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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 % d) G6 t. m1 E$ B1 T$ C* T
- %
) F h# o$ A! D5 o* ~ - % % % % % % % % % % % ) o/ c; x3 q6 `0 V2 u, B
-
4 [\" X: T1 |1 m# f; F - %initialize the parameters of ant colony algorithms 1 e+ z! I& u( {! I D6 H# @( ~
- load data.txt;
' D* h! G\" ]; }7 c! f: h - d=data(:,2:3);
# O8 E/ C0 q2 g1 C$ s& y( ] - g=data(:,4);
% ?9 y. U0 m. t0 `4 _ - m=31; % 蚂蚁数
( M2 {$ B$ a! o3 A - alpha=1; 6 B1 ?* w) g. K
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
- U2 M0 ]$ [7 F - lmda=0; 9 J\" B. W& \1 H
- rou=0.9; %衰减系数 8 ]: ]9 V9 Y+ j- l* T
- q0=0.95; % z/ x/ ]2 [/ B* F$ \
- % 概率
) h3 Z9 J7 z: `. z* X6 Y - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 $ |+ W) d C0 F3 a
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 + C: ~9 p& }, v9 p
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value 5 W K7 Q' q\" Z6 t/ Y
- QV=100; % 车辆容量
( c2 W' |. p' s8 k3 X5 G/ r - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
) q% N2 _! e' h! ~2 U7 u2 U - V=40; 6 O6 I* L( f. q
- % 计算两点的距离 ' E! Z3 ?& U6 u( z
- for i=1:32;
8 h/ h9 j1 a1 C) E - for j=1:32;
$ v6 y( d1 N) ]\" w4 c2 G& S - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
\" P3 R* r. o( f5 ^5 l9 N/ @ - end;
% |8 Z# z0 Y: G+ Y% U- w. ^ - end; 3 K: K! i ]3 \- j7 i# Z
- %给tao miu赋初值 : G0 J) c1 O E1 r1 M4 J
- for i=1:32; \" d5 v: m9 M$ |4 a; }4 w) ]
- for j=1:32; 0 V) Y( M* }, y1 n$ \# h
- if i~=j; , j. L% D( h4 n5 ?8 g: M
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); . s c5 p _& }\" l( A/ h
- tao(i,j)=defined_phrm;
: K4 P+ d7 O4 r - miu(i,j)=1/dist(i,j); * \& r\" s3 X# w. r, k& Z
- end; # t* u% c% x7 G1 y
- end;
/ A( J! v\" d0 K) E: J - end; 9 g+ s8 S+ ^- |- p. k
- : S' Z l7 E3 n! i! b& G) `- v% ?
- for k=1:32;
\" i) G: ~\" O/ Y4 ]0 O# Y3 |) |3 \ - for k=1:32; \" O2 Z f& S% b/ N\" a7 f5 v
- deltao(i,j)=0; 7 b' a% s1 e6 A
- end;
* t8 w) K( I& j0 z - end; # F4 ]$ V! L% n5 Y
- best_cost=10000;
/ w$ g* \$ a, f - for n_gen=1:50;
9 y3 ?/ @\" |2 M) A& s - print_head(n_gen);
6 {) i; A\" O\" |9 e, I7 y - for i=1:m; ) [8 }. z1 }% o) \2 C9 t5 ~: N3 c
- %best_solution=[]; ! F9 }& P1 Y! w& T\" m3 w0 z# p' t
- print_head2(i); - I l. D+ i+ R4 I. L' |9 W
- sumload=0; * l) O! W; Y+ j$ ]/ h) h
- cur_pos(i)=1; ! \' y5 n: F, I# d) ]
- rn=randperm(32); 4 C4 K& E; K# @3 o* A( u4 U
- n=1; . j0 ?8 o! P5 S
- nn=1; . E( k4 J\" V6 |& U& z7 @3 D. V
- part_sol(nn)=1;
8 l: x, u3 U1 g$ d# K& A - %cost(n_gen,i)=0.0; - a( c: z: _1 c$ ?7 r
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 0 N5 q# O% A9 j% n$ b
- M_vehicle=500; & p. ]) L2 I) u Z- y+ v\" B' W
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0
' H T& o\" H6 [! q! U8 K8 F' L9 p -
\" s% {$ L/ z; W! { - while sumload<=QV; 6 r4 d4 Z u* J8 E: }0 O
- 3 E* ^1 X' r/ P
- for k=1:length(rn);
7 O- `6 x. G8 |2 o1 T$ a - if sumload+g(rn(k))<=QV; ) W) O3 o3 w; H0 m5 l% M8 v
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; ' A. H$ o, ?0 i! l) K, x
- A(n)=rn(k); & X4 G9 o7 ?2 @3 x7 O# k6 W
- n=n+1;
3 ^4 Z& F9 i2 n( t2 z - end;
5 c$ p3 B7 Z3 y% l0 N - end;
: d G2 Z. Q; b. M - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); ! v% _( f5 a& I
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); 9 V j0 E0 w2 t; K9 z4 J0 w\" H
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 7 R6 a4 T9 t+ ?9 h
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); + v: U0 [- |% Q, I- d
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
' X2 _* c2 b5 P$ O) Y% V5 | - fclose(fid);
! i* w$ }% Q5 v# \3 [ - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
) @, a1 [& U; ^( `6 M' h - maxp=1e-8;
8 d' _% G& I% ]: p5 N! s - na=length(A);
. a$ l; B6 @: d7 B0 L - for j=1:na; , z& }9 c& b3 [
- if p(j)>maxp 9 T' |& m2 k6 L9 `, k
- maxp=p(j); ' Y/ Q5 b8 ^) b- Q6 A
- index_max=j; / V: I1 `- N* \\" Q
- end;
9 b2 I! {, }* |. n+ e! q' x - end;
/ E5 e+ z) @\" r5 O; i7 u - ' v7 q$ k- y9 w
- old_pos=cur_pos(i);
\" z1 v# j/ z6 R# w - if rand(1)<q0 0 H# V1 P3 d1 M
- cur_pos(i)=A(index_max); 1 t H5 a& w1 K% ]/ G\" c1 s
- else + ^& k8 f, I. i
- krnd=randperm(na);
?) z6 ]- j1 B - cur_pos(i)=A(krnd(1)); / w: T0 N0 E5 |9 L
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
8 Q9 F6 L, R\" f# i: @7 i: A - ccc=[1 1];
2 i& f9 B& h/ H: {, C5 b\" q - if bbb==ccc; 3 }) W- ~\" `- o5 S; z# t1 h) R1 A
- cur_pos(i)=A(krnd(2)); * ?) B4 k- }, b g; G
- end;
$ ]/ l: [$ V6 z- {; @ i3 h% x - end; # C( w, Y7 C- F8 g5 ]
- : U/ K+ K. o$ N I5 w
- 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 : T t) V: B\" p$ p
- + {6 k! `2 Z$ ^\" ^9 E
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
. e: n% X k: x4 a1 j -
0 U$ v4 R8 m* i) k - nn=nn+1;
4 m( R% A9 S2 U- W& E\" W. s! D - part_sol(nn)=cur_pos(i); ) q) v6 } |6 y
- temp_load=sumload;
! R, ?& y6 S- N; K( t - # ~( o9 n. p( y! S2 f- s& m
- if cur_pos(i)~=1;
7 G& t9 w6 Z9 c9 B# t' T - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); ' i: Y' r/ r' ^$ t4 J
- n=1; : {$ T2 J6 D) Y% H/ ?& l& w
- A=[];
, A5 n( [ p$ p' q& a1 F - end; & {4 s, ]2 K( n5 t
-
, M8 H+ h: b% C W - 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
! O$ q1 U! d) x. I& t+ D5 P; B- W - if setdiff(part_sol,1)~=[]; ! F. w' O- \5 S# N
- 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 ( L. Q2 [) p% ^$ c' N9 q
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 4 Q) f0 t0 n/ B5 r8 `% {
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
0 Q& r0 A c! v, W9 _4 G - fprintf(fid,'%i ',part_sol); \" e- U4 n! M4 t9 z O. T\" o( M$ h) ~\" k7 Y
- fprintf(fid,'\n');
& P$ [& q* |; B9 N - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
& Z/ C% r6 P) ] G# s% ~, I - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
2 x( {( Z: @! L2 r j - fprintf(fid,'------------------------------\n'); 8 Y4 `) p/ r! w3 k$ ~ a
- fclose(fid); , u6 W1 H c0 Y; Y3 i
-
3 d1 A# h- Q9 Z7 L - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 7 s8 r6 K4 {' f j
- final_sol=exchange(part_sol); . C\" |- s8 z8 M
- / S% K% T$ k* V' P- y+ x% }
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
- y: q% j1 V. s; [\" ^2 B0 ? - temp(t+nt)=final_sol(nt); 5 G# p+ T* V, u\" N! @# J\" d- {
- end;
, M; z5 T\" n3 z, N\" M+ {, A - t=t+length(final_sol)-1;
- u; [4 C2 X8 `3 g - % [- z' V% p+ C' ~: q. h% y; V' V
- sumload=0;
5 }+ O6 o7 o( w z( F+ r - final_sol=setdiff(final_sol,1); / ]1 k) S! T( U0 R
- rn=setdiff(rn,final_sol);
6 c7 {3 T% ~/ O! C* p$ q - part_sol=[]; 9 C- q3 r\" _) }/ @$ q' F4 V6 I5 M
- final_sol=[];
, y5 b: d* q J6 I9 a, T2 H - nn=1;
0 \! Z+ I% D\" _1 J. |, O$ i - part_sol(nn)=cur_pos(i);
* d( G8 `+ n: M - A=[]; ; j! E% d; g0 \
- n=1;
/ |, y# d& z6 n8 j6 ^) }) K - 8 c& J! b\" y% w3 ?% Y/ v
- end; ! p. _/ Y; E& K( h* c E. P' P- Q
- end;
) \' u- ]8 U/ `5 U- A2 M9 i -
( _; s4 D+ A9 _. {1 k, J - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 ' B) V$ O2 x/ N$ V% N
- n_sol=n_sol+1;
R# [5 E; U- i0 N/ F4 A - nl=length(part_sol);
L4 W/ [. {' E( X8 g* M - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
/ x3 u* I) z( ] -
( a9 j6 z0 w( Q3 v2 d9 I - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
) l' n4 j9 v9 M1 q - final_sol=exchange(part_sol);
t. q2 c6 t5 X% Z2 v9 q: C! M -
7 q/ g8 [2 ?1 m/ `7 `; G' d8 O - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 % {, V0 g6 D\" r' s+ s# H
- temp(t+nt)=final_sol(nt); - f t6 _6 `0 \' g$ f
- end;
\" I6 Z5 K0 v& i. { - 9 [$ A: Z/ @: _! `/ Q- {2 F, ~
- 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
, M/ T4 m: k\" _- x) L - 7 G+ Z: F\" j7 b* }/ s' a; ?
- for ki=1:length(temp)-1;
: ~) C7 P: o$ }% i0 j2 {1 w3 ~# t - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
. k6 R! a. v( ], J& j - end;
8 r+ b* K/ z* i3 l9 v2 y - 1 Z# N& r' e+ T. k, n2 ]
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
* E1 J0 ^4 I4 T [5 J# Z - best_cost=cost(n_gen,i); . [* L4 o7 W: \( {0 @: f
- old_cost=best_cost;
6 P1 c* d5 y# S: N- z - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 . Z7 W1 j/ ^- K+ W) V5 K$ r
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 4 T) ^3 P- W) s% C8 q5 E5 a
- best_solution=temp; 7 a( V2 V5 V/ V; S' Q* c. e
- end; $ b3 O' |; d5 K
-
( {) d4 ?& q* m9 k, P - 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
' [& J$ q% P( R# H/ q) c\" s - for ii=1:32; ! R7 c1 S I8 R
- for jj=1:32;
m J$ m9 q6 r, g8 O - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
5 H( m+ c. x( ~) n* @; m. ] - end; , n( j% B( d& T; U
- end;
* j: f/ z! x, U# b# g7 D. j -
5 w' W, g( |7 z9 @' [ - for kk=1:length(best_solution)-1;
6 ]' A1 o- ], c0 ? V - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); ! S. {' U+ S$ S2 a! r9 O# w
- end;
# L0 \. t. X' K - end; # Q% l3 k) L1 t
- ) N* H y; i% T3 x E# X' `
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 7 Y% y) _: K2 L/ s' D J: @9 I# o
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 6 T9 h8 Y: |0 g
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
( V h+ P/ l9 B - fprintf(fid,'\n'); 0 i( g1 W1 k/ K\" u
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
- s$ _7 Y; c' v& c% X: C - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); : e+ l; p6 K7 T& f$ C* c$ `' a
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
% s) d# Z# K$ q7 k1 ` - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); 2 P( Q: S, @& d, X# d
- fprintf(fid,'%i-',temp); / j9 v- v\" a; w0 p( i9 k+ H; A
- fprintf(fid,'\n');
2 T1 {7 Z' v9 e. v3 m - fclose(fid); 2 j4 H( u7 F3 l; _9 B/ A, X
- temp=[]; 6 ^: J0 ?* E+ r# f5 J. t
- break; 4 C, }, B8 Y! d; x/ a
- end; - F4 q' T% n& }$ U+ v
- end;
* I7 r$ Z% \; v; p3 d -
2 i0 d0 k/ d4 o8 g( D( r\" m/ H - end;
4 X5 W' |2 v$ }- z - end;
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