动态规划解资源分配问题
有资金4万元,投资A、B、C三个项目,每个项目的投资效益与投入该项目的资金有关。三个项目A、B、C的投资效益(万吨)和投入资金(万元)的关系见下表:
项目 投入资金 |
A |
B |
C |
1万元 |
15万吨 |
13万吨 |
11万吨 |
2万元 |
28万吨 |
29万吨 |
30万吨 |
3万元 |
40万吨 |
43万吨 |
45万吨 |
4万元 |
51万吨 |
55万吨 |
58万吨 |
求对三个项目的最优投资分配,使总投资效益最大。
阶段k:每投资一个项目作为一个阶段;
状态变量xk:投资第k个项目前的资金数;
决策变量dk:第k个项目的投资;
决策允许集合:0≤dk≤xk
状态转移方程:xk+1=xk-dk
阶段指标:vk(xk,dk)见表中所示;
递推方程:fk(xk)=max{vk(xk,dk)+fk+1(xk+1)}
终端条件:f4(x4)=0
k=4,f4(x4)=0
k=3,0≤d3≤x3,x4=x3-d3
x3 |
D3(x3) |
x4 |
v3(x3,d3) |
v3(x3,d3)+f4(x4) |
f3(x3) |
d3* |
0 |
0 |
0 |
0 |
0+0=0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0+0=0 |
11 |
1 |
1 |
0 |
11 |
11+0=11* |
|||
2 |
0 |
2 |
0 |
0+0=0 |
30 |
2 |
1 |
1 |
11 |
11+0=11 |
|||
2 |
0 |
30 |
30+0=30* |
|||
3 |
0 |
3 |
0 |
0+0=0 |
45 |
3 |
1 |
2 |
11 |
11+0=11 |
|||
2 |
1 |
30 |
30+0=30 |
|||
3 |
0 |
45 |
45+0=45* |
|||
4 |
0 |
4 |
0 |
0+0=0 |
58 |
4 |
1 |
3 |
11 |
11+0=11 |
|||
2 |
2 |
30 |
30+0=30 |
|||
3 |
1 |
45 |
45+0=45 |
|||
4 |
0 |
58 |
58+0=58* |
k=2,0≤d2≤x2,x3=x2-d2
x2 |
D2(x2) |
x3 |
v2(x2,d2) |
v2(x2,d2)+f3(x3) |
f2(x2) |
d2* |
0 |
0 |
0 |
0 |
0+0=0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0+11=11 |
13 |
1 |
1 |
0 |
13 |
13+0=13* |
|||
2 |
0 |
2 |
0 |
0+30=30* |
30 |
0 |
1 |
1 |
13 |
13+11=24 |
|||
2 |
0 |
29 |
29+0=29 |
|||
3 |
0 |
3 |
0 |
0+45=45* |
45 |
0 |
1 |
2 |
13 |
13+30=43 |
|||
2 |
1 |
29 |
29+11=40 |
|||
3 |
0 |
43 |
43+0=43 |
|||
4 |
0 |
4 |
0 |
0+58=58 |
59 |
2 |
1 |
3 |
13 |
13+45=58 |
|||
2 |
2 |
29 |
29+30=59* |
|||
3 |
1 |
43 |
43+11=54 |
|||
4 |
0 |
55 |
55+0=55 |
k=1,0≤d1≤x1,x2=x1-d1
x1 |
D1(x1) |
x2 |
v1(x1,d1) |
v1(x1,d1)+f2(x2) |
f1(x1) |
d1* |
4 |
0 |
4 |
0 |
0+59=59 |
60 |
1 |
1 |
3 |
15 |
15+45=60* |
|||
2 |
2 |
28 |
28+30=58 |
|||
3 |
1 |
40 |
40+13=53 |
|||
4 |
0 |
51 |
51+0=51 |
最优解为x1=4, d1*=1, x2=x1-d1=3, d2*=0, x3=x2-d2*=3, d3=3, x4=x3-d3=0,
即项目A投资1万元,项目B投资0万元,项目C投资3万元,最大效益为60万吨。
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