你是一个专业的运筹学和调度算法专家并且非常擅长写matlab代码请帮助我解决下面这个问题A 站到达列车 10 列出发列车 8 列B 站到达列车 8 列出发列车 10 列到达和出发列车车次和时刻均已知如表 1 至表 4 所示:表 1 A 站到达列车时刻表到达列车 302 304 306 308 310 312 314 316 318 320到达时刻 1830 2200 0120 0210 0440
由于题目要求安排机车牵引列车,使得机车数量最少且使用均衡,可以采用贪心算法来解决。
具体思路为:首先按照时间顺序将所有列车的到达和出发时间合并成一个列表,并标记每个时刻需要的机车数量。然后从最早的时刻开始,每当有新的列车到达或者现有的列车出发时,都选择当前需要机车数量最少的时刻,让机车去执行任务。如果有多个时刻需要机车数量相同,则优先选择出发时间最早的时刻。
以下是matlab代码实现:
% 到达和出发列车时刻表 arrive_A = [18.5 22 1.3333 2.1667 4.6667 7 10 12 14.5 16.5]; depart_A = [18.3333 21.3333 23.5 3.5 5.3333 8.5 12.5 15.8333]; arrive_B = [3.8333 7.3333 9.5 12.5 14.8333 18 22.5 0.8333]; depart_B = [9 12 14.3333 16 18.6667 21.5 0.5 3.5 5 7];
% 计算每个时刻需要的机车数量 train_num = zeros(1, 24*60); for i = 1:length(arrive_A) arrive_time = round(arrive_A(i)*60); depart_time = round(depart_A(i)*60); train_num(arrive_time-99:depart_time-99) = train_num(arrive_time-99:depart_time-99) + 1; end for i = 1:length(arrive_B) arrive_time = round(arrive_B(i)*60); depart_time = round(depart_B(i)*60); train_num(arrive_time-99:depart_time-99) = train_num(arrive_time-99:depart_time-99) + 1; end
% 安排机车牵引列车 train_schedule = zeros(1, length(train_num)); for i = 1:length(arrive_A) arrive_time = round(arrive_A(i)*60); depart_time = round(depart_A(i)*60); [min_train, min_idx] = min(train_num(arrive_time-99:depart_time-99)); min_idx = min_idx + arrive_time - 100; train_schedule(min_idx) = train_schedule(min_idx) + 1; train_num(min_idx:depart_time-99) = train_num(min_idx:depart_time-99) - 1; end for i = 1:length(arrive_B) arrive_time = round(arrive_B(i)*60); depart_time = round(depart_B(i)*60); [min_train, min_idx] = min(train_num(arrive_time-99:depart_time-99)); min_idx = min_idx + arrive_time - 100; train_schedule(min_idx) = train_schedule(min_idx) + 1; train_num(min_idx:depart_time-99) = train_num(min_idx:depart_time-99) - 1; end
% 输出结果 num_train = max(train_schedule); disp(['需要的机车数量为:' num2str(num_train)]); disp('各个时刻需要的机车数量为:'); disp(train_num);
上述代码中,train_num表示每个时刻需要的机车数量,train_schedule表示实际安排的机车数量。最后输出的num_train即为需要的机车数量,train_num则是每个时刻需要的机车数量分布。
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