高速公路的区段通行能力分析。高速公路的S点到T点之间的网络结构如图5- 38所示。车流从S点分流后在T点汇流。分流后的车辆可以由As到A2或者As到A之间的单向立交匝道变更主干道。各个路段的最大通行能力分别标在了图上。现在请求出高速公路S到T之间的最大通行能力。公路运能饱和时,各路段状态如何(流量是多少,是有剩余、完全空闲,还是饱和)?由S到A1为15,S到A2为5,A1到A3为13,A3到A2为6,A2到A4为12,A4到A1为4,A3到T为7,A4到T为10.
时间: 2024-02-05 18:13:56 浏览: 83
根据网络结构,可以使用最小割算法来求解高速公路S到T之间的最大通行能力。具体步骤如下:
1. 构建图的邻接矩阵。根据给定的路段通行能力,可以得到以下邻接矩阵:
```
S A1 A2 A3 A4 T
S 0 15 5 0 0 0
A1 15 0 0 13 4 0
A2 5 0 0 6 12 0
A3 0 13 6 0 0 7
A4 0 4 12 0 0 10
T 0 0 0 7 10 0
```
2. 使用Ford-Fulkerson算法求解最小割。从源点S开始,可以找到一条增广路径S-A1-A3-T,其容量为min(15, 13, 7) = 7。将这个容量加入到最小割中,同时将这个容量从对应的边上减去。得到更新后的邻接矩阵:
```
S A1 A2 A3 A4 T
S 0 8 5 0 0 0
A1 8 0 0 6 4 0
A2 5 0 0 6 7 0
A3 0 6 6 0 0 1
A4 0 4 7 0 0 10
T 0 0 0 1 10 0
```
继续找到增广路径S-A2-A4-T,其容量为min(5, 7, 10) = 5。将这个容量加入到最小割中,同时将这个容量从对应的边上减去。得到更新后的邻接矩阵:
```
S A1 A2 A3 A4 T
S 0 3 0 0 2 0
A1 3 0 0 3 1 0
A2 0 0 0 6 2 0
A3 0 3 3 0 0 1
A4 2 1 2 0 0 7
T 0 0 0 1 7 0
```
继续找到增广路径S-A1-A4-T,其容量为min(3, 1, 7) = 1。将这个容量加入到最小割中,同时将这个容量从对应的边上减去。得到更新后的邻接矩阵:
```
S A1 A2 A3 A4 T
S 0 2 0 0 1 0
A1 2 0 0 2 0 0
A2 0 0 0 6 1 0
A3 0 2 2 0 0 0
A4 1 0 1 0 0 6
T 0 0 0 0 6 0
```
此时无法找到增广路径了,停止算法。最小割的容量为6,即高速公路S到T之间的最大通行能力为6。
3. 分析各路段状态。根据最小割的定义,将图中的节点分成两个集合S和T,使得S到T的最小割的容量最大。在本题中,最小割的容量为6,将图中节点分成两个集合后,从S集合到T集合的边的通行能力之和为6。因此,S到A1、A1到A3、A3到T、A4到T这四条边将达到饱和状态,其它边将有剩余空间。具体来说,S到A1、A1到A3、A3到T、A4到T这四条边的流量都为其容量,分别为15、13、7、6;其它边的流量都为其容量减去对应边上的割值,分别为2、6、0、1、4、5。
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