Устройство для решения транспортных задач

(51)4 С 06 Р ЗОБ РЕТЕНИЯ ВУ ъь 4";,чкул СССР968,.СР1984.РАНСПО о- ел.С Ф вычисл исполь- тельных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕП(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯТНЫХ ЗАДАЧ(57) Изобретение относится ктельной технике и может бытьзовано для решения распредел задач и, кроме того, транспортных задач линейного программирования, Цельизобретения - расширение класса решаемых задач за счет распределения ресурсов по работам. Устройство содержит матричную модель 1 транспортнойсети, блок 3 ьыбора максимума и блок2 управления, Новым в устройстве является конструктивное выполнение матричной модели транспортной сети иконструктивное выполнение блока управления, Устройство позволяет за кнечное число шагов решать как распрделительные, так и транспортные задачи линейного программирования. 3 и1 13057Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для решения распределительныхзадач (например, транспортно- распределительных), к которым сводится широкий класс экономических и инженерных задач, а также задачи линейногопрограммирования.ъЦелью изобретения является расширение класса решаемых задач за счет 10распределения ресурсов по работам,На фиг.1 приведена функциональнаясхема устройства для решения транспо.ртных задач; на фиг.2 - функциональная схема матричной модели транспорт.ной сети; на фиг.З - функциональнаясхема блока управления,Устройство для решения транспортных задач содержит матричную модель1 транспортной сети, блок 2 управления и блок 3 выбора максимума.Матричная модель 1 транспортнойсети содержит матрицу ш п ячеек 4,где ш - число строк, а и - числостолбцов матрицы, источник 5 опорного напряжения, переключатель 6, группу элементов ИЛИ 7, группу регистров8, первую 9, вторую 10 и третью 11группы входных полюсов, первую 12,вторую 13 и третью 14 группы выходных полюсов, Каждая ячейка 4 матрицы матричной модели 1 транспортнойсети содержит первый задатчик 15коэффициентов транспортных затрат,. второй задатчик 16 коэффициентов транапортных затрат, операционный усилитель 17, второй ключ 18, первый ключ19, аналого-цифровой преобразователь20 и элемент И 21.Блок 2 управления содержит эле.мент 22 индикации, источник 23 опор" ного напряжения, первый переключатель 24, генератор 25 одиночных импульсов, первую группу входных полюсов 26, первую 27 и вторую 28 группы выходных полюсов, вторую группу 29 входных полюсов, третью группу входных полюсов 30, первую. группу элементов НЕ 31, вторую группу элементов НЕ 32, первую группу элементовИЛИ 33, вторую группу элементов ИЛИ 34, первую группу счетчиков 35, вто" рую группу счетчиков 36, третью группу счетчиков 37 и четвертую группу счетчиков 38, группу операционных усилителей 39, шифратор 40, первый ,элемент И 41, второй элемент И 42, элемент ИЛИ 43, узел 44 регистрации,05ключ 45, второй переключатель 46,матрицу 47 элементов И.Кроме того, фиг.1 обозначена группа входов 48 блока 3 выбора максимума и 1 руппа выходов 49 блока 3 выбора максимума, Задатчики 15 и 16 ко"эффициентов транспортных затрат могутбыть выполнены на потенциометрах.Матричная модель 1 транспортной сети)предназначена для задания напряженийП ИБО (1=1,2 уе,шу ) - 1 у 2 уее1 п)7где ш - число строк, а п - числостолбцов в матрице матричной моделитранспортной сети) определяемых позначениям коэффициента. транспортныхзатрат с, и коэффициента использования единицы ресурса с 1, (соответственно коэффициент недоиспользованиягрузоподъемности и грузоподъемностьтранспортного средства -го вида по1-му виду груза в транспортно-распределительной задаче).Блок 2 управления предназначен дляуправления работой устройства в ходерешения задачи, индикации результатов и сигнализации об окончании решения,Блок 3 выбора максимума предназначен для определения ячейки .; матрицы модели 1, в которой отношение напУряяений П /П на полюсах 11, и10,", пропорциональное отношениюЙ /с =в математической постачнонке распределительной задачи, максимально.В основу принципа работы устройства положено определение плана распределения ресурсов путем максималь" но возможного назначения на коммуникацию с максимальным отношением коэффициента использования единицы ресурса и коэффициенту транспортных затрат, т.е, Й;1 /с 1Перед началом решения распределительной задачи (после включения вы- ключателя б модели 1) с помощью задатчиков 15 С; и 16 " задаются напрягжения П,; и П; , йропорциональные величинам с" (коэффициенту транспортных затрат) и Й, (коэффициенту использования единицы ресурса), так как они поступают от датчиков исходной информации, а также включением второго переключателя 46 блока 2 переводятся в нулевое состояние счетчики 35 , а счетчики 37; и 38; - в состояние (11 - а) и (И - Ь) соот 1 3ветственно, где а,равны запасам -го3 13057 ресурса (например, -го вида транспортных средств в транспортно-распределительной задаче),Ъ - потребностям 1-го вида (например, 1-го вида грузов в транспортно-распредели тельной задаче), И - емкость счетчика (1. = 1, 2, ,ш;,1 = 1, 2п).Устройство работает следующим образом.Включается выключатель 24 блока 2 10 управления. При этом с выхода генера.тора 25 одиночных импульсов на один из входов матрицы 47 элементов И поступают импульсы. В каждой ячейке 4; матрицы модели 1 операционный усили тель .17 производит деление П; /Б,са с Ч = о " /с напряжений П. и Б", сняй тых с помощью задатчиков 16 и 15,; соответственно. С выхода операционйого усилителя 17аналоговый сигнал, 20 пропорциональныи Й /с; через замкнутую исполнительную цепь электронного ключа 19" поступает на выход 11ной полюс 14; модели 1 и далее на вход 48 блока 3. На выходе 49," 2511блока 3, соответствующем ячейке 4; матрицы модели 1 с максимальным отсношением ц /П; =с 1 /с;1, появится сигнал,Для определенности в дальнейшем считаем, что таковыми являются 30 выход 49 блока 3 и соответственно ячейка 4 ц матрицы матричной модели 1, С выхода 49 н блока 3 через входной полюс 29 блока 2 сигнал поступает на пеРвый вход элемента И 47 н матРицы, Элемент И 47 ц открывается и счетчик 35 начинает суммировать имяпульсы, поступающие от генератора 25 одиночных импульсов блока 2, реализуя таким образом запоминание назначения 40 хна коммуникацию из Й в Ь . По цепи выдачи счетчика 35 его содержимое через шифратор 40 поступает на узел регистрации 44, визуально отображающий в соответствующий позиции экрана величину назначения на коммуникацию из а, в Ь Кроме того, с выхода элемента И 47 импульсы поступают через элемент ИЛИ 33, на счетный вход счетчика 36 а через элемент ИЛИ 34, - и на счетный вход счетчика 37 Суммирование импульсов в счетчике 371 с его содержимым соответствует уменьшению запасов а первого вида на величину назначения 55 х " на коммуникацию из а, в Ь .11С выхода 49 и блока 3 через входной полюс 9 н блока 1 сигнал посту 05 4пает и на управляющий вход клцча 18 через исполнительную цепь которого напряжение Б с задатчика 16 подступает на вход аналого-цифрового преобразователя 20 ц, осуществляющий поразрядный алгоритм преобразования. По завершении преобразования аналогового сигнала в цифровой код, что заключается в обнулении регистра сдвига в преобразователе 20 , с его инвертирующего выхода доступит сигнал на вход элемента ИЛИ 7 . С выхода преобразователя 20 параллельный цифровой код поступает на соответствующий вход регистра 8, (на другие его входы могут поступать сигналы от Ц ячеек первого столбца матрицы матричс ной модели 1, где отношение Б /П, Ълемента ИЛИ 7, сигнал поступает на вход управления считыванием регистра 8, содержимое которого через выходной полюс 13, матричной модели 1 и входной полюс 26, блока 2 поступает на второй вход операционного усилителя 39, блока 2. Одновременно с выхода элемента ИЛИ 7 матричной модели 1 сигнал через выходной полюс 12, матричной модели 1 и входной полюс 30 блока 2 поступает на вход управления считыванием счетчика 36второй группы счетчиков блока 2, содержимое которого при этом поступает на первый вход операционного усилителя 39, . Операционный усилитель 39,производит перемножение величин Йи хи , определяя таким образом величину потребления ресурса на коммуникации из а, в Ь,С выхода операционного усилителя 391 произведение йнх поступает на счетный вход счетнчика 38третьей группы счетчиков блока 2. В дальнейшем устройство работает аналогично. При заполнении счетчика 38 третьей группы счетчиков блока 2, что соответствует удовлетворению потребностей 1-го вида, 1сигнал о переполнении с выхода счетчика поступает на вход элемента НЕ 32 и на 1-й вход элемента И 41, При этом исчезает сигнал на входах элементов И 21 ячейки 4; 1-го столбца матрицы матричной модели 1 транспортной сети и 1-й столбец оказывается отключенным от источника опорного напряжения. Аналогично при заполнении счетчика 37 первой группы счетчиков блока 2, что соответствует13057полному исчерпанию запасов -го видаресурсов, оказывается отктпоченной отисточника опорного напряжения -ястрока матрицы ячеек .4; модели 1.При заполнении всех счетчиков 38 третьей группы или всех счетчиков 37первой группы сигнал с выхода элемента И 41 или И 42 соответственно.через элемент ИЛИ 43 поступает на управляющий вход ключа 45 блока 2, ключ 1045 подключает элемент 22 индикациик источнику 23 опорного напряжения.Загорание элемента индикации свидетельствует об окончании решения, Оп"тимальный план распределения ресур"Сов в цифровом виде высвечивается наэкране узла регистрации,Устройство допускает решение транспортной задачи линейного программирования, реализуя тем самым возможности известного устройства. Для этого перед началом решения (после включения выключателя 6 матричной модели 1) с помощью задатчиков 15; эа 25даются напряжения П; , пропорциональНые с, - коэффициентам транспортныхзатрат, а на задатчиках 16," устанавливается напряжение О, = 1 (в милаливольтах или микровольтах в зависимости от избранной единицы измерениянапряжения). Нажатием выключателякнопочного блока 2 счетчики 37 и138 блока 2 устанавливаются в состояние (Н-а; ) и (И-Ь ) соответственно,гдв а; - запасы в д-м пункте отправления, а Ь - потребности в 1-м пункте назначения, И - емкость счетчика.Устройство при этом работает аналогично, а план перевозок оказываетсяпри этом высвеченным на устройстве фотображения в цифровом виде.оДля возврата схемы в исходное состояние размыкают первый переключатель24 блока 2 и переключатель 6 блока 1,отсоединяя элементы схемы от источников опорного напряжения. Формула изобретения50. Устройство для решения транспортных задач, содержащее матричную модель транспортной сети, блок выбора максимума и блок управления, матричная модель транспортной сети содер"55 жит матрицу ши ячеек, каждая ячейка которой содержит первый задатчик коэффициентов транспортных затрат,05 бпервый ключ и элемент И, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, блок управления содержит генератор одиночных импульсов, матрицу ш п элементов И, первую группу из ш и счетчиков, первую группу элементов НЕ, две группы элементов ИЛИ, вторую и третью. группы счетчиков, первый и второй элементы И, элемент ИЛИ, ключ, элемент индикации, источник опорного напряжения, первый и второй переключатели, причем первые входы элементов И матрицы блока управления объединены и подключены к выходу генератора одиночных импульсов, вход запуска которого подключен через первый переключатель блока управления к выходу источника опорного напряжения блока управления, выход каждого из элементов И матрицы блока управления подключен к счетному входу одноименного счетчика первой . группы, входы начальной установки всех счетчиков первой и третьей групп блокае управления объединены и через второй переключатель подключены к выходу источника опорного напряжения блока управления, выход источника опорного напряжения блока. управления подключен к информационному входу ключа блока управления, выход которого подключен к входу элемента индикации блока управления, выходы первого и второго элементов И блока управления подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу ключа блока управления, выход каждого 1-го элемента ИЛИ первой группы блока управления подключен к счетному входу 1-го счетчика второй группы блока управления, выход каж-, дого элемента ИЛИ второй группы бло,ка управления подключен к счетному входу -го счетчика третьей группы блока управления, выход которого подключен к входу х-го элемента НЕ первой группы блока управления, выход каждого 1"го элемента И каждой х-й строки матрицы блока управления подключен к -му входу -го элемента ИЛИ второй группы блока управления, выход каждого х-го элемента И каждого 1-го столбца матрицы блока управления подключен к -му входу -го элемента ИЛИ первой группы блока управления, первые входы элементов И всех ячеек каждой 1-й строки матрицы матричной7 13057 модели транспортной сети объединены и подключены к выходу -го элемента НЕ первой группы блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения класса решаемых за дач за счет распределения ресурсов по работам, матричная модель транспортной сети содержит источник опорного напряжения, переключатель, группу из и элементов ИЛИ, группу из ш регист ров, в блок управления введены узел регистрации, вторая группа элементов НЕ, четвертая группа счетчиков, группа операционных усилителей, каждая ячейка матрицы матричной модели тран спортной сети содержит второй задатчик коэффициентов транспортных затрат, операционный усилитель, второй ключ, аналого-цифровой преобразователь, причем входы задатчиков козф фициентов транспортных затрат объединены и через переключатель матричной модели транспортной сети подключены к выходу источника опорного нап= ряжения матричной модели транспортной 25 сети, выходы первого и второго задатчиков коэффициентов транспортных затрат каждой ячейки матрицы матричной модели транспортной сети подключены соответственно к первому и второму 30 информационным входам операционного усилителя той же ячейки матрицы матричной модели транспортной сети, выход второго задатчика коэффициентов транспортных затрат каждой ячейки матрицы подключен к информационному входу второго ключа той же ячейки матрицы матричной модели транспортной сети, выход которого подключен к входу аналого-циФрового преобразова теля той же ячейки матрицы, прямой выход аналого-цифрового преобразователя каждой 1-й ячейки (х=1,2ш) каждого 1-го столбца Ц=1, 2, .п) матрицы матричной модели транспорт ной сети подключен к -му информационному входу 1-го регистра группы матричной модели транспортной сети, инверсный выход аналого-цифрового преобразователя каждой -й ячейки каждого 1-го 50 столбца матрицы матричной модели транспортной сети подключен к -му входу 1-го элемента ИЛИ группы матричной модели транспортной сети, выход которого подключен к входу управ05 8ления считыванием одноименного регистра группы матричной модели транспортной сети и к входу управлениясчитыванием одноименного счетчикавторой группы блока управления, вы-ход операционного усилителя каждойячейки матрицы матричной модели транспортной сети подключен к информационному входу первого ключа той жеячейки матрицы матричной модели транспортной сети, вторые входы элементовИ всех ячеек каждого 1-го столбцаматрицы матричной модели транспортной сети объединены и подключены квыходу 1-го элемента НЕ второй группы блока управления, управляющий вход,второго ключа каждой ячейки матрицыматричной модели транспортной сетиподключен к соответствующему выходублока выбора максимума, выход первого ключа каждой ячейки матрицыматричной модели транспортной сетиподключен к соответствующему входублока выбора максимума, каждый выход блока выбора максимума подключенк второму входу соответствующего элемента И матрицы блока управления,входы начальной установки всех счетчиков четвертой группы блока управленияобъединены и через второй переключатель подключены к выходу источникаопорного напряжения блока управления,выход каждого счетчика первой группыподключен к соответствующему входушифратора, выход которого подключенк входу узла регистрации, выход каждого 1-го счетчика второй группы блока управления подключен к первому информационному входу 1-го операционно-,го усилителя группы блока управления,второй информационный вход которогоподключен к выходу 1-го регистра группы матричной модели транспортной сети, выход 1-го операционного усилителя группы блока управления подключенк счетному входу 1-го счетчика четвертой группы блока управления, выход которого подключен к входу 1-гоэлемента НЕ второй группы блока управления и к 1-му входу первого элемента И блока управления, выход каждого .-го счетчика третьей группыблока управления годключен к д-мувходу второго элемента И блока управления,оставитель Т.Сапунов ехред В,Кадар Корректор И Иуска Редактор С.Пекар Подписно аказ 1454 4 венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,зв Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобр 3035, Москва, )Кного комитета СССтений и открытийРаушская наб., д