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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 * U- _& k B7 }- ]( o
- %
- `. f: K7 ]& b - % % % % % % % % % % %
# L2 m7 p1 l! J, N& y -
' _; m. m( ]7 v; q0 Y - %initialize the parameters of ant colony algorithms
. R* S% u- u; D8 p - load data.txt; M; W* q6 D9 f! a2 [ |0 o3 Z
- d=data(:,2:3); ) o W1 [3 T8 r( W/ S7 _7 q
- g=data(:,4);
) i' n/ |0 D7 I5 a8 L/ m/ p! c( d - m=31; % 蚂蚁数
1 M) l) _\" [# @9 u& N0 z - alpha=1;
. L! p. u, |5 o- g# s* { - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
R( g3 e5 i# H& }( \) L - lmda=0;
5 k N; l b; B& |! W0 S - rou=0.9; %衰减系数 f8 x a0 z+ K5 j
- q0=0.95;
: `6 Z, |1 K7 {8 R( S/ x3 k2 t - % 概率 4 c+ F: |: {1 [) e9 f
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 9 t; P; x2 {; w7 p3 t
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 9 Y, A, \2 K0 t, D5 W# C6 L
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
% {& j) ?: X+ s p - QV=100; % 车辆容量 ( M3 @' g# S* N. o& m
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
) l4 D8 E' C2 j, K( E) p% O - V=40; \" Z- d( L: F$ d% u2 O
- % 计算两点的距离
9 a9 R7 x# E- b' y; Q - for i=1:32;
4 Z9 G8 w: }. f - for j=1:32;
6 E7 d# g( k1 d M& \9 @8 e - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 3 I& e/ i+ _ f9 Z9 F6 r9 H6 H
- end; : K\" w- x7 j* W0 j2 x\" g& _9 g
- end;
1 e+ |+ U) i2 P- W7 f* j - %给tao miu赋初值 9 \3 z1 `) y9 N& e
- for i=1:32;
- r1 e R8 t0 S$ p( z0 z - for j=1:32; / m9 M9 r8 T0 \2 @* z! ~' ? E
- if i~=j; * ]& p* i\" \9 U% l2 e1 X
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
7 v! z/ K' L- n$ C1 v\" l3 N% { - tao(i,j)=defined_phrm;
2 X R- k/ d2 T k - miu(i,j)=1/dist(i,j);
2 k- n) i, x T) X - end; : S9 T$ a$ @; v$ S4 z
- end;
- z* F; w$ D0 f2 ?! ~ - end;
0 [\" p( l S. z7 h -
! p& `/ o2 `9 y ]5 k - for k=1:32;
0 R# c' R1 @+ s1 X0 y% \ - for k=1:32;
2 j* K; _& o( G- j; d# V - deltao(i,j)=0;
5 o( l$ H2 t; G/ u% ^8 G - end; 4 \+ D0 I/ @( k\" K. _# L
- end;
7 _) c! a4 }# H7 C0 R% u - best_cost=10000;
7 {( ]0 C7 ]% R4 W( V - for n_gen=1:50;
% h0 |& t5 w, k0 p& z - print_head(n_gen); 1 c/ q6 z) } c0 Q. a, V( u
- for i=1:m;
& Z\" ]2 |8 j5 N7 U( x1 |5 G5 } - %best_solution=[]; : T+ f& j7 L. O
- print_head2(i); 3 U0 L) ^. T [2 C; L2 U
- sumload=0; ! T' c/ \) U7 ]; M% i3 Z
- cur_pos(i)=1;
, h& r$ F3 A( x2 H3 \+ K/ D - rn=randperm(32); ' _2 m( ~, t ~4 {; I5 i! x- C# k
- n=1; 3 [2 i4 B5 |# a- P
- nn=1;
, v4 K! c; O, }( C+ F3 t% `9 } - part_sol(nn)=1; 1 m- u& @' o- D
- %cost(n_gen,i)=0.0; # d7 @7 \$ b$ w5 G) l5 R. y+ m
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 # D; }$ @ A4 V8 w6 \ p7 x\" a* m
- M_vehicle=500; ) a* X+ R2 G$ z( ]+ Z& N6 C
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0
8 e. r2 }5 L+ x# O4 e, m$ Z7 E - 4 w8 n _. x) J
- while sumload<=QV;
( u* S; b- Y( E, ]( Q% f -
) ]9 U0 Q$ P9 R! M - for k=1:length(rn); - J8 z. k* d K* w+ O! O/ q
- if sumload+g(rn(k))<=QV;
7 _\" ?9 Z' N# z7 n! H+ u - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; T2 k# b( f0 b0 ~
- A(n)=rn(k);
/ d, y4 z9 N0 n3 O3 \( N - n=n+1;
: ]* N } q) v - end; , ? T+ ]+ ^( X' \# v
- end;
) e: ^* j' g+ h# W, ~6 g - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 3 N: e! ? ~7 T6 j! ~. u ]
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
2 P7 G H! n ~) g# L - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 4 G, T2 w9 h a/ k+ @
- fprintf(fid,'\t%i\n',A);
( b5 Q& q) w0 j9 w, x: A - fprintf(fid,'------------------------------\n');
' W* ~1 Y6 _( {# G T - fclose(fid); * M/ `% G) ]. F: u0 A! `
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
- j( l9 C; n; x5 c6 { - maxp=1e-8; J) c& O: a3 t& @
- na=length(A); 3 I\" l\" Q% u( \4 O/ Y! D* k4 ^
- for j=1:na;
' a1 a7 Z& _4 d. t4 i - if p(j)>maxp 0 _* X* M. G' l, q5 s/ |
- maxp=p(j); ! p3 k( {2 W7 x# i& [
- index_max=j;
6 [+ K8 @3 ]/ d( A - end;
' U6 C9 N8 \& b0 D8 }\" q+ A - end; ! S+ _5 }6 i9 c/ ^# O& j
- 8 {) x( ~- w- T- P
- old_pos=cur_pos(i); ) \, q! G' A+ d4 `
- if rand(1)<q0 2 R' v o\" y( q, l4 k1 N T7 y: c
- cur_pos(i)=A(index_max); 5 ]! w& o( r) q' V+ _
- else
+ V0 ]3 p2 w9 u2 }) O6 R - krnd=randperm(na); 3 M* g, z' f/ F/ S+ @) E
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
0 V- f- e2 N7 b\" m2 q - bbb=[old_pos cur_pos(i)];
: L9 Q6 d& w' s2 V$ e - ccc=[1 1];
* C5 d& N! L. F+ P! q0 z! a - if bbb==ccc;
t4 w7 z* l8 h. ~) j3 i, V - cur_pos(i)=A(krnd(2));
: L; j% p. Q2 m1 ]5 { - end; ( S% ]7 Z+ i' L8 \4 J, J
- end;
. c- U! P* `3 g\" V5 c\" t R' z7 O - : ~8 A4 _& J4 `5 U+ w3 ]1 a2 ]
- 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 7 W1 |# z6 p* [& M; f! Z; f# r4 r( K
- % Z8 k\" j\" t, m\" U4 ], I
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
o4 ] F7 N% B\" c; \ -
; O% ]2 ]! Z3 q0 k5 | - nn=nn+1;
2 B, ?8 W$ d5 x/ C - part_sol(nn)=cur_pos(i); ; G/ }2 d& q( x) b! x- F! n
- temp_load=sumload;
+ y5 U* q1 B. Z* G' ^ -
4 Y* Q+ p ?2 S* A - if cur_pos(i)~=1; / P' Y. t y# \9 e$ F% X
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); 5 \4 D/ e! @* i
- n=1; 2 p' l4 D+ x0 p. B
- A=[]; ) z( q. L7 } W. U6 x5 Q
- end; . t0 x- u; S7 ^& O4 Q3 f
- @% S* ?+ e\" J( ^+ ~. A
- 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 5 w- ]1 M* |1 ^! U2 {( `, o( R
- if setdiff(part_sol,1)~=[]; 1 m6 m( ~' f1 t% @! M
- 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
: m% h+ J0 t) p - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
3 F# N, Q+ P, F5 V! @ - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); / x1 m' s I' n! ~/ e# e4 l
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); 5 d9 s# ]6 }- F: X3 z
- fprintf(fid,'\n');
, S. h- S5 ^! e; q& ~: j: T' a - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); \" o# f& S9 P& r' L- Y
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
# l* \\" j) v! y5 z6 L+ P, k& @\" E M - fprintf(fid,'------------------------------\n');
$ d0 V. d; F& F\" j - fclose(fid);
2 O6 y7 z9 L' W- s7 A% c -
% w& l\" A# p& ~. w( H+ y - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
1 e; _% N$ ]7 H2 J - final_sol=exchange(part_sol); : F/ D/ t% |: A& u9 T4 E' i0 j
- 0 i( F4 l+ L7 n4 v+ }4 Z# q
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 4 @1 v) I2 ^; d$ _ U f+ B. B
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
; l$ G1 D/ _# e3 {- A - end; 9 i* S1 j$ H8 V! o7 _
- t=t+length(final_sol)-1; 5 J- O+ J+ `% m) a1 {4 H% ~: j, G1 q
- / @) O# a6 C5 J
- sumload=0;
8 ]+ w8 Q; j5 ~1 ^ - final_sol=setdiff(final_sol,1); ( F9 ]4 D- B; K' v9 p0 \' f# W; j
- rn=setdiff(rn,final_sol);
# y, z& g( C$ U2 G0 v- b - part_sol=[];
7 \2 Y% z: k: J+ d0 K - final_sol=[];
$ @6 v+ [4 ~( Z* h - nn=1; ! ^9 m, F! v3 x
- part_sol(nn)=cur_pos(i); * g }& I' c# w C
- A=[]; # j/ p v$ V: i+ Q4 z
- n=1; 1 R$ @) T6 d: t
-
\" E$ c* ~# W% ^- ^' a7 r - end; 4 L0 s$ F+ C6 R1 t2 ^
- end;
5 Y( L) H X\" v, e -
8 p4 t/ Z; Z9 U - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 8 [2 F0 S3 e. _2 i3 L
- n_sol=n_sol+1;
. J7 Q/ v9 n( ^% Z- X - nl=length(part_sol);
0 s: o, A* V5 X( ?\" W - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
! i9 J# {7 |% d R - ! @# _7 T! s1 N9 s' t; b
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 * b5 K7 F/ k; {* M! X
- final_sol=exchange(part_sol);
! @' v, C4 M# _8 v Y -
$ q8 s! L }' y$ d - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 ) H$ R/ J* [1 F
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
% \: ~5 c0 W6 |( }. U' T7 O& c - end; & ^% _2 @+ [- D/ g9 g
- # o6 S# Z r% R8 j' Q4 d1 Q
- 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 ) f% V) U+ I\" H
-
4 K; L' ~* |9 d$ z# B- j: f: G - for ki=1:length(temp)-1; ' N5 G+ G) J2 u) C
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 3 i2 Q e e) I# j. C
- end; 4 U7 h! ?2 T9 I J2 m! U: k2 f
-
- |- o# X* _1 ^& v7 ]7 ?9 D2 ] - if cost(n_gen,i)<best_cost;
: k6 n\" v# K& ~8 h) V - best_cost=cost(n_gen,i); 0 M5 O4 e( z r9 q8 {' P% a1 A4 c
- old_cost=best_cost;
3 v( ^9 Z! e7 O4 D6 \: Q - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 # ?2 f8 ~+ f F! R) J& U9 [
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 2 g/ U: ~, @. {4 O4 q* P
- best_solution=temp;
' {- ?- J+ w9 r* O, b- t' `4 ] - end;
& o- E2 \! c/ y# c6 G9 B; J -
/ f' N4 M& T( Z\" l, v - 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
3 q. I9 V2 C7 n; i- Q - for ii=1:32; ; U7 z0 l/ o3 h4 r' F4 E
- for jj=1:32; ( n* S; b+ w1 H% T
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); 5 N\" f) O- O4 Y
- end; 0 _! R' ]! W\" T8 K
- end; k6 Y2 f2 ` I: T\" `, O. @8 S
- - ?/ g: V; }% k2 i
- for kk=1:length(best_solution)-1; * r6 V5 Z& Q) j% ~/ p5 Y. l- ^
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); / D! A3 ^$ x, ~: H# Z
- end;
! |0 M6 t+ r- \, D. D/ H# N/ m - end; * W0 g4 n5 p5 b
- , V& O, s* w+ I7 U4 n; V7 b
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); : V8 A! M1 C8 C8 W& X; \) H& |: T
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
% B& [* a7 ]7 j7 U% v( w# { - fprintf(fid,'%i ',part_sol); 2 |' J% ]+ ]# `/ T
- fprintf(fid,'\n'); % \8 n0 a1 [7 Z) r* g, ]
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
9 _2 r7 _8 b1 b3 R - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); 2 L% u U5 r& }- ~ X& U% b; N
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); , I. e\" e. c0 x; @. m0 S0 y% l4 ~ m
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
0 d+ k7 Y z4 B; ~ - fprintf(fid,'%i-',temp); 7 X( ~2 k& M, U7 W
- fprintf(fid,'\n'); ) w6 w/ w& ~; S) ^: b& P# K
- fclose(fid); % t0 k0 x) V! G- ]
- temp=[];
2 X% u3 S: C8 i# R* w+ H; o - break;
% y6 e, u7 N. Q - end;
+ P9 F8 V1 Z0 N | - end; - P6 t1 \' Q: }# w1 Y
- 6 i: ^# r# W# v; [
- end; / M! C' E& f; e' b3 d4 s
- end;
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