小明一家五口人喜欢探险,一天黑夜,他们被困在一座悬崖之上,好在他们发现了一座独木桥,但是他们唯一能照明的手电只能亮二十九秒了。小明过桥需要 3 秒钟,小明的爸爸只要1 秒钟,妈妈需要 6 秒钟,爷爷需要 8 秒钟,而奶奶则需要 12 秒钟,他们必须在这二十九秒内全部过河,但独木桥最多一次能承重 2 个人,同时必须保证在独木桥上的人有手电照明,应该如何安排过桥顺序呢? 用matlab中网络优化方法求解。
时间: 2023-06-14 13:02:39 浏览: 129
这是一个经典的搜索问题,可以使用深度优先搜索或广度优先搜索来解决。但是,由于问题的规模较小,我们可以使用网络优化方法来求解。
我们可以将这个问题建模为一个整数线性规划问题。设 $x_{i,j}$ 表示第 $i$ 个人和第 $j$ 个人同时在桥上的时间长度,$y_i$ 表示第 $i$ 个人过桥的时间长度,$t$ 表示手电亮的时间长度。则问题的目标是最小化所有人过桥的时间之和。即:
$$\min \sum_{i=1}^5 y_i$$
同时,我们需要满足以下约束条件:
1. 所有人必须在手电亮的时间内过桥:
$$\sum_{i=1}^5 y_i \leq t$$
2. 桥上最多只能有两个人:
$$\sum_{i=1}^5 \sum_{j=1}^5 x_{i,j} \leq 1$$
3. 每个人只能过桥一次:
$$\sum_{j=1}^5 x_{i,j} + \sum_{j=1}^5 x_{j,i} = 1, \quad \forall i \in \{1,2,3,4,5\}$$
4. 当第 $i$ 个人和第 $j$ 个人同时在桥上时,必须保证其中一个人拿着手电:
$$x_{i,j} = y_i + y_j - t, \quad \forall i,j \in \{1,2,3,4,5\}$$
5. 当只有第 $i$ 个人在桥上时,必须保证他拿着手电:
$$y_i \leq x_{i,j} + x_{i,k} + 1, \quad \forall j,k \in \{1,2,3,4,5\}, j \neq i, k \neq i$$
求解上述整数线性规划问题,即可得到最优的过桥顺序。
下面是使用 MATLAB 中的优化工具箱求解上述整数线性规划问题的代码: