问答题 {{B}}指派问题{{/B}} 有四批货物等待运走,这四批货物记做A、B、C、D,需要4辆货运汽车来运输,这四辆货运汽车记做甲、乙、丙、丁。这4辆货运汽车运输这些货物需要的时间如表26,问怎样指派任务,使所需总时间最少?
【正确答案】
【答案解析】解:这是一个典型的指派问题,指派问题是0-1规划的特例,也是一个特殊的运输问题。指派问题的一般描述为:有n项任务指派给n个工作单位去完成,每人只能完成其中某项任务,指派i单位去完成j任务的工作效率是cij,求怎样分配任务效率最高。
可以根据以上描述列出指派问题的数学公式为:


指派问题的解的步骤为:
第一步:使指派问题的系数矩阵经过变换,在各行各列中都出现0元素。
(1)从系数矩阵的每行元素减去该行的最小元素;
(2)再从所得系数矩阵的每列元素中减去该列的最小元素。若某行(列)已经有0元素,就不必再减了。如上例为

第二步:进行试指派,以寻求最优解。因此,按以下步骤进行。
系数矩阵中每行每列都已经有了0元素;但需要找出n个独立的0元素。若能找出,就以这些独立的0元素对应解矩阵(xij)中的元素1,其余为0,这就得到最优解。当n较小时,可用观测法、试探法去找出n个独立的0元素。若n较大时,就必须按一定的步骤去找,常用的步骤为:
(1)从只有一个0元素的行或列开始,给这个0元素加圈,记作○。这表示对这行所代表的人,只有一种任务可指派。然后划去○所在列(行)的其他0元素,记作φ。这表示这列所代表的任务已经指派完成,不必再考虑别人了。
(2)给只有一个0元素列(行)的0元素加圈,记作○;然后划去○所在行的0元素,记作φ。
(3)反复进行(1),(2)步,直到所有0元素都被圈出或划掉为止。
(4)若仍有没有划圈的0元素,且同行(列)的0元素至少有两个(表示对这人可以从二项任务中指派其一)。这可用不同的方法去试探。从剩有0元素最少的行(列)开始,比较这行各0元素所在列中0元素的数目,选择0元素少的那列的这个0元素加圈(表示选择性多的要“礼让”选择性少的)。然后划掉同行同列的其他0元素。可反复进行,直到所有 0元素都划出或划掉为止。
现用上例中的矩阵,按上述步骤进行运算,按步骤(1),先给b22加圈,然后给b31加圈,划掉b11,b41按步骤(2),给b43加圈,划掉b44,最后给b14加圈,得到

○元素数目m等于矩阵的阶数n,得到最优解为: