Библиотека диссертаций Украины Полная информационная поддержка
по диссертациям Украины
  Подробная информация Каталог диссертаций Авторам Отзывы
Служба поддержки




Я ищу:
Головна / Фізико-математичні науки / Теоретичні основи інформатики та кібернетики


Барболіна Тетяна Миколаївна. Методи й алгоритми розв'язування оптимізаційних задач на розміщення з додатковими умовами : дис... канд. фіз.-мат. наук: 01.05.01 / НАН України; Інститут кібернетики ім. В.М.Глушкова. - К., 2005.



Анотація до роботи:

Барболіна Т.М. “Методи й алгоритми розв’язування оптимізаційних задач на розміщеннях з додатковими умовами”. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.05.01 – “теоретичні основи інформатики та кібернетики”. – Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, Київ, 2005.

Побудовано моделі практичних задач як евклідових задач лексикографічної комбінаторної оптимізації на розміщеннях, які є новим класом задач евклідової комбінаторної оптимізації.

Розроблено методи відсікання для розв’язування задач лінійної та опуклої оптимізації на розміщеннях.

Запропоновано розбиття многогранних множин за допомогою відношення еквівалентності. Ґрунтуючись на запропонованому розбитті, розроблено метод побудови лексикографічної еквівалентності для розв’язування повністю комбінаторних задач лексикографічної оптимізації на розміщеннях.

Розроблено та обґрунтовано алгоритми методів відсікання та побудови лексикографічної еквівалентності для розв’язування задач оптимізації на розміщеннях. Доведено скінченність розглянутих алгоритмів.

Науковий інтерес до задач комбінаторної оптимізації та їх актуальність зумовили виокремлення задач на евклідових комбінаторних множинах. У роботах Ю.Г.Стояна, а також О.О.Ємця, С.В.Яковлєва та інших представників цієї школи досліджувалися властивості евклідових комбінаторних множин при їх зануренні в арифметичний евклідовий простір, екстремальні властивості цільових функцій на таких множинах, розроблено та обґрунтовано методи розв’язування евклідових задач комбінаторної оптимізації на множинах переставлень, сполучень, поліпереставлень та ін. Недостатньо розробленими та дослідженими є методи й алгоритми розв’язування евклідових задач комбінаторної оптимізації на загальній множині розміщень. У той же час цілий ряд практичних задач, окремі моделі яких побудовано в роботі, можуть бути адекватно формалізовані за допомогою евклідових задач комбінаторної оптимізації на розміщеннях. Проведений аналіз методів розв’язування задач як дискретної, так і евклідової комбінаторної оптимізації, окремих методів опуклого програмування показав, що зазначений клас задач вимагає розробки спеціальних методів їх розв’язування.

Виходячи з певної подібності окремих властивостей допустимих множин задач дискретної оптимізації та оптимізації на розміщеннях у дисертаційній роботі розроблено методи та обґрунтовано алгоритми розв’язування евклідових задач комбінаторної оптимізації на розміщеннях, що спираються на ідейні підґрунтя як відсікання частини допустимої множини, що не містить оптимуму, так і напрямленого перебору.

Методи дослідження задач оптимізації на розміщеннях, що використовуються у дисертації, ґрунтуються на розвинутих раніше теорії та методах евклідової комбінаторної оптимізації, а також на інших відомих методах дискретної оптимізації.

Достовірність результатів дисертації випливає з логічності та строгості математичних доведень, лем, тверджень та теорем і підтверджена результатами числових експериментів.

У дисертації:

уперше введено в розгляд евклідові задачі лексикографічної комбінаторної оптимізації на розміщеннях, а також побудовано моделі практичних задач як задач такого типу;

уперше розроблено методи відсікання для розв’язування евклідових задач комбінаторної оптимізації на розміщеннях, встановлено коефіцієнти нерівностей, що додаються на кожній ітерації, в алгоритмах розв’язування лінійних та опуклих задач оптимізації на розміщеннях, а також доведено, що нерівності із визначеними згідно із запропонованими формулами коефіцієнтами задають правильні відсікання;

уперше здійснено розбиття многогранної множини за допомогою відношення лексикографічної еквівалентності відносно розміщень та впорядковано елементи одержаної фактор-множини, досліджено окремі характеристики класів еквівалентності; уперше здійснено алгоритмізацію напрямленого перебору класів еквівалентності на основі розв’язування послідовності задач лінійного програмування; уперше запропоновано метод розв’язування лінійних умовних задач лексикографічної оптимізації на розміщеннях, який використовує такий перебір;

уперше обґрунтовано алгоритми методу комбінаторного відсікання для розв’язування лінійної умовної задачі оптимізації на розміщеннях та її частинного випадку, а також задачі опуклої оптимізації на розміщеннях та доведено їх скінченність; розроблено алгоритми методу побудови лексикографічної еквівалентності для розв’язування задач лексикографічної оптимізації на розміщеннях.

Урахування комбінаторного характеру окремих обмежень дозволяє повною мірою відобразити змістовну сутність ряду практичних задач. У той же час для деяких задач важливою також є можливість вибору серед усіх екстремалей однієї, яка є кращою у певному розумінні. Уведення в розгляд евклідових задач лексикографічної оптимізації на розміщеннях надає можливість побудови адекватних математичних моделей практичних задач із зазначеними властивостями.

Розробка методів розв’язування оптимізаційних задач на розміщеннях дозволяє знаходити оптимальні розв’язки таких моделей.

Однією з великих груп методів, що використовуються, як у дискретній, так і в евклідовій комбінаторній оптимізації, є методи відсікання, у яких розв’язок задачі одержується в результаті розв’язування послідовності релаксованих задач, перехід між якими здійснюється за допомогою додавання до системи обмежень правильного відсікання — лінійної нерівності, яку справджують усі допустимі точки задачі і не задовольняє одержаний розв’язок релаксованої задачі. Встановлення коефіцієнтів таких додаткових обмежень у процесі розв’язування задач на розміщеннях дозволяє поширити ідеї методів відсікання на розв’язування задач оптимізації на розміщеннях. Побудова нерівностей-відсікань для різних релаксованих задач (задач лінійного, дискретного, цілочислового лінійного програмування) дозволяє повніше враховувати специфіку конкретної евклідової задачі комбінаторної оптимізації і обирати більш ефективний алгоритм для її розв’язання.

Головне значення введеного в роботі відношення лексикографічної еквівалентності відносно розміщень, яке є відношенням еквівалентності, полягає у розбитті многогранної множини на класи еквівалентності (-класи), причому кожна точка, яка є розміщенням, утворює окремий (комбінаторний) -клас. Уведення відношення порядку на множині класів еквівалентності та розв’язування задачі пошуку комбінаторного -класу, найближчого до заданого класу у впорядкованій фактор-множині, може бути покладено в основу алгоритмів напрямленого перебору -класів. У свою чергу ці алгоритми можуть використовуватися при розв’язуванні задач оптимізації на розміщеннях.

Формулювання та обґрунтування алгоритмів розроблених методів розв’язування задач на розміщеннях дозволяє автоматизувати процес пошуку розв’язків таких задач за рахунок використання ЕОМ. Практична ефективність запропонованих алгоритмів підтверджена числовими експериментами.

Публікації автора:

  1. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Розв’язування задач нелінійної умовної оптимізації на розміщеннях методом відсікання // Укр. матем. журн. – 2003. – Т.55, №5. – С. 604–611.

  2. Емец О.А., Барболина Т.Н. Решение линейных задач оптимизации на размещениях методом отсечения // Кибернетика и системный анализ. – 2003. – №6. – С. 131–141.

  3. Емец О.А., Барболина Т.Н. Решение задач евклидовой комбинаторной оптимизации методом построения лексикографической эквивалентности // Кибернетика и системный анализ. – 2004. – №5. – С. 115–125.

  4. Барболина Т.Н., Емец О.А. Полностью целочисленный метод отсечения для решения линейных условных задач оптимизации на размещениях // Журн. вычисл. математики и матем. физики. – 2005. – Т.45, №2. – С.254–261.

  5. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Оптимізація інвестиційних портфелів як евклідова комбінаторна оптимізація на розміщеннях // Економіка і регіон. Науковий вісник Полтавського національного технічного університету ім. Юрія Кондратюка. – 2003. – №1 (1). – С 65-67.

  6. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Методи відсіканння в нелінійній оптимізації на розміщеннях та їх застосування до розв’язування однієї інвестиційної задачі // Вісник Полтавського державного педагогічного університету ім. В.Г. Короленка. Зб. наук. пр. – Випуск 1(22). – Серія “Фізико–математичні науки”. – Полтава, 2002. – С. 110-116.

  7. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Лексикографічна еквівалентність у задачах евклідової комбінаторної оптимізації // Вісник Полтавського державного університету ім. В.Г.Короленка. Зб. наук. пр.: Випуск 6 (33). – Серія “Фізико–математичні науки”. – Полтава, 2003. – С. 125-133.

  8. Барболіна Т.М., Ємець О.О. Про один з алгоритмів розв’язування оптимізаційних задач на розміщеннях з додатковими умовами / Полтав. держ. техн. ун–т. – Полтава, 2000. – 7 с. – Деп. в ДНТБ України 29.01.01, №14 – Ук2001.

  9. Емец О.А., Барболина Т.Н. Классы лексикографической эквивалентности в евклидовой комбинаторной оптимизации на размещениях / Полтав. нац. техн. ун–т. – Полтава, 2002. – 8 с. – Рус. – Деп. в ГНТБ Украины 10.06.02, №90 – Ук2002.

  10. Емец О.А., Барболина Т.Н. Лексикографическая эквивалентность в оптимизации на размещениях // Материалы VIII Международного семинара «Дискретная математика и ее приложения» (Москва, 2 – 6 февраля 2004 г.). – М.: Изд-во механико–математического факультета МГУ, 2004. – С. 187-191.

  11. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Метод відсікання розв’язування лінійних умовних задач оптимізації на розміщеннях // М.В. Остроградський — видатний математик, механік і педагог: Матеріали Міжнародної конференції, присвяченої 200–річчю з дня народження (Полтава, 26 – 27 вересня 2001 року). — Полтава, 2001. – С. 27-28.

  12. Барболіна Т.М. Методи та алгоритми розв’язування оптимізаційних задач на розміщеннях з додатковими умовами // Матеріали VII Міжнародної науково-практичної конференції “Наука і освіта ’2004”.– Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. – Т. 70: Математика. – С. 31-34.

  13. Барболіна Т.М., Ємець О.О. Розв’язування задач оптимізації на розміщеннях. Методи й алгоритми // Праці ІІ Міжнародної школи–семінару “Теорія прийняття рішень”. – Ужгород: УжНУ, 2004. – С. 7.

  14. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Оптимізація на розміщеннях: цілочислові відсікання // Десята міжнародна наукова конференція імені академіка М. Кравчука (Київ, 13 – 15 трав. 2004 р.): Матеріали конференції. – К.: Задруга, 2004. – С. 375.

  15. Ємець О.О., Барболіна Т.М. Оптимізація на розміщеннях у моделюванні інвестиційних задач // Економічні проблеми розвитку регіонів та підприємств на початку ХХІ століття: Тези доповідей Всеукраїнської науково–практичної конференції (Полтава, 22 – 23 листопада 2001 року). У 2 т. – Полтава: ПДТУ ім. Юрія Кондратюка, 2001. – Т.2. – С. 78-80.

  16. Барболіна Т.М. Лексикографічна оптимізація на розміщеннях у моделюванні економічних процесів // Наукові записки: Матеріали звітної наукової конференції викладачів, аспірантів, магістрантів і студентів фізико–математичного факультету. – Полтава: ПДПУ, 2004. – С. 30-32.