<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Construction and Architecture</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Construction and Architecture</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Строительство и архитектура</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">2308-0191</issn>
   <issn publication-format="online">2500-1477</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">56815</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.29039/2308-0191-2022-11-1-13-13</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>2.1.14. УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА  (ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>2.1.14. LIFE CYCLE MANAGEMENT OF CONSTRUCTION OBJECTS (TECHNICAL SCIENCES)</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>2.1.14. УПРАВЛЕНИЕ ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛОМ ОБЪЕКТОВ СТРОИТЕЛЬСТВА  (ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ)</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Use Of The Developed Algorithm For Checking The Compatibility Of A System Of Linear Inequalities For Solving Optimization Problems In Construction</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Использование разработанного алгоритма проверки совместности системы линейных неравенств для решения оптимизационных задач в строительстве</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Мартишин</surname>
       <given-names>Сергей Анатольевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Martishin</surname>
       <given-names>Sergey Anatol'evich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>smartishin@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат физико-математических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of physical and mathematical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Институт системного программирования им. В.П. Иванникова РАН</institution>
     <city>Москва</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Ivannikov Institute for System Programming of the RAS</institution>
     <city>Moscow</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2023-03-24T00:00:00+03:00">
    <day>24</day>
    <month>03</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2023-03-24T00:00:00+03:00">
    <day>24</day>
    <month>03</month>
    <year>2023</year>
   </pub-date>
   <volume>11</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>13</fpage>
   <lpage>13</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2023-01-23T00:00:00+03:00">
     <day>23</day>
     <month>01</month>
     <year>2023</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2023-02-02T00:00:00+03:00">
     <day>02</day>
     <month>02</month>
     <year>2023</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://buildprod.ru/en/nauka/article/56815/view">https://buildprod.ru/en/nauka/article/56815/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Для решения многих задач в строительстве нашли применение методы оптимизации. Такие известные задачи, как транспортная задача, некоторые задачи строительной механики, задача оптимального расположения объектов на строительной площадке, назначения состава строительных бригад при производстве строительно-монтажных работ, задачи технологической комплектации и ряд других могут быть сведены к задачам линейного программирования. Приводится алгоритм проверки совместности системы из n линейных неравенств в пространстве вещественных чисел R размерности d. Алгоритм основан на последовательном построении гиперплоскостей в пространстве R размерности (d+2). Рассматривается применение данного алгоритма для решения задачи линейного программирования.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Optimization methods have been used to solve many problems in construction. Such well-known problems as the transport problem, some problems of structural mechanics, the problem of the optimal location of objects on the construction site, the assignment of the composition of construction teams in the production of construction and installation works, the tasks of technological equipment and a number of others can be reduced to linear programming problems. An algorithm for checking the compatibility of a system of n linear inequalities in the space of real numbers R of dimension d is given. The algorithm is based on the sequential construction of hyperplanes in the space R of dimension (d+2).</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>методы оптимизации</kwd>
    <kwd>проверка совместности системы линейных неравенств</kwd>
    <kwd>задача линейного программирования</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>aoptimiztion methods</kwd>
    <kwd>checking the compatibility of a system of linear inequalities</kwd>
    <kwd>linear programming problem</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p>Актуальность работыСуществует большое число задач, которые могут быть сведены к задаче линейного программирования (ЛП), например: транспортная задача [7,9], проблема мгновенной корректировки режима электроэнергетической системы [8] и др. Наряду с этим, существует и ряд задач, в которых ограничения задаются системой линейных неравенств, но не требуется нахождения оптимума линейной целевой функции. Например, проверка, является ли точка крайней для множества точек в многомерном пространстве, сводится к построению системы линейных неравенств и проверки ее на совместность.Областью допустимых решений называется множество всех точек, для которых выполняются все ограничения. Если допустимая область не пуста, то существует сколь угодно малое &quot;ε&gt;0&quot; , такое, что можно найти точку, нарушающую ограничения не более чем на &quot;ε&quot; .Если при помощи алгоритма точка, нарушающая ограничения не более чем на &quot;ε&quot; , не найдена, то система признается несовместной.Предложенный в статье алгоритм позволяет решать задачу ЛП.Постановка задачиПусть в пространстве вещественных чисел $R^d$ задана система из n линейных неравенств Ax≤b. Точку, удовлетворяющую системе линейных неравенств, будем называть допустимой. Множество всех допустимых точек назовем допустимой областью. Если допустимая область не пуста, то система линейных неравенств совместна, в противном случае несовместна.Требуется определить, является ли система совместной. Если система совместна, то требуется найти точку, которая является допустимой.Таким образом, на входе имеется матрица ограничений системы размера n·(d+1), где n и d фиксированы. Заметим, что на практике матрица, возникающая из реальных задач, является разреженной. Поэтому в алгоритме предусмотрено компактное хранение матрицы (только ненулевые элементы).Рассмотренный ниже алгоритм ищет допустимую точку в $R^{d+2}$. Дополнительные построения осуществляются таким образом, чтобы исходная допустимая область и в $R^{d+2}$ также являлась допустимой областью.Для этого необходимо преобразовать множество линейных неравенств (обозначим его через $H^d$) в пространстве $R^d$ в множество линейных неравенств (обозначим его через $H^{d+2}$) в пространстве $R^{d+2}$. Множество линейных уравнений (гиперплоскостей), полученных из неравенств заменой знака «меньше или равно» на знак «равно» обозначим через $H_=^d$ и $H_=^{d+2}$ соответственно.Дополнительные построенияПроведем дополнительные построения.АлгоритмШаг 1. В пространстве $R^{d+1}$ выберем точку $O_1$ с координатами &quot;(0,…,0,&quot; $C_1$ &quot;)&quot; , $C_1$- любое, такое, что $C_1&gt;0$. Неравенства из множества $H^d$ преобразуем (добавив в каждое неравенство коэффициент $a_{id+1}$ при $x_{d+1})$ так, чтобы в пространстве $R^{d+1}$ соответствующие им гиперплоскости проходили через точку $O_1$.$a_{id+1}=\frac{b_i}{C_1}$                     (1)Множества построенных неравенств и гиперплоскостей обозначим через $H^{d+1}$ и $H_=^{d+1}$. Заметим, что любая точка в пространстве $R^d$  лежит в полупространстве того же знака для ограничения из $H^d$ и соответствующей гиперплоскости из $H^{d+1}$.Шаг 2. В пространстве размерности $R^{d+2}$ выберем точку $O_2$ с координатами &quot;(0,…,0,&quot;$C_1$&quot;,&quot;$C_2$&quot;) , $C_2$ - любое, такое, что $C_2&gt;0$. Построим сферу с центром в точке $O_2$ и радиусом r, $r&lt;C_2$.Неравенства из множества $H^{d+1}$ преобразуем (добавив в каждое неравенство коэффициент $a_{id+2}$ при $x_{d+2}$) так, чтобы в пространстве $R^{d+2}$ соответствующие им гиперплоскости касались сферы с центром в точке $O_2$, и точка $O_2$ удовлетворяла каждому построенному в $R^{d+2}$ неравенству, то есть находилась в его отрицательном полупространстве соответствующей гиперплоскости. Коэффициенты $a_{id+2}$ находятся путем решения квадратного уравнения. Выбор константы $C_2$ и радиуса r обеспечивает существование двух вещественных корней квадратного уравнения. Квадратное уравнение получаем из формулы расстояния от гиперплоскости в $R^{d+2}$ до точки $O_2$.</p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Luenberger D.G. Yinyu Y. Linear and Nonlinear Programming (International Series in Operations Research &amp; Management Science, 228) 4th ed. Springer, 2016.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Luenberger D.G. Yinyu Y. Linear and Nonlinear Programming (International Series in Operations Research &amp; Management Science, 228) 4th ed. Springer, 2016.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Pellegrini M. Randomizing combinatorial algorithms for linear programming when the dimension is moderately high. Symposium on Discrete Algorithms. Proceedings of the twelfth annual ACM-SIAM symposium on Discrete algorithms. Washington, D.C., United States, P. 101-108, 2001.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pellegrini M. Randomizing combinatorial algorithms for linear programming when the dimension is moderately high. Symposium on Discrete Algorithms. Proceedings of the twelfth annual ACM-SIAM symposium on Discrete algorithms. Washington, D.C., United States, P. 101-108, 2001.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Roos C, Terlaky Т., Vial J.P. Interior point methods for linear optimization (2-nd edition). Boston: Birkhauser, 2006.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Roos C, Terlaky T., Vial J.P. Interior point methods for linear optimization (2-nd edition). Boston: Birkhauser, 2006.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Topaloglu H. Fundamentals of Linear Optimization: A Hopefully Uplifting Treatment. School of Operations Research and Information Engineering, Cornell Tech, New York, NY 10044, 2021.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Topaloglu H. Fundamentals of Linear Optimization: A Hopefully Uplifting Treatment. School of Operations Research and Information Engineering, Cornell Tech, New York, NY 10044, 2021.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Tsuchiya T. and Muramatsu M. Global convergence of long-step affine scaling algorithm for degenerate linear programming problems. SIAM Journal on Optimization. Vol.5, No.3, pp.525-551, 1995.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tsuchiya T. and Muramatsu M. Global convergence of long-step affine scaling algorithm for degenerate linear programming problems. SIAM Journal on Optimization. Vol.5, No.3, pp.525-551, 1995.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Александров П.С. Лекции по аналитической геометрии, пополненные необходимыми сведениями из алгебры с приложением собрания задач, снабженных решениями, составленного А.С. Пархоменко: Учебник. 2-е изд., стер.-СПб.: Издательство &quot;Лань&quot;, 2008.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Aleksandrov P.S. Lekcii po analiticheskoy geometrii, popolnennye neobhodimymi svedeniyami iz algebry s prilozheniem sobraniya zadach, snabzhennyh resheniyami, sostavlennogo A.S. Parhomenko: Uchebnik. 2-e izd., ster.-SPb.: Izdatel'stvo &quot;Lan'&quot;, 2008.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Васильев Ф.П. Иваницкий А.Ю. Линейное программирование. Изд. 3-е испр. М.: Факториал Пресс, 2008.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vasil'ev F.P. Ivanickiy A.Yu. Lineynoe programmirovanie. Izd. 3-e ispr. M.: Faktorial Press, 2008.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Дикин И.И. Метод внутренних точек в линейном и нелинейном программировании. М.: КРАСАНД, 2010.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Dikin I.I. Metod vnutrennih tochek v lineynom i nelineynom programmirovanii. M.: KRASAND, 2010.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лунгу К.Н. Линейное программирование. Руководство к решению задач. 2-е изд., испр. и доп. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lungu K.N. Lineynoe programmirovanie. Rukovodstvo k resheniyu zadach. 2-e izd., ispr. i dop. M.: FIZMATLIT, 2009.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Схрейвер А. Теория линейного и целочисленного программирования. В 2-х т. T.I. M.: Мир, 1991.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Shreyver A. Teoriya lineynogo i celochislennogo programmirovaniya. V 2-h t. T.I. M.: Mir, 1991.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Препарата Ф., Шеймос М., Вычислительная геометрия: Введение. М.: Мир, 1989.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Preparata F., Sheymos M., Vychislitel'naya geometriya: Vvedenie. M.: Mir, 1989.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
