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Teoria sobre redes y sus metodos

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  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 1

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 1

    INVESTIGACIN

    OPERATIVA II

    MG. ROSMERI MAYTA H2015

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 2

    REDESHoy en da podemos ver muchas cosas que nospueden parecer de lo mas cotidianas, como:

    Carreteras Lneas telefnicas Lneas de televisin por cable El transporte colectivo metro Circuitos elctricos de nuestras casas,automviles, y tantas cosas mas; lo que nopensamos frecuentemente es que estos formanparte de algo que en matemticas se denominacomo grafos o redes

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    APLICACIONES

    Se utiliza para modelar diversassituaciones tales como:

    Sistemas de aeropuertos

    Flujo de trfico

    y responder a preguntas como: Qutiempo es ms corto?, Cmo es msbarato?, o Qu camino es ms corto?. .

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    RED DEL CAMINO MAS CORTO

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    APLICACIONES DE REDES

    Realizar planificacin de actividades

    Minimizar tiempo de ejecucin. Qutarea debo hacer primero?

    Para representar circuitos elctricos, deaguas etc... , y preguntar, estn todas lascomponentes conectadas

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    RED ELECTRICO

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    DISEO DE UNA RED DE LNEAS DE TRANSMISIN DE

    ENERGA ELCTRICA DE ALTO VOLTAJE.

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    DISEO DE REDES DE TRANSPORTE

    PARA MINIMIZAR EL COSTO TOTAL

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    RED DE DISTRIBUCINLa empresa ABC S.A. Utiliza la red de

    distribucin para hacer llegar sus deproductos a los diversos departamentos,mediante el uso de transportes, de unaflota de vehculos y transportes de cargapara hacerlos llegar desde las plantasindustriales hacia las oficinas de ventas,pasando antes por los almacenes ydistribuidoras.

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    DISEO DE UNA RED DE DISTRIBUCIN

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    DISEO DE UNA RED DE TUBERAS DE GAS NATURAL, CON EL OBJETIVO DE MINIMIZAR EL COSTO DE CONSTRUCCIN

    En la siguiente figura se da el millaje de loseslabones factibles que conectan 9 pozos de gasnatural mar adentro con un punto de entrega cercade la orilla. Debido a que la ubicacin del pozo 1 esla ms cercana a la playa, est equipado consuficiente capacidad de bombeo y almacenamientopara bombear la produccin de los 8 pozosrestantes al punto de entrega. Determine la redmnima de ductos que vinculen los pozos con elpunto de entrega.

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    DETERMINE LA RED MNIMA DE DUCTOS QUE VINCULEN LOS POZOS CON EL PUNTO DE ENTREGA.

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    Investigacion Operativa II 3

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    Otras aplicaciones

    Diseo de redes de telecomunicacin (redes defibra ptica, de computadores, telefnicas, detelevisin por cable, etc.)

    Determinacin de la ruta ms corta que unedos ciudades en una red de caminos existentes.

    Diseo de una red de cableado en equipo elctrico (como sistemas de computo) para minimizar la longitud total del cable.

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    DEFINICIN._Una red consiste en un conjunto de puntos y un conjunto de lneas que unen ciertos pares de puntos. Los puntos se llaman nodos ( o vrtices ).

    La red se puede representar:a) Matemticamente.Si existe un: X = {Xi /i = 1,2,3,,n}A = {(Xi,Xj/ Xi ,Xj X}G = {X,A} Esto es una grfica o red

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    b) Grficamente.

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    c) Matricialmente.

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    DEFINICIONES Arcos dirigidos: Se dice que un arco es dirigido cuando

    el arco tiene flujo en una direccin (como en una callede un sentido). La direccin se indica agregando unacabeza de flecha al final de la lnea que representa elarco.

    Al etiquetar un arco dirigido con el nombre de los nodosque une, siempre se coloca primero al nodo de dondeviene y despus el nodo a donde va, esto es, un arcodirigido del nodo A al nodo B debe etiquetarse como ABy no como BA. Otra Manera es AB.

    Representacin de un Arco Dirigido

    A B

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    Arcos no dirigidos: Si el flujo a travs de un arco se permite en ambas direcciones (como una tubera que se puede usar para bombear fluido en ambas direcciones), se dice que es un arco no dirigido

    . Representacin de un Arco No Dirigido

    A B

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    Trayectoria dirigida: Una trayectoria dirigidadel nodo i al nodo j, es una sucesin de arcoscuya direccin (si la tienen) es hacia el nodo j,de manera que el flujo del nodo i al nodo j, atravs de esta trayectoria es factible.

    Trayectoria no dirigida: Una trayectoria nodirigida del nodo i al nodo j es una sucesin dearcos cuya direccin (si la tienen) pueden serhacia o desde el nodo j. Con frecuencia algunatrayectoria no dirigida tendr algunos arcosdirigidos hacia el nodo j y otros desde l (esdecir, hacia el nodo i).

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    Los elementos que participan en una red ensus tres formas anteriores son ;

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    Ejemplo:

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    ( X1, X2 ) es adyacente a ( X2, X4 )( X1, X3 ) es adyacente a ( X3, X4 )

    ARCOS ADYACENTESDos arcos son adyacentes si tienen un vrtice en comn.

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    VRTICES ADYACENTESDos vrtices son adyacentes si son diferentes y existe al menos un arco que los une.

    X1 es adyacente a X4X2 es adyacente a X3X4 no es adyacente a X5

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    ARCO INCIDENTE A L INTERIOR DE UN VRTICE.

    Es aquel arco cuyo extremo terminal es ese vrtice.Nodo X3 ( Fig. anterior)( X2, X3) es un arco incidente( X3, X4) no es un arco incidente

    ARCO INCIDENTE AL EXTERIOR DE UN VRTICE

    Es aquel cuyo extremo inicial es el vrtice mismo.

    Nodo X3 : ( X3, X4) es A. I. exteriormente.

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    Investigacion Operativa II 5

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    SUBGRFICA O SUBREDUna subgrfica de G ={X,A} es un subconjunto

    de ptos. de la red original, tal que Y c X y por arcos de A, que unen los vrtices de Y.

    Y = {X1, X2, X3, X4}X = {X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7}

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    CAMINO.Es una sucesin de arcos entre dos vrtices tal

    que el extremo final en uno es el extremo inicial del siguiente.

    [ X1 , X3, X6, X7 ]LONGITUD DE UN CAMINO.Es el nmero de arco que contiene la

    secuencia y se representa por l() .l() = 7

    CIRCUITO.Es un camino donde XI = XF , es decir el nodo

    inicial coincide con el final.

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    LAZO O ANILLO.Es un circuito que contiene un solo arco.

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    RED SIMTRICA.La red es simtrica G = { X, A } si para todo ( Xi , X j) existe un ( Xj , X i ).Entonces ( Xi , X j ) tambin es un elemento del conjunto A.

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    RED ANTISIMTRICA.G es antisimtrica para todo ( Xi , Xj ) porque existe ( Xi,Xj , ) A / ( Xj , Xi ) no pertenece a A.

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    GRFICAS NO ORIENTADAS.

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    Investigacion Operativa II 6

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    ARISTA.Se define arista de una grfica G a un conjunto

    de vrtices ( Xi , Xj ) tales que Xi Xj , (Xi , Xj ) A y/o ( Xj , Xi ) A; o sea es elsegmento que une dos vrtices adyacentes.

    CADENA.Es una secuencia de aristas.CICLO.Es una cadena en la que Xi Xj , es decir,

    coincide el vrtice inicial con el final.

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    MODELOS DE REDESLos problemas de optimizacin de redes sepueden representar en trminos generales atravs de uno de estos cuatro modelos:Modelo de la ruta ms corta.Modelo de minimizacin de redes(Problema del rbol de mnima expansin).Modelo del flujo mximo.Modelo del flujo del costo mnimo.

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    MODELO DE LA RUTA MS CORTAEl objetivo es encontrar la ruta ms corta (latrayectoria con la mnima distancia total) delorigen al destino.

    Se dispone de un algoritmo bastante sencillopara este problema. La esencia delprocedimiento es que analiza toda la red a partirdel origen; identifica de manera sucesiva la rutams corta a cada uno de los nodos en ordenascendente de sus distancias (ms cortas),desde el origen; el problema queda resuelto enel momento de llegar al nodo destino

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    ALGORITMO DEL ETIQUETADO(CAMINO MAS CORTO)

    Para determinar el camino mas corto enuna red acclica.

    Procedimiento:1. Se asigna la etiqueta m1 = 0 ( pto.

    inicial).2. Se asigna una etiqueta mj = min. ( mi

    + dij ) donde dij es la distancia entre i,j( i=1,2,,j-1 ).

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    3. Cuando se ha asignado al nodoterminal n, su etiqueta mn. Entoncesmn esLa longitud es la longitud del caminomas corto entre el nodo inicial yterminal.Para hallar el camino mas cortoempezamos en el nodo n yretrocedemos considerando los nodostales que:

    mi + dij = mj ; j = n, n-1, n-2, , 1

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    PROBLEMA (CAMINO MAS CORTO)

    Se tiene la siguiente red que representa la ubicacin de 8 ciudades, los arcos representan distancias. Calcular el camino mas corto para ir de la ciudad 1 a la ciudad 8.

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    Investigacion Operativa II 7

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    1. m1 = 02. m2 = m1 + d12 = 0+4 = 43. m3 = m1 + d13 = 0+7 = 74. m4 = m1 + d14 = 0+5 = 55. m5 = min.{ m2 + d25 , m3 + d35 }

    { 4+6 , 7+9 } = 106. m6=min.{ m3 + d36 , m4 + d46 }

    { 7+3 , 5+8 } = 10

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    7. m7= min.{ m5 + d57 , m3 + d37 , m6 + d67 }

    { 10+4 , 7 +3 , 10+5 } = 10

    8. m8 =min.{ m5 + d58 , m7 + d78 }{ 10+10 , 10+8 } = 18

    Sol. : 1-3-7-8

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    PROBLEMAAcabo de comprar ( tiempo 0 ) un automvilde $ 12 000, el costo de mantenimiento anualdepende de la edad del automvil al inicio delao. Para evitar los altos costos demantenimiento de un automvil mas viejo,puedo dar como adelanto mi automvil ycomprar uno nuevo. El precio que reciba alcash como adelanto depende de esperar almomento de la transaccin (ver tabla 2).Para simplificar los clculos suponemos queen cualquier momento me cuesta $ 12000 comprar un automvil nuevo. Mi meta esminimizar el costo incurrido durante losprximos 5 aos.

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    Formule el problema como camino mas corto y calcular la solucin optima.

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    SOLUCION:Nro. de nodos ( 1,2,3,4,5,6 ) i

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    Investigacion Operativa II 8

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    C16 = 2000 + 4000 + 5000 + 9000 + 12000 + 12000 0 = 44000

    C24 = 12000C25 = 21000C26 = 31000C35 = 21000C46 = 12000C23 = 7000C34 = 7000C45 = 7000

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    C56 =7000La solucin optimaAplicando el algoritmo la solucin optima es

    31,0001-3-4-6Esto quiere decir que el auto se adquiere al inicio

    del ao 1, luego remplazar pasado dos aos(nodo 3),luego pasado 1 ao (nodo 4 )reemplazar que desde estar al servicio hasta elfinal del quinto ao.

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    PROBLEMAUna empresa est desarrollando un plan dereposicin de automviles para un horizontede planeacin de 4 aos que comienza el 1de enero del 2001 y termina el 31 dediciembre del 2004, al iniciar dicho ao setomo la decisin de que si un auto se debemantener en operacin o se debe sustituir.Un automvil debe estar en servicio durante1-3 aos, la tabla sgte. muestra el costo dereposicin en funcin del ao de adquisicindel vehculo y los aos que tienen enfuncionamiento. Determinar la poltica optimade la empresa.

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    Datos del problema

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    Construyendo la red

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    Aplicando el algoritmo

    m1 = 0m2 = min ( m1 + d12 ) = 0 + 4000 = 4000m3 = min ( m2 + d23 , m1 + d13 ) = ( 4000 +

    4300 , 0 + 5400 ) = 5400M4 = min ( m3 + d34 , m2 + d24 ) = ( 5400 +

    4800 , 4000 + 6200 ) = 9800m5 = min ( m4 + d45 , m3 + d35 , m2 + d25 )

    = ( 9800 + 4900 , 5400 + 7100 , 4000 + 8700 ) = 12500

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    Investigacion Operativa II 9

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    1 3 5Esto quiere decir que un automvil debe ser

    adquirido al inicio de ao 2001,luegoremplazar despus de dos aos, al iniciar elao 2003. El auto en reposicin debe estaral servicio hasta el final del 2004.

    El costo total de reposicin es de 12,500

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    FORMULACIN DEL PROBLEMA DE LA RUTA MAS CORTA EN PROGRAMACIN LINEAL

    F.O. : Max. Z = YF - YIS. A : Yj YI CIJs.r.s. Yi , Yj

    La cantidad de restricciones es igual a lacantidad de nodos, el problema del dualtendr tantas variables como cantidad denodos hay en la red.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 51

    Ejemplo.-En la siguiente red formule un P.L para el problema de la ruta mas corta. Teniendo como punto inicial el nodo 1 y el nodo 5 como nodo final

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    SOLUCIN.Max. Z = Y5 - Y1S.a : Y2 - Y1 100

    Y3 - Y1 30Y3 - Y2 20Y4 - Y2 15Y4 - Y3 10Y5 - Y3 60Y5 - Y4 50

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    Realizar un programa en lingo para determinar la ruta mas corta.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 54

    PROBLEMA DE CAMINO MAS CORTO

    El parque Seervada esta organizado de tal manera quese dispone de una entrada y una serie de caminos quepasan por 5 estaciones intermedias que conducen almirador, el cual representa la estacin terminal.

    El administrador del parque debe resolver el problemade determinar la ruta mas corta desde la entrada almirador.

    En la figura siguiente se identifican 7 estaciones delparque como nodos, con la entrada en el nodo (o) y elmirador como el nodo (t). La informacin disponible encada arco representa la distancia entre nodos medidosen millas

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    Investigacion Operativa II 10

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    PROBLEMA

    A

    B

    C

    E

    4

    D

    3

    O T

    2

    5

    4

    2

    7

    1

    4

    4

    6

    5

    5

    7

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 56

    Resultados con el Storm: LONGITUD MINIMA SHORTEST PATHS FROM NODE 1 Destination Distance Path NODE 2 2.0000 NODE 2 NODE 3 4.0000 NODE 2--NODE 3 NODE 4 4.0000 NODE 4 NODE 5 8.0000 NODE 2--NODE 3--NODE 5 NODE 6 8.0000 NODE 4--NODE 6 NODE 7 13.0000 NODE 2--NODE 3--NODE 5--NODE 7 RESULTADO: De los resultados con el Storm notamos que el camino mas corto

    entre la entrada al mirador es de 13 millas y el camino por donde debe pasar es por O A_C D - T.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 57

    A

    C

    D

    3

    O T

    2

    2

    45

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    Codificacin en lingo

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 59

    RESULTADOSGlobal optimal solution found.Objective value:

    13.00000Total solver iterations: 9

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 60

    RBOL DE EXPANSIN MNIMA

    El modelo de minimizacin de redes o problema del rbol de mnima expansin tiene que ver con la determinacin de los ramales que pueden unir todos los nodos de una red, tal que minimice la suma de las longitudes de los ramales escogidos. No se deben incluir ciclos en al solucin del problema

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 11

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 61

    RBOL DE EXPANSIN MNIMA

    Un rbol es un grafico conexo y sin ciclos. Losrboles cumplen que dados cualquier par devrtices, existe un nico camino simple que losconecta.

    Un rbol de expansin en un grafico es un rbolque contiene a todos los vrtices del grafo. Si setrata de un grafo pesado, se llama rbol deexpansin mnimo del grafo a aquel rbol deexpansin del mismo cuyo peso sea mnimo.

    Se trata de encontrar un camino en el grafopesado que conecte a todos sus vrtices con elmenor peso posible.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 62

    ALGORITMO DEL ARBOL DE EXPANSIN MNIMA

    PROCEDIMIENTO:1.-Empiece en cualquier nodo i de la red y

    nala con el nodo j que es el mas prximo al nodo i, ahora los nodos i y j pertenecen a C, y el arco i-j formar parte del rbol de expansin mnima. Los nodos restantes pertenecen a un C.

    2.-Escoja el nodo de C que est mas prximo a algn nodo conectado. Sea M el nodo de C mas prximo de N, entonces el arco MN formar parte del rbol de expansin mnima y el nodo N pertenecer a C.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 63

    3.-Repetir el paso 2 hasta encontrar el rbol de expansin mnima que une todos los nodos, cualquier empate se puede romper en forma arbitraria. Ejemplo.En la tabla se muestra la distancia entre lasciudades A, B, C, D, E. Es necesario construirun sistema de carreteras que conecte estasciudades. Suponga que por razones polticasno se puede construir carreteras entre A y B ytampoco entre C y E Cul es lo mnimorequerido?

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 64

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 65

    A, B, C, D, EC = {} C = {A, B, C, D, E}C = {A} C = { B, C, D, E}C = {A, E} C = { B, C, D}C = {A, E, B} C = { C, D,}C = {A, E, B, D} C = { C}C = {A, E, B, D, C} C = {}La longitud mnima de carreteras para unir las

    ciudades es de 409.

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    PROBLEMA Una determinada provincia del pas posee 5 distritos

    (A,B,C,D,E) que an no cuenta con luz elctrica, el gobierno regional desea realizar un proyecto para electrificar dichos poblados, conectndolos con la hidroelctrica que se encuentra en la capital de la provincia P. Un estudio tcnico ha recomendado que los cables elctricos deban seguir las rutas de los caminos que unen dichos poblados.

    En la siguiente tabla se da las longitudes en (km.) de los caminos que unen en forma directa a 2 poblados:

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    Investigacion Operativa II 12

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    Se desea que la luz llegue al poblado de manera que la longitud total de cable sea mnima.

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    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 69

    SOLUCIN C = {} C= {P, A, B, C, D, E} C = {P} C= {A, B, C, D, E} C = {P, A} C= {B, C, D, E} C = {P, A, D} C= {B, C, E} C = {P, A, D, E} C= {B, C} C = {P, A, D, E, B} C= {C} C = {P, A, D, E, B, C} C= {} La distancia mnima para la red hidroelctrica segn el Mtodo rbol

    de expansin es 86 Km. Lo cual se puede establecer mediante la grfica el camino:

    Segn el camino: (P-A), (A-D), (D-E), (A-B), (E-C) La suma de las distancias: 20 + 15 + 15 + 18 + 18 = 86 Distancia: 86 Km.

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    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 71

    CORRIDO EN LINGO Y SOFTWARE 86 KM

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 72

    ALGORITMO DE DIJKSTRA

    Se utiliza para hallar el camino mas corto de en una red dirigidaProcedimiento

    1) Para comenzar, poner al nodo 1, la etiqueta permanente igual a cero

    2) A cada nodo i conectado al nodo 1, ponemos una etiqueta temporal igual a la longitud del arco que une al nodo y al nodo i.

    El resto de nodos tendra una etiqueta temporal igual a infinito

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 13

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 73

    3) Escoge el nodo con la etiqueta temporal mas pequea y convierta esta etiqueta en permanente.

    4) Para cada nodo j que ahora tiene una etiqueta temporal y que esta conectado al nodo i con un arco, remplazamos la etiqueta temporal del nodo j por

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 74

    Nueva etiqueta=min [etiq.temporal actual del nodo j, etiq. Permanente del nodo i + longitud del arco(i,j)]

    5) Convertir la etiqueta mas pequea e una etiqueta permanente.

    6) Continuar con este proceso hasta que todos los nodos tenga una etiqueta permanente.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 75

    ALGORITMO DE DIJKSTRA

    PROBLEMA Juan Carlos quiere llegar lo ms rpido

    posible a su trabajo para ello deberescoger la ruta que debe tomar elautobs para recorrer la menor distancia yllegar a tiempo a su trabajo. El diagramade las rutas es el siguiente. Las distanciasestn dadas en km.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 76

    Grfica

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 77

    Solucin

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 78

    Formulacin

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 14

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 79

    Programacin en Lingo

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 80

    Corrida en Lingo

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 81

    PROBLEMA CAMINO MAS CORTOCuesta $70 comprar un telfono en una gran tiendasupngase que pueda tener un telfono durante a lo mascinco aos, y que el costo estimado de mantenimiento paracada ao de uso es el siguiente: ao1; $30 ao2; $40 ao3; $50 ao4 $70 ao 5 $80. Acabo de comprar un nuevotelfono1.- Formule el problema como un camino mas corto2.- Determine como minimizar el costo total de comprar yusar un telfono durante los prximos 5 aos suponiendoque un telfono se deprecia 10% cada ao del valor de lacompra.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 82

    Solucin:

    C01 = 30+70-63 = 37 C02 = 30+40+70-56 = 84 C03 = 30+40+50+70-49 = 141 C04 = 30+40+50+70+70-42 = 218 C05 = 30+40+50+70+80+70-35 = 305

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 83

    DIAGRAMA

    11

    51

    21

    31

    4 61

    37 37 37 37 37

    305

    218

    141

    84

    14184

    84

    141

    84

    218

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 84

    Corrida en storm

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 15

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 85

    Programa en lingo

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 86

    Corrida en lingo

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 87

    PROBLEMA RBOL DE EXPANSIN MNIMA

    La ciudad de Saltown consiste en cincosubdivisiones el alcalde Jhon Lin quiereconstruir lneas telefnicas para asegurar quelas subdivisiones se puedan comunicar entre s.Las distancias entre las subdivisiones se dan enla figura Cul es la longitud mnima de la lneatelefnica requerida?

    Suponga que entre las subdivisiones 1 y 4 no sepuede construir ninguna lnea telefnica.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 88

    GRFICA

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 89

    APLICANDO EL ALGORITMO

    1) {1} {2,3,4,5}2) {1,3} {2,4,5}3) {1,3,5} {2,4}4) {1,3,5,4} {2}

    LONGITUD: 15

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 90

    CORRIDA CON EL SOFTWARE

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 16

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 91 31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 92

    Global optimal solution found at step: 42

    Objective value: 15.00000

    Branch count:

    Resultados de programacin en Lingo

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 93

    PROBLEMA

    La figura da el millaje de los eslabones factiblesque conectan 9 pozos de gas natural maradentro con un punto de entrega cerca de laorilla . Debido a que la ubicacin del pozo 1 esla ms cercana a la playa, est equipado consuficiente capacidad de bombeo yalmacenamiento para bombear la produccin delos 8 pozos restantes al punto de entrega.Determine la red mnima de ductos quevinculen los pozos con el punto de entrega.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 94

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 95 31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 96

    Solucin optima es 41

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 17

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 97

    PROBLEMA

    Un camin debe viajar de Nueva York alos ngeles. Como se ilustra en lafigura, existen varias rutas, el nmeroasociado con cada arco es el nmerode galones de combustible querequiere el camin para atravesar elarco. Hallar la ruta de Nueva York a losngeles que utilice la mnima cantidadde combustible.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 98

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 99

    Reordenando a travs de nmeros en vez de nombre de ciudades, la estructura seria la misma.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 100

    SOLUCIN CON LINGO:Codificacin del Programa en PL

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 101

    Aplicando el Lingo se obtiene que la cantidad mnima de combustible requerida es de 2000 galones de gasolina

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 102

    PROBLEMADISEO DE UNA RED TELEFONICA LOCAL.

    Una zona de nueva urbanizacin planea el tendido de la lneatelefnica. El esquema de la siguiente figura muestra los puntos en losque es posible situar intercambiadores de lneas y los cables quepueden tenderse entre dichos puntos.El tendido de cada tramo de cable lleva asociado un coste proporcionala la distancia que separa los puntos entre los que se tiende. En lafigura se muestran los costes expresados en millones de soles. Lazona entera quedar comunicada en el momento en que dos puntoscualesquiera estn conectados.El objetivo que se persigue es realizar la intercomunicacin al menorcoste posible.

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 18

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 103

    SOLUCIN21

    4

    3

    8

    7

    6 9

    10

    1

    10

    5

    13

    14

    8

    7

    96

    7 10

    7

    6

    5

    18

    12

    3

    20

    8

    5

    4

    9

    RED TELEFONICA

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 104

    21

    4

    3

    8

    7

    6

    9

    10

    1

    105

    7

    6

    6

    5 3

    5

    4

    7

    L=10+7+6+3+5+4+6+7+5=53.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 105

    PROBLEMA En el transporte intermodal, los camiones remolque

    cargados se mueven entre las terminales de ferrocarrilcolocado la caja en carros especiales (camas bajas).La figura muestra la ubicacin de las principalesterminales de ferrocarril de Estados Unidos, y las vasactuales de FC. El objetivo es decidir cuales vas sedeben revitalizar para manejar el trfico intermodal. Enespecial, se debe unir la terminal de Los ngeles (LA)en forma directa con la de Chicago (CH) para dar cabidaal intenso trfico esperado. Por otra parte, todas losterminales restantes se pueden enlazar, en formadirecta o indirecta, de tal modo que se minimice lalongitud total (en millas) de las vas seleccionadas.Determine los segmentos de vas de ferrocarriles que sedeben incluir en el programa de revitalizacin.

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 106

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 107

    Solucin Los nodos sern denotados por nmeros de la siguiente manera: Para asegurar que las Ciudades de Los ngeles y Chicago denotados por los nodos

    uno y dos respectivamente, queden necesariamente unidos como condicin delproblema, entonces se empezar incluyndolos en el conjunto C, quedando el restoen el conjunto C.

    1) C= {1,2} ; C= {3, 4, 5, 6,7}; 1Iteracin: Min {1100, 2600, 1400, 2000, 1000, 900,800}=800 2) C= {1, 2,5}; C= {3, 4, 6,7} 2Iteracin: Min {1100, 2600, 1400, 200, 1000, 900,200}=200 3) C= {1, 2, 5,6}; C= {3, 4,7} 3Iteracin: Min {1100, 1400, 2000, 1000, 900,1300}=900 4) C= {1, 2, 5, 6,7}; C= {3,4} 4Iteracin: Min {1100, 2000, 1000,780}=780 5) C= {1, 2, 5, 6, 7,4}; C= {3} 5Iteracin: Min {1100, 1300,2000}=1100 4) C={1,2,5,6,7,4,3} ; C={0} El total de es 5780

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 108

  • Ing. Rosmeri Mayta H. 31/08/2015

    Investigacion Operativa II 19

    31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 109

    Finalmente a la respuesta obtenida es necesario sumarle ladistancia de 2000 de Los ngeles a Chicago como condicin delproblema, llegando a la misma conclusin obtenida en lasolucin algebraica:3780+2000=5780.

    FIN31/08/2015 Rosmeri Mayta H. Investigacion Operativa 110