Не работает метод Монте Карло

@Midian · Регистрация: 31.03.2013

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Добрый день,

Необходима помощь ваша, не могу понять, в чем собственно загвоздка в решении данным методом, есть условие задания, звучит оно следующим образом:

Кликните здесь для просмотра всего текста

На строительном участке метрополитена осуществляется выемка грунта с использованием трех экскаваторов – A, B, C. Объем земляных работ – 900 м. куб. Производительность экскаваторов соответственно равна 10, 15, 20 м. куб./час. Расход топлива при выполнении земляных работ – 12, 15, 25 л/час, причем запас топлива на проведение операции составляет 1000 л. Определить план работы экскаваторов A, B, C, минимизирующий суммарное время выполнения земляных работ на строительном участке метрополитена.

Математическая модель задачи выглядит следующим образом:

Кликните здесь для просмотра всего текста

Производительность: 10, 15, 20;
Расход: 12, 15, 25;
Ограничения: 900, 1000;

10x1 + 15x2 + 20x3 = 900,
12x1 + 15x2 + 25x3 <= 1000,
x1, x2, x3 >= 0;

Целевая функция: G = -10x1 - 15x2 - 20x3 + 900 -> MIN

Собственно код решения Монте Карло выглядит у меня следующим образом:
Обработчик нажатия кнопки решения методом Монте Карло:

Кликните здесь для просмотра всего текста

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
private void buttonSolution_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            Stopwatch sw = new Stopwatch();
            int iter = int.Parse(textBoxCountIteration.Text);
            double[] x1 = new double[10000], x2 = new double[10000], x3 = new double[10000];
            double y, p1, p2, p3;
            double x1max = int.Parse(textBoxX1.Text);
            double x2max = int.Parse(textBoxX2.Text);
            double x3max = int.Parse(textBoxX3.Text);
            double x1mx = x1max, x2mx = x2max, x3mx = x3max, x1min = 0, x2min = 0, x3min = 0;
            Random r = new Random();
            double max = Double.MinValue;
            for (int i = 0; i < 3; i++)
            {
                func[i] = Convert.ToDouble(dataGridViewModel[0, i].Value);
            }
            sw.Start();
            for (int j = 1; j < iter; j++)
            {
                for (int i = 0; i < 400; i++)
                {
                    p1 = r.NextDouble();
                    p2 = r.NextDouble();
                    p3 = r.NextDouble();
                    x1[i] = (x1min + p1 * (x1mx - x1min));
                    x2[i] = (x2min + p2 * (x2mx - x2min));
                    x3[i] = (x3min + p3 * (x3mx - x3min));
                    x1[0] = 0;
                    x2[0] = 0;
                    x3[0] = 0;
                    y = f(x1[i], x2[i], x3[i]);
                    if ((max < y) && ogr(x1[i], x2[i], x3[i]))
                    {
                        max = y;
                        x1m = Math.Round(x1[i], 3);
                        x2m = Math.Round(x2[i], 3);
                        x3m = Math.Round(x3[i], 3);
                    }
                }
                if ((j % 10 == 0) || (j == 1) || (j == iter))
                {
                    richTextBoxSolution.Text += "------------" + Environment.NewLine + "Итерация : " + j + ":" + Environment.NewLine;
                    richTextBoxSolution.Text += "Q = " + Math.Round(max, 0) + ",  x1 = " + Math.Round(x1m, 0) + ", x2 = " + Math.Round(x2m, 0) + ", x3 = " + Math.Round(x3m, 0) + Environment.NewLine;
                }
            }
            sw.Stop();
            richTextBoxRes.Clear();
            richTextBoxRes.Text = "Результаты:" + Environment.NewLine + "Максимальная производительность Q(x) = " + (int)max;
            richTextBoxRes.Text += Environment.NewLine + "Экскаватор А (х1) = " + (int)x1m + Environment.NewLine + "Экскаватор В (х2) = " + (int)x2m + Environment.NewLine + "Экскаватор C (х3) = " + (int)x3m;
            richTextBoxRes.Text += Environment.NewLine + "Время выполнения: " + sw.ElapsedMilliseconds + " милисекунд";
            using (TextWriter sww = new StreamWriter(@"otchet.doc", false, Encoding.UTF8))
                sww.WriteLine("Симплекс метод -> \n" + richTextBoxRes.Text + "\nМонте-Карло ->\n" + richTextBoxSolution.Text);
        }

Вызываемые функции при расчете методом Монте Карло:

Кликните здесь для просмотра всего текста

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
private double f(double x1, double x2, double x3)
        {
            return func[0] * x1 - func[1] * x2 - func[2] * x3 + 900;
        }
 
        private bool ogr(double x1, double x2, double x3)
        {
            if (double.Parse(dataGridViewSimplexTable[0, 0].Value.ToString()) * x1 + double.Parse(dataGridViewSimplexTable[1, 0].Value.ToString()) * x2 + double.Parse(dataGridViewSimplexTable[2, 0].Value.ToString()) * x3 == double.Parse(dataGridViewSimplexTable[5, 0].Value.ToString())
                && double.Parse(dataGridViewSimplexTable[0, 1].Value.ToString()) * x1 + double.Parse(dataGridViewSimplexTable[1, 1].Value.ToString()) * x2 + double.Parse(dataGridViewSimplexTable[2, 1].Value.ToString()) * x3 <= double.Parse(dataGridViewSimplexTable[5, 1].Value.ToString())
                && x1 >= 0 && x2 >= 0 && x3 >= 0)
                return true;
            else return false;
        }

Понимаю, что беру 3 рандомные переменные и закидываю их в функцию ogr и проверяю ограничения, даже в 1 тыс итераций не могу найти такие значения, которые были бы равны условию 10x1 + 15x2 + 20x3 = 900. Как быть, подскажите что делать, или может быть я где-то ошибся при написания кода?

@Storm23 · 23.01.2015, 13:30

Midian, Ну во-первых, 10x1 + 15x2 + 20x3 = 900 - это не ограничение а целевая функция. Вы же ее и минимизируете. Во-вторых, нельзя сравнивать значения типа double на равенство https://msdn.microsoft.com/ru-... x#Equality

@Midian · 23.01.2015, 13:59 **[ТС]**

Storm23, Скажите, как тогда должен выглядеть код, если не затруднит.

@Storm23 · 23.01.2015, 14:26

Легко:

C#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
using System;
 
namespace ConsoleApplication155
{
    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            Func<Plan, double> fitness = p => p.A + p.B + p.C;
            Predicate<Plan> lim = p => (10*p.A + 15*p.B + 20*p.C >= 900) && (12*p.A + 15*p.B + 25*p.C <= 1000);
            var res = new Solver().SolveMonteKarlo(fitness, lim);
            Console.WriteLine(res);
            Console.WriteLine("Время выполнения работ: {0:0.0}ч", fitness(res));
            Console.ReadLine();
        }
    }
 
    class Solver
    {
        public const double IterationCount = 1000;
 
        public Plan SolveMonteKarlo(Func<Plan, double> fitness, Predicate<Plan> limitations)
        {
            var i = IterationCount;
            Plan p;
            Plan bestPlan = null;
            double bestFitness = double.MaxValue;
 
            while(i > 0)
            if(limitations(p = new Plan()))
            {
                double f;
                if((f = fitness(p)) < bestFitness)
                {
                    bestPlan = p;
                    bestFitness = f;
                }
                i--;
            }
 
            return bestPlan;
        }
    }
 
    class Plan
    {
        public double A;
        public double B;
        public double C;
 
        static Random rnd = new Random();
        public const double MaxPlanValue = 100;
 
        public Plan()
        {
            A = rnd.NextDouble() * MaxPlanValue;
            B = rnd.NextDouble() * MaxPlanValue;
            C = rnd.NextDouble() * MaxPlanValue;
        }
 
        public override string ToString()
        {
            return string.Format("A: {0:0.0}ч   B: {1:0.0}ч   С: {2:0.0}ч", A, B, C);
        }
    }
}

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
SDL3 для Web (WebAssembly): Реализация движения на Box2D v3 - трение и коллизии с повёрнутыми стенами 8Observer8 20.02.2026 Содержание блога Box2D позволяет легко создать главного героя, который не проходит сквозь стены и перемещается с заданным трением о препятствия, которые можно располагать под углом, как верхнее. . .	Конвертировать закладки radiotray-ng в m3u-плейлист damix 19.02.2026 Это можно сделать скриптом для PowerShell. Использование . \СonvertRadiotrayToM3U. ps1 <path_to_bookmarks. json> Рядом с файлом bookmarks. json появится файл bookmarks. m3u с результатом. # Check if. . .	Семь CDC на одном интерфейсе: 5 U[S]ARTов, 1 CAN и 1 SSI Eddy_Em 18.02.2026 Постепенно допиливаю свою "многоинтерфейсную плату". Выглядит вот так: https:/ / www. cyberforum. ru/ blog_attachment. php?attachmentid=11617&stc=1&d=1771445347 Основана на STM32F303RBT6. На борту пять. . .	Камера Toupcam IUA500KMA Eddy_Em 12.02.2026 Т. к. у всяких "хикроботов" слишком уж мелкий пиксель, для подсмотра в ESPriF они вообще плохо годятся: уже 14 величину можно рассмотреть еле-еле лишь на экспозициях под 3 секунды (а то и больше),. . .
И ясному Солнцу zbw 12.02.2026 И ясному Солнцу, и светлой Луне. В мире покоя нет и люди не могут жить в тишине. А жить им немного лет.	«Знание-Сила» zbw 12.02.2026 «Знание-Сила» «Время-Деньги» «Деньги -Пуля»	SDL3 для Web (WebAssembly): Подключение Box2D v3, физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 12.02.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами и вызывать обработчики событий столкновения. . . .	SDL3 для Web (WebAssembly): Загрузка PNG с прозрачным фоном с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 11.02.2026 Содержание блога Библиотека SDL3 содержит встроенные инструменты для базовой работы с изображениями - без использования библиотеки SDL3_image. Пошагово создадим проект для загрузки изображения. . .

@Storm23 10427 / 5157 / 1825 Регистрация: 11.01.2015 Сообщений: 6,226 Записей в блоге: 34
	23.01.2015, 13:30
	Midian, Ну во-первых, 10x1 + 15x2 + 20x3 = 900 - это не ограничение а целевая функция. Вы же ее и минимизируете. Во-вторых, нельзя сравнивать значения типа double на равенство https://msdn.microsoft.com/ru-... x#Equality 0

@Midian 606 / 388 / 198 Регистрация: 31.03.2013 Сообщений: 2,690
	23.01.2015, 13:59 [ТС]
	Storm23, Скажите, как тогда должен выглядеть код, если не затруднит. 0

Не работает метод Монте Карло

Решение