Optimaalisten liikennesuunnitelmien olemassaolo
Authors
Date
2020Copyright
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Tässä tutkielmassa perehdytään massansiirtoteorian perusteisiin, erityisesti niin kutsuttujen liikennesuunnitelmien kautta. Tutkielman päätuloksena osoitetaan, että liikennesuunnitelman energialle on olemassa optimaalinen liikennesuunnitelma, joka minimoi energian.
Käsiteltävässä massansiirto-ongelmassa tavoitteena on siirtää massaa yhdeltä mitalta toiselle mahdollisimman pienellä kokonaiskustannuksella. Mahdolliset kuljetusreitit määritellään Lipschitz-jatkuvina polkuina. Lipschitz-polkujen muodostama metrinen avaruus osoitetaan kompaktiksi sopivalla etäisyyden valinnalla. Metristä avaruutta kutsutaan kompaktiksi, jos sen jokaisella peitteellä on olemassa äärellinen osapeite.
Mahdollisista kuljetusreiteistä rakennetaan niin kutsuttu liikennesuunnitelma, joka painottaa polkujen avaruutta siten, että painotetut polut kuljettavat massaa suhteessa annettuun painoon. Liikennesuunnitelma on tällöin luonnollista määritellä mittana Lipschitz-polkujen avaruuteen. Liikennesuunnitelmalta vaaditaan, että äärettömän pitkät polut saavat painokseen nollan, toisin sanoen äärettömän pitkien polkujen osajoukko on nollamittainen liikennesuunnitelman suhteen.
Liikennesuunnitelmalle määritellään energia, joka on yhdenmukainen diskreettien massansiirto-ongelmien kanssa. Energia tulee riippumaan käytettyjen liikennesuunnitelman painottamien polkujen pituuksista ja kertaluvuista. Kertaluku kuvastaa sitä, kuinka usea polku käy samassa pisteessä. Energian minimoimiseksi pituus ja kertaluku halutaan luonnollisesti minimoida optimaalisen liikennesuunnitelman löytämisellä.
Optimaalisen liikennesuunnitelman olemassaolo seuraa polkuavaruuden kompaktiudesta sekä energian alhaalta puolijatkuvuudesta. Alhaalta puolijatkuvuuden osoittaminen on yleinen strategia minimointiongelmien ratkaisemisessa. Alhaalta puolijatkuvuus on jatkuvuutta heikompi ehto funktiolle. Rakenteeltaan optimaalinen liikennesuunnitelma tulee olemaan haarautunut eli puumainen, mutta tämän perustelu sivuutetaan.
...
Metadata
Show full item recordCollections
- Pro gradu -tutkielmat [28103]
Related items
Showing items with similar title or keywords.
-
Separaatioaksioomat ja jatkuvien kuvausten laajentaminen
Timonen, Joel (2023)Tässä matematiikan Pro Gradu -tutkielmassa todistetaan McShanen ja Tietzen jatkolauseet sekä Urysonin lemma. Ensimmäinen tulos liittyy metrisiin avaruuksiin ja kaksi jälkimmäistä topologiaan. McShanen jatkolause kertoo, ... -
Quasispheres and metric doubling measures
Lohvansuu, Atte; Rajala, Kai; Rasimus, Martti (American Mathematical Society, 2018)Applying the Bonk-Kleiner characterization of Ahlfors 2-regular quasispheres, we show that a metric two-sphere X is a quasisphere if and only if X is linearly locally connected and carries a weak metric doubling measure, ... -
Existence of optimal transport maps in very strict CD(K,∞) -spaces
Schultz, Timo (Springer Berlin Heidelberg, 2018)We introduce a more restrictive version of the strict CD(K,∞) -condition, the so-called very strict CD(K,∞) -condition, and show the existence of optimal maps in very strict CD(K,∞) -spaces despite the possible ... -
Volume growth, capacity estimates, p-parabolicity and sharp integrability properties of p-harmonic Green functions
Björn, Anders; Björn, Jana; Lehrbäck, Juha (Hebrew University Magnes Press; Springer, 2023)In a complete metric space equipped with a doubling measure supporting a p-Poincaré inequality, we prove sharp growth and integrability results for p-harmonic Green functions and their minimal p-weak upper gradients. We ... -
Duality of moduli in regular toroidal metric spaces
Lohvansuu, Atte (Finnish Mathematical Society, 2021)We generalize a result of Freedman and He [4, Theorem 2.5], concerning the duality of moduli and capacities in solid tori, to sufficiently regular metric spaces. This is a continuation of the work of the author and Rajala ...