数学建模社区-数学中国

标题: 用模拟退火求TSP如何? [打印本页]

作者: 慢跑20    时间: 2013-7-28 22:52
标题: 用模拟退火求TSP如何?
一直EXCEL中为33个点之间,任意两个点之间的距离(没有数字的是无穷)。 求经过所有点之间的最短路线问题,。
4 k+ ^2 G. m# ]% [3 _  c3 J0 V
3 t. P/ X6 |- s: z. }- p% u6 N A=xlsread('33点矩阵s上三角');3 E  ^2 e" y, C: i6 V* Z
>> for i=1:33;; d# T. y" n4 _4 g- s
       for j = 1:338 w/ U* C0 w$ U* k
                   if i<j
# a& X6 M6 k6 i# n: _                 temp(i,j)=A(i,j);
' {9 f% b; J) P; `0 a1 u                 A(j,i)=temp(i,j);
2 o/ I. W3 ~( P) t: G( L                   end   2 \0 D: C+ \. r# O5 G; ?# o4 t
                 if isnan(A(i,j))
% u7 x/ y) R5 m1 }+ k# v7 a                 A(i,j)=inf;% U: u3 q5 T2 r+ y1 C1 Y
                 end
! v, ~+ w& F; }; r' _         ! w) v- S1 M8 D$ b! W0 j$ F# @
    end+ U! [7 K, M' ?! M- V0 q) z9 J: g
end1 D+ \5 V8 m6 V9 c' ~7 n  x( p
0 S0 O% I  r7 B+ ~9 n

: N9 q2 C) }) N& c' Z, \ 这样A为邻接矩阵了。然后运行百度的代码:
6 e! K( L  _0 p- \2 W, \( H' T2 K" g! p7 ^  N9 O1 }. E2 Y

8 y+ `$ F' C3 q/ _# L& ffunction [f,T]=TSPSA(d,t0,tf)# B( }* Z2 S# w: z
%TSP问题(货郎担问题,旅行商问题)的模拟退火算法通用malab源程序7 ?# f+ b. c4 W6 [
% f目标最优值,T最优路线,d距离矩阵,t0初始温度,tf结束温度
2 c$ s% O% K- c4 j, S9 t. H, N5 D! h! i[m,n]=size(d);8 k; ^- h" b+ l  O1 M$ L7 c# t2 V
L=100*n;
: P& ^/ M( Z/ e/ qt=t0;1 N- u7 _. m/ B" ]7 p$ S% n
pi0=1:n;
/ C0 ~/ n  h1 e1 B7 Q7 umin_f=0;
% c, U. o. _3 b+ Ffor k=1:n-1: V, J3 i) `- j5 X) z2 d: \
min_f=min_f+d(pi0(k),pi0(k+1));
1 X& x3 |8 }* Qend
, W' y. o3 N+ ^1 @* Imin_f=min_f+d(pi0(n),pi0(1));
9 U3 d  A( O" r7 V* N6 h- w0 Lp_min=pi0;- ?9 Z; D3 Y3 c/ M; Z
while t>tf
+ K  c3 V4 r+ B/ dfor k=1:L;
/ c& t  {2 r! akk=rand;2 \, r' W( f: q$ W
[d_f,pi_1]=exchange_2(pi0,d);
% H4 g# l6 b9 q) c9 rr_r=rand; # `: |5 }$ Y8 i6 b7 {
if d_f<0
8 K1 }8 w3 \, o. J. l+ I# cpi0=pi_1;7 [! s- `# R# o0 y: W$ ?( i1 R
elseif exp(d_f/t)>r_r
7 N8 D" ^5 A' s; u; c% c( Q5 j3 Vpi0=pi_1;) ?! L# m2 d+ L' d0 `& Z( x
else( C9 |5 I/ x) f0 t0 b1 J/ X
pi0=pi0;
% J  |: m: _$ I0 H" G! Iend
( j' ?  f9 b) a" Xend  }# l9 [' W6 A& W" k+ Z
f_temp=0;
" q. d8 {0 c( N- @: f" }% K: |for k=1:n-1- q$ `& \) {8 Y. n
f_temp=f_temp+d(pi0(k),pi0(k+1));7 _' X1 V7 i0 w
end
% r/ s: \: C3 Q2 n+ ]  r" jf_temp=f_temp+d(pi0(n),pi0(1));9 b: p7 M8 b" ^1 k) k' r1 H7 B* b
if min_f>f_temp, V2 @9 f/ t; }$ F' V
min_f=f_temp;
6 Z. m+ f) C9 c+ c3 mp_min=pi0;
- m+ B/ i) r: {( f- vend
; c# c% C% X' \7 s; f9 Z% |t=0.87*t;) ^8 t) H5 F0 a
end
/ @/ x, S( o) u; |, V7 Zf=min_f;
% ~$ p5 ?; F- p4 ]0 XT=p_min;
& q1 s2 Q+ l  ~6 Q5 J+ w- H%aiwa要调用的子程序,用于产生新解0 ~% U. j( a+ Q6 K/ @
function [d_f,pi_r]=exchange_2(pi0,d)4 [& D% T! U! P% O5 A! C9 {8 o) O
[m,n]=size(d);) @- {& ^% r$ I! |
clear m;
5 Y' Q4 n1 ^" N1 h/ Y8 `u=rand;( n7 R3 V/ {% _% z( }
u=u*(n-2);
5 o4 P9 s* O3 n8 S& d3 tu=round(u);! l' v( x9 n, D/ l/ ^- \
if u<2
9 o2 T8 k# |  q  K' M8 k2 [! xu=2;/ h) {5 I* g" L; L% b  a0 M- @  m
end
, P, t' o+ ]) {9 @3 p. Aif u>n-2
0 B5 x: {+ I$ f: j+ Ru=n-2;  E6 T( b( K& G! b/ _! b2 \+ k
end- `) K: }6 ?' |4 q2 E
v=rand;
( o) L$ ]* P8 ?' l0 r' S4 j2 S! rv=v*(n-u+1);
1 e( F* u1 U& G7 k5 Y- ?v=round(v);9 e$ M1 Y% {" _" a
if v<1
1 ]/ P& [: y% y- qv=1;' W0 Y9 S% W7 x, Y
end
4 |, v/ I2 C% |5 G4 \v=u+v;
' G: w' T% ]' P& y% i' bif v>n
  ?0 u5 S+ f" O: a: Kv=n;
2 D( \# }9 d3 e2 @/ b0 eend! b  k* c3 ~9 b+ [+ e- T( O6 T
pi_1(u)=pi0(v);
6 k: X2 h9 g7 ~$ I# rpi_1(v)=pi0(u);
5 T' K  v: t2 P4 b4 |4 m0 Yif u>1
# U/ v3 p+ |/ z6 I  ?for k=1:u-1
3 P7 }$ v: P; R7 _, k. z" @; Jpi_1(k)=pi0(k);1 K8 n6 l& N8 d1 Q# Q0 K# x, b
end
  j& f) s2 F0 Mend
! }2 r& z& X- _if v>(u+1)
1 ~3 J! b& P! a* v$ bfor k=1:v-u-1
2 }, c3 c7 o' O6 E1 ~pi_1(u+k)=pi0(v-k);& S5 O" s" \" @
end
# k1 Q/ T) X+ C' x  pend2 b7 z5 M& N# j
if v<n
1 t; b2 [$ J) m9 [7 qfor k=(v+1):n* A, B, J- ]' m) A2 ?* R$ p
pi_1(k)=pi0(k);- O$ P0 ^! C# h7 @) P, }
end
8 z; v7 f. o9 ~- z% N8 `" D' Lend% e7 H  v& i0 c. w/ N
d_f=0;, {6 A9 [* |7 Q- o
if v<n
' d4 a8 b  b# H1 B+ T- [- J( od_f=d(pi0(u-1),pi0(v))+d(pi0(u),pi0(v+1));
5 K/ Z! x; q5 v; s& Z& E4 Q1 xfor k=(u+1):n
! ]' {. n3 u( u* gd_f=d_f+d(pi0(k),pi0(k-1));+ o9 M( L+ z: l" W4 h  T" [4 D( @
end6 {; V  V  \9 X7 ^% W7 Z: }! G1 E. y
d_f=d_f-d(pi0(u-1),pi0(u))-d(pi0(v),pi0(v+1));
2 f- n' d) ?: n; Efor k=(u+1):n
7 z' W" N) P. c- C& K, N& U& Pd_f=d_f-d(pi0(k-1),pi0(k));& I2 V8 B" Y, b9 p$ D3 I; g
end
( b' R/ \; h. s; ^else* t  H! J9 E: D1 j
d_f=d(pi0(u-1),pi0(v))+d(pi0(u),pi0(1))-d(pi0(u-1),pi0(u))-d(pi0(v),pi0(1));
6 ~2 H1 s3 p4 w/ c7 R% Bfor k=(u+1):n* f3 D2 z' \9 S. h
d_f=d_f+d(pi0(k),pi0(k-1));( W; w% x/ U. f$ c
end
( ?* K1 }0 H8 x3 D. ^6 Vfor k=(u+1):n" G" o  m# |( c5 c. f
d_f=d_f-d(pi0(k-1),pi0(k));2 J1 ?3 [# M& i  N' l; y- U
end
  e  F0 Z7 I; S: i, }end# ^! a" b: B$ l, l2 J( V
pi_r=pi_1;
+ x/ d: c0 h( S" H! S5 Q. l9 Z  v
' j' I- V# j) I( R8 j6 {. s得到:
! C. l) s& |; M8 S  [f,T]=TSPSA(A,0,99)
" V$ S( Z, ^4 \$ }# ]$ h4 L$ ^, \  u
+ k9 ^) H) d( C$ zf =* l" {/ l' W* x

( `2 P& Z0 _0 b# m" n   Inf
9 f4 Q* Q! c. r$ N9 \, n6 q' j8 C. }; v0 w

4 Y+ A( q& R- B1 S% w2 U5 ~T =
2 x; _2 g% x) x4 ~, L
- `5 \6 L$ z" z/ D+ t  Columns 1 through 18
' i6 e" q9 |/ U3 Z
+ q, y2 a1 ]. |/ u% c6 c4 f     1     2     3     4     5     6     7     8     9    10    11    12    13    14    15    16    17    181 I5 v  [1 t) Z1 n  _

* D" Y  ]# d3 K: U  Columns 19 through 33
2 \! M1 d! W3 i0 W& N: [& \0 ?7 S/ ^8 X# Y4 |6 D, j1 |; f8 t
    19    20    21    22    23    24    25    26    27    28    29    30    31    32    33% H4 X, N4 Z0 J4 N, ^

* e" G& j' I/ U' y这个初始,结束温度是自己随便设定的??- d+ s5 B) B, g  f) s0 r5 q
得到的这个F是无穷???难道???  T又是什么意思呢??
作者: 冰E柠檬    时间: 2013-8-10 17:13
在利用模拟退火算法进行优化之前,必须首先选取一个优化的起始点,优化起始点可以随机选取也可根据经验选取.  I9 N1 V! J7 ~! O
F是目标最优值,T为最优路线。) f7 H( @* p* N" C" ]
F是无穷可能说明所求目标值没有路径到达没有最优解,或者是不是由于哪个步骤出现了什么问题(比如数据,或者邻接矩阵那里等等。。。)导致没有最优解。。。T表示的是最优解的起点到终点的最优路线。。。。。
作者: magic2728    时间: 2013-8-10 17:25
模拟退火算法是一种模拟工业退火时的一种智能算法,是利用这种自然现象带来的启发帮助算法设计。
( t" e- C* {7 b/ U9 Z1 ~应该来说,这个算法的各个参数的调整是需要一些经验的。初始温度和结束温度确实需要自己设定才是,而且设定好坏直接决定你的解的好坏。f是无穷表明当前的得到的最优解的路径长度是无穷,也就是说,你现在的路径里,存在两个不相通的目标点;T是路径,可以看出这个路径就是从第一个点顺次走下去,所以应该是你的温度值设定不当,导致退货过程不佳而造成的,应该调整温度来重新测试。




欢迎光临 数学建模社区-数学中国 (http://www.madio.net/) Powered by Discuz! X2.5