオプションは、合計 120 ドルで最も安い種類の厚板を 3 つ購入するのではなく、それぞれ 1 枚ずつ合計 100 ドルで購入することです。

解決策については、メタヒューリスティック (Tabu Search、Simulated Annealing、Late Acceptance) やOptaPlanner (java、オープン ソース) などのソフトウェアを調べてください。

于 2013-09-10T16:42:35.213 に答える