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发表于 2014-8-6 10:39
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仿真工具还真没有,我觉得需要看看具体用在哪些方向,可以具体找代码!下面是一个TSP问题的代码- % the procedure of ant colony algorithm for VRP h* Y7 |\" d: f/ L\" h4 m
- %
\" A\" P\" q U! d3 A' M - % % % % % % % % % % %
4 G4 B$ k5 B2 g5 o* } q - 0 { B' p+ ~0 p$ f\" d
- %initialize the parameters of ant colony algorithms $ ^) K% _2 c( i) O! `4 k4 s0 q
- load data.txt;
/ o& m8 O7 ?4 `9 v7 ]8 R4 w - d=data(:,2:3);
/ h) J- f/ `3 `\" R( \ - g=data(:,4);
3 E1 J4 f1 `4 k: T% I/ F - m=31; % 蚂蚁数
) m0 n( z( g1 O\" E+ k* I2 n - alpha=1; 8 I+ p0 _4 r% c& b6 @
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 / K; u$ e# z! D4 H% @
- lmda=0;
3 P& D' L- S- x1 b: M - rou=0.9; %衰减系数
( S9 _ S7 @2 C' P/ c - q0=0.95;
# R+ ]( R6 J$ R/ g7 h0 r: { - % 概率
9 S) W1 H5 Z6 t/ A+ l# ^! {\" T - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
) q! x3 A2 _8 ? - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
9 e$ Q1 o+ Y ?: M/ i1 Y* N* u - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value $ W7 l6 f1 r5 u( G\" x3 S5 F2 ~, A
- QV=100; % 车辆容量 0 K# ?3 r1 Y0 r9 k7 t
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
# f9 f( k1 x. d9 ?6 t6 c - V=40; : P5 j6 h# ^( w/ c. x
- % 计算两点的距离 6 l4 r* C3 H4 r
- for i=1:32;
, P j! i% a8 U! [ - for j=1:32;
2 W& ~7 i8 d3 c - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
1 g |3 T, z- c3 A- M1 {7 G - end;
& A `5 m0 p& V8 [) f - end; 1 D) m8 [4 A& ~- r9 ~* B4 k0 ?
- %给tao miu赋初值
, @; _\" i4 N. ]7 r' [8 J4 N - for i=1:32;
' ~/ c# y0 W7 {\" X8 c* H6 l# _0 F - for j=1:32; 5 b. }( _5 ]8 e0 l+ a
- if i~=j;
3 g& R8 l5 s t( W& e - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
/ {- ]# e3 ]6 M, o - tao(i,j)=defined_phrm; 8 G& X: W3 k$ y, L
- miu(i,j)=1/dist(i,j); . I, y+ p3 l/ L. A* x
- end; / a3 a\" j5 J& e9 K) v9 v j' E\" b
- end; 1 j# p l$ Z+ g* W) V% h
- end;
3 V\" K }7 R8 y0 ^- \! f - ( U$ f# B- z+ u) e
- for k=1:32; ) f5 U$ C) x# d3 T
- for k=1:32;
) D5 R/ D/ R. @8 z' d - deltao(i,j)=0; ( U7 L& q, X0 v0 r* ` J4 J5 b+ M+ b+ X
- end; {, [\" p9 e) W L
- end;
5 I\" o7 v- `\" s u* t9 y6 W - best_cost=10000;
3 N$ H& J. w- C2 D4 J - for n_gen=1:50;
5 I5 x z* \! S& M\" a - print_head(n_gen); 7 y! R+ g( [\" C2 H; V/ \4 \
- for i=1:m; ) K* r& l% c) e+ B$ H' m& k
- %best_solution=[];
! A* ]( d: r; a - print_head2(i); / G% h- S2 S. Y$ z/ ~+ x1 K! Y g
- sumload=0;
! G* x6 h! j% U; N - cur_pos(i)=1;
( G0 m) k+ J\" s0 {; x - rn=randperm(32); 6 z* _& K\" q9 y5 A9 @8 k8 q( _7 q& F$ B: u9 h
- n=1;
: i, n, ^+ [, w$ { - nn=1; 6 K% w9 ?3 u8 _6 C# u. ~
- part_sol(nn)=1;
\" u; p3 B1 } h) d - %cost(n_gen,i)=0.0;
! X+ G3 y$ }1 [; Q$ I4 d$ m3 I: ] - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 $ b P( |8 v8 z) k9 a+ V& M
- M_vehicle=500;
5 i Z9 r p. y - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 1 v\" x$ g/ Q8 a( ~7 W! ^9 J
-
) z\" h3 Y0 B' j - while sumload<=QV; / o9 N6 T$ V; u- \\" K
- 0 x/ _5 v- U* }- f! k
- for k=1:length(rn);
; ~8 }; [. |8 h( z1 u - if sumload+g(rn(k))<=QV; 9 V( L H* m\" a
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
( h' O3 ^! b7 P, L9 h - A(n)=rn(k);
, z% d1 s [; \/ k/ C - n=n+1; + M. q4 L1 J8 e1 j5 a
- end; + M1 A; M8 `3 Q6 |+ B( P
- end;
3 _1 y) F7 u# S& f8 r( x - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 7 S1 C9 s4 V, Z$ C0 d
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); # S5 f2 q8 c\" U+ U, p, ^
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') / [ u+ {5 {# p0 k I* M
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); 7 W. ?/ F- m2 e' j) [ a0 T+ e0 t
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
6 a J; ^% r% h8 |6 r5 B - fclose(fid);
. x5 G\" K* M5 u! T& c5 k - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); - ?, V) R; o2 q, `+ A$ V+ N
- maxp=1e-8; \" v5 z0 _; h1 _
- na=length(A);
4 A7 [. B* C# h0 D' r - for j=1:na;
& T- ]& A q) I4 b f - if p(j)>maxp , W. j; F& Q8 H0 t0 X, I
- maxp=p(j); * t7 I. y# `; [$ i& z' ]
- index_max=j; / C5 y( P& a- H; T' S9 [
- end;
3 h$ P$ y9 n t9 Q) k - end;
2 z0 _\" s\" T6 E0 t4 A - : x& o$ D- Y\" D, g. f
- old_pos=cur_pos(i); 1 _+ u; U) v\" L& R! G
- if rand(1)<q0
\" E( K3 y* _* e/ |' X# ]: Q - cur_pos(i)=A(index_max);
7 O! I3 m, |\" w - else C# Y# \6 X5 \0 a\" d9 V' a6 h( f
- krnd=randperm(na); R/ d/ g/ I3 H8 H
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
: Z) A- q! ?* b4 |- c# k - bbb=[old_pos cur_pos(i)];
3 P) U. a: L- q/ j, K1 o - ccc=[1 1];
' r\" y* d1 o' B/ A' v) W - if bbb==ccc;
3 f& G/ R4 J& b6 n! [ - cur_pos(i)=A(krnd(2));
- `; ]2 {\" e' j0 H\" y5 B2 u3 [ - end;
8 ?2 v$ p- d. d B6 T% P - end;
9 ]- {\" r; R2 H! Y: k - 3 ^+ G$ X' F9 T\" {1 a1 O1 j
- tao(old_pos,cur_pos(i))=taolocalupdate(tao(old_pos,cur_pos(i)),rou,tao0);%对所经弧进行局部更新
\" H2 E3 T) j; T3 s\" p; x+ z& I -
; Q! o; g' k0 s6 q0 i1 N& N - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); & Q: f5 y$ I+ h. A7 ^- X4 f
-
G$ \, |$ d8 ]9 Z! d - nn=nn+1;
$ D, T g/ h- L) i1 W( x2 I* U - part_sol(nn)=cur_pos(i);
5 N4 r) ?( U7 K- P# q9 v - temp_load=sumload;
+ {* K! |4 z! _# V: @9 r - 1 m\" }' q; C1 L5 L1 {
- if cur_pos(i)~=1;
, h' x7 E0 @) C9 N- o - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); $ S/ r1 `0 ]+ c4 Z\" F
- n=1;
$ r- V0 [/ v* [8 z- T - A=[]; # W: D1 ~( E7 z9 c, L( H. u4 n
- end; 2 k$ j- [( N; u
-
. I0 @\" U+ A. S - if cur_pos(i)==1; % 如果当前点为车场,将当前路径中的已访问用户去掉后,开始产生新路径
) v% c3 [7 x0 k9 H; m+ e7 o - if setdiff(part_sol,1)~=[]; n3 C8 l% h! {6 _
- n_sol=n_sol+1; % 表示产生的路径数,n_sol=1,2,3,..5,6...,超过5条对其费用加上车辆的派遣费用 ) [5 _, C: ?' i; E$ w2 I
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
; n0 e: y$ ~7 R$ I. q* S, ~ - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); % V; l+ U+ ~4 a\" n! Y; I( f\" S* ]2 m
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
0 e' {, \4 x7 K) K. p' x3 I - fprintf(fid,'\n');
3 P* m: g7 G. \ - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
1 g+ U\" k4 S\" y2 P6 R2 M0 Q: Q - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
$ j# N4 |& q+ {4 i9 k7 F; ? - fprintf(fid,'------------------------------\n');
, ?1 `# G, W) j: x* N6 [% n! Q - fclose(fid);
+ E+ p2 I2 b8 `# J9 S3 O- u - / N, E# i5 P, C
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 ]# w; L1 v5 v) ^
- final_sol=exchange(part_sol);
4 Y7 d. ?\" @9 ~3 \, Z - / B }( s( }7 C( A y, K& }4 `
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
8 h( T/ H. q5 N( D! }; m! J - temp(t+nt)=final_sol(nt); / w5 ~- b6 c4 h# a# n
- end; Q! g2 X- d3 Z- f! y; O# L
- t=t+length(final_sol)-1; ( s) R A$ F. b0 g! G
-
8 T$ V' t( h) ]* Q - sumload=0; , [2 {1 \5 t) X% y
- final_sol=setdiff(final_sol,1); $ D3 y; _: R C# O' a; g
- rn=setdiff(rn,final_sol); 3 _+ n1 R$ B- ]; c3 s
- part_sol=[]; ! r' q+ P, P5 g) |0 N2 L# T; E4 m- \
- final_sol=[]; . F7 d/ @\" w9 H: @
- nn=1; i% Y8 d% N/ F+ Y+ H
- part_sol(nn)=cur_pos(i); 9 E. C2 P* l! U\" i, R
- A=[];
7 K. |* _% t+ A( w* B, C$ p - n=1;
# a3 A9 `# X2 E( M6 } - 9 r( ?+ j: ^/ o! [$ }' O\" b2 W
- end;
* a5 U( D7 O# x. O' H - end; & z6 T0 X( ~0 o8 Y( H
-
7 z* v2 Q2 T5 d2 b4 ?* X4 Z - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 3 S; z\" i; o! K\" n8 d/ Q! K) B
- n_sol=n_sol+1; - X. n9 @& N& \% f, q% l+ q
- nl=length(part_sol);
7 r& v8 A- g7 o - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
2 Q5 o\" | g* X# X- D, \ -
: Y$ k- q6 L; ^5 h7 M - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
; W1 {8 N- T; @! ^. C; q- M - final_sol=exchange(part_sol);
; S# _2 r4 o' Y\" n. Q# x - - D\" e. V% b\" X% W5 b. v
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 , P# W) b$ j& n% N5 Y* I
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
2 \9 q- ?, r0 g( i/ g- s& y$ Q - end;
# b- H7 Q) U g5 t. h -
6 v. W: ^7 t9 a! o6 }) m - cost(n_gen,i)=cost_sol(temp,dist)+M_vehicle*(n_sol-vehicle_best); %计算由蚂蚁i产生的路径总长度
/ r1 S! A# ]! U2 a: v/ g7 t1 Q4 S -
, j+ Q' ?- R9 \9 A+ D0 I - for ki=1:length(temp)-1; ; n% d- {5 L/ D; o5 s
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); ; O: q0 _: D# V4 h- P\" F
- end; $ w& S8 O/ A0 Y6 O ~5 h
- ! h5 j: V4 O& I
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
; v/ m, X' s( w$ o0 X, }7 J - best_cost=cost(n_gen,i); ) X0 L/ R* S$ ]' Y( c
- old_cost=best_cost; / K: f/ R( c# l7 A
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
2 y- @. S; s9 H! S& k1 L: I5 l4 D/ m - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 / H3 H3 W0 x% Y/ }6 Z5 p) P( ?
- best_solution=temp;
3 d. T) @+ p3 v8 l, K* s - end;
8 G; T: s; Q8 j) g* y! L% t - ! |' ~6 G5 O1 C) y
- if i==m; %如果所有蚂蚁均完成一次循环,,则用最佳费用所对应的路径对弧进行整体更新
8 v! n% @3 Q) E! L - for ii=1:32; # k R/ }1 Z9 f7 \+ v. K
- for jj=1:32; ) t8 J( s8 e6 L5 v: z8 E
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
: m8 z# ] B6 V5 U - end; * D+ T# {( o0 y6 f, q9 C
- end;
9 }* G; y( f/ `\" W \ [0 G - : C! z0 U3 S! d1 k
- for kk=1:length(best_solution)-1;
6 V% c& Q' }3 V6 r5 `, Q! H - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); ' ~8 X: F9 |. a6 P9 P
- end; : |% A; j- l& P* L; I( `% [
- end; ; q' h+ }3 x' X+ u2 f
- , r( H, f6 j; Q; ]
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 8 f% C& G+ o: W. ^ f
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 3 u* J* a' F @: {* s( I
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); 5 t# n- ]8 O8 m4 p
- fprintf(fid,'\n'); \" X* H4 J2 R& ?: W' @
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
$ J# u5 K! o& M0 a: q: D) C - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
4 r( ^- s8 ]$ W/ F- \ - fprintf(fid,'------------------------------\n');
) _' P3 _+ c$ b9 @/ z$ L/ v - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
\" }* g/ A& M8 J# j/ A1 P% w3 l - fprintf(fid,'%i-',temp); 5 F) Q$ z* e0 x; F8 s6 u* d
- fprintf(fid,'\n'); \" k% I' y\" O) y! q8 T t
- fclose(fid); 4 p; y* ^8 _9 k5 A1 ]5 J
- temp=[];
9 R* h' `& ]$ `, g( g+ K - break;
2 U# {8 g/ g. o7 A; H! J# L- w c - end;
8 e' o7 t/ U$ p, ~\" ?) f - end; \" Z2 o3 _- a( ?: n
- 4 v: y9 D# k( ?7 t
- end; ' d: Q- x! D8 B( r$ i\" t
- end;
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