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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& S' S; U0 _' `& u; p+ O
- %
% A9 n4 ?\" U) D( H% @0 h* a* H - % % % % % % % % % % %
: C9 q& K4 f6 K$ o5 {\" V -
1 z4 {7 L2 W% G8 j6 Q; s - %initialize the parameters of ant colony algorithms
/ E\" G' r# q6 o/ X/ G4 A% n - load data.txt; + }\" M4 S& N+ n6 @4 o\" t
- d=data(:,2:3);
\" u% e* M) @. e1 W - g=data(:,4); 7 \7 ?1 m\" Y6 p% {1 R% T
- m=31; % 蚂蚁数 7 R2 S) L! j5 g# n
- alpha=1; \" D# Z: b0 |4 F) {1 g# b0 n$ u
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
1 G: w5 b$ {6 ^: B& D! k0 | - lmda=0; 0 N2 o8 U1 X8 B
- rou=0.9; %衰减系数 6 ~5 D% a% ]\" Q2 ]1 b( G
- q0=0.95; ) K; f4 f\" T& f2 \9 x( y
- % 概率
) `! L& D/ ?9 L) i: o5 t4 K6 D - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 \" e2 a) T5 J# c( e\" m+ M4 i
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
: r8 z$ L' _& Z9 {7 x, H7 s5 \ - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value ) _7 ^& s6 [' S$ @3 \6 f\" c+ Y3 k$ u
- QV=100; % 车辆容量
2 J& [+ m\" }2 j) F: g3 i) Y& _ - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 * @$ r% @! w( |. y, |5 s: A
- V=40;
* B8 r! ~0 C9 o& w5 p# t& ~ - % 计算两点的距离 6 H( \/ j8 L& a
- for i=1:32; / R9 }- U$ {4 Y; S$ j/ ?7 c- D) M
- for j=1:32; . H% Z) m/ c+ ]3 ?2 R6 Z: Q9 k& E
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
2 ]2 s( D( I1 v% w1 a3 ~! n - end; 8 Z) d/ {) L# }7 `# s0 s
- end;
( T, R$ V( n' R7 c8 `\" A- s2 \ - %给tao miu赋初值
7 w# e* ^! S/ `/ u - for i=1:32; ; X9 K( ~& o, ?/ \5 k1 c+ Q
- for j=1:32;
0 q' A8 g% o\" @1 O) n# H7 n% ~ - if i~=j;
3 B: y* C+ p, X\" r& @ - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
( q; Y5 G- t! K - tao(i,j)=defined_phrm;
# m! |. @* C% b/ M8 r - miu(i,j)=1/dist(i,j); $ b- b3 x' K4 Q$ z
- end;
/ o4 v6 K; D' L1 z - end; - _( z* `0 r0 X4 h
- end; . t6 `. t- l8 u\" g\" |
- 3 L& G# b0 q1 H( O8 i; L
- for k=1:32; ! t+ w6 h\" f' G3 A
- for k=1:32; 1 U7 m& h* H1 Q
- deltao(i,j)=0; ' Y7 w$ K3 T& r7 F' ^6 o
- end; . I! m\" d! g+ R a, c
- end;
9 t4 s4 |2 S% E1 K - best_cost=10000; : L' L) x. ^2 }# D: l; G$ z1 s
- for n_gen=1:50;
7 [& p6 U2 t& w( ]5 u - print_head(n_gen); - x# P) e$ R% W$ i
- for i=1:m; . J0 V) \) X. ]0 N' ^# R
- %best_solution=[];
' x: C H' w0 m7 D4 e, L$ s$ w: c - print_head2(i); 0 Y8 \- Y6 Y3 X. J- L+ h! F n! G% Z$ J* ]
- sumload=0; $ ]- N' b7 y7 k3 V9 h* T
- cur_pos(i)=1;
# z( R, i8 x/ _ - rn=randperm(32); $ [) S3 z6 V5 M/ ^& e# H0 R
- n=1; ! J7 k5 Y- o# O+ }' g! Z
- nn=1; + {\" o, k# c. e\" o8 Z; x
- part_sol(nn)=1;
5 v* b; h4 j9 a1 f. S - %cost(n_gen,i)=0.0;
2 T; ?' p! B* c. ~0 r- q7 O - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 , ?, h5 U4 q7 Y: H* d; k& F& p
- M_vehicle=500;
\" z4 Y0 Y% N\" M) l/ b( m - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 0 C/ m* V0 ]) u) u, \
- & k+ W- Q' f7 F) M6 Z
- while sumload<=QV; 6 u, E' j, l# A; b/ r/ N
-
4 m% z\" S0 d7 Z) c% Q' X7 ^ - for k=1:length(rn); & q% a. Z5 Y7 T, H2 d
- if sumload+g(rn(k))<=QV;
. {9 k* M3 R8 s- }8 D$ y - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
5 Z: Q/ B4 h6 I1 y: C* Z! g - A(n)=rn(k);
0 E3 N% _2 T4 _; q - n=n+1;
1 ~% }% U7 u4 u - end;
6 g% M* S4 y: _# g l7 ~! |\" a# T - end; $ D\" J3 O+ F* M) {9 o+ Q8 u
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); : w; K( l* A, p! f\" L( K
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); # b* F$ r' B4 |
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') : k6 U7 v6 b! d7 z. {, a
- fprintf(fid,'\t%i\n',A);
6 N( y# }# V7 B0 w4 n - fprintf(fid,'------------------------------\n');
$ o/ n' ~4 h, G, m# N1 \$ i - fclose(fid);
. |1 t q! p2 f\" i3 _- ^ - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
1 h+ z& l. E% X - maxp=1e-8;
) m0 |3 F* T3 W* ?7 j - na=length(A); # h) w) |- h1 D7 A& B' d' f$ Q( Z
- for j=1:na;
# L2 U3 `* ? O4 U X - if p(j)>maxp
\" y/ n8 o- y8 @. D' P/ M3 h - maxp=p(j);
\" f) z b+ i( y9 u& H - index_max=j;
6 e, o( g8 ]4 u* ?& O$ o* u - end; ; I' c/ h\" \\" D
- end;
y2 c* I4 A$ x\" x# k8 \ - + x6 ?& d( _- t
- old_pos=cur_pos(i);
; ~/ m* m8 Z3 g8 v, S - if rand(1)<q0 ) |; V& g& ?$ t9 L. t4 X\" }- K
- cur_pos(i)=A(index_max);
/ {: t! u) w s, D6 k - else ) X# T) ]& G8 w& O3 ?
- krnd=randperm(na);
; k( t L3 a' Y0 G. a9 B - cur_pos(i)=A(krnd(1)); 7 f$ n9 M\" _+ S$ w9 t
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
/ @1 t' h _, J$ e6 ^& J - ccc=[1 1]; . t Q) e1 I+ s K\" X# c
- if bbb==ccc;
, ]1 R- j4 @9 z( G* \ - cur_pos(i)=A(krnd(2));
2 o8 `! \/ A- w; W\" G9 C# T( T; L! Q - end;
7 i7 {3 y3 P4 H6 F. P - end;
! @% y& t4 F0 F# S z -
- f, M4 n8 \) E# L3 H2 ], i9 P - 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
- Y2 ]8 K5 Y+ T- p -
2 S( \6 y0 X6 P j6 E2 ` - sumload=sumload+g(cur_pos(i));
3 U! Y/ S6 @6 \/ S7 ~8 b - ) P/ a0 s! x& y
- nn=nn+1; \" X9 P) P5 W. h0 {
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
7 A\" P* `5 K7 ?\" h$ i/ L0 j) g - temp_load=sumload;
! e' ^0 B2 N$ C) d- R$ r - # o6 ?\" L# m9 K
- if cur_pos(i)~=1; , g% O; t3 i: c' k\" g4 }6 h: q
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
& q1 w: ^9 E% z z9 r - n=1; / k& L9 U$ F! ~3 v; A
- A=[];
1 [) g( i1 C\" d- U% s - end;
: F1 H/ A3 X. Q' O- w6 U - 6 c# O* p8 W5 ^& L4 `
- 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 . D\" k' h: d% R
- if setdiff(part_sol,1)~=[];
2 ]7 c$ g6 L( c* U - 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
# S; l$ B8 u\" P' `4 ]. R @ - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
; W4 G\" m2 ]\" X) E - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); ) d( L2 V+ z$ v( ]
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); ' P$ ` R. r; f, ?/ W0 F8 v! Z
- fprintf(fid,'\n');
. I. d1 N: n% r2 E2 \$ r- J - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); / |; g& J$ m. o8 A2 \
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load); ; j6 F) \9 k\" y) m- L
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
% B( D4 @\" l2 }) ^ - fclose(fid);
U! ?) y) n- R: a/ ]( b - % {8 j/ v9 i% m
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
: w3 _% I D. r+ l - final_sol=exchange(part_sol);
, s+ U/ u5 [* _( V; L -
& R7 {1 R1 J4 @' Z3 z - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 , r8 h$ u) q& B: ?: a) R+ |
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
1 ?, o0 `# Q7 Q, z. o! ]( n - end; 7 A6 Y0 F' g. m% Y. H
- t=t+length(final_sol)-1; 7 ]) f! e/ a. A$ k1 a
- 7 {9 L4 e4 P4 V8 m3 Y; f$ g K
- sumload=0; ( E9 N4 ?6 H4 t9 S9 i! Y) P# ]( i8 l
- final_sol=setdiff(final_sol,1); 3 n% Q3 j& B! h0 p8 Z& x# o8 h
- rn=setdiff(rn,final_sol); , i$ h6 f( ?! I0 k! `4 O; [+ b7 K
- part_sol=[];
. |! R& I1 N\" f9 M3 m3 _ - final_sol=[];
9 y k. x0 E3 m9 D* l4 g8 k - nn=1; 5 g5 W. m3 g, c, t' A2 r
- part_sol(nn)=cur_pos(i); . o6 t. @( d1 B
- A=[]; ' O\" c$ K( ]5 ~
- n=1; . s6 l) L( R4 U0 S/ u1 @
-
/ b% f* o# N8 `- a+ E - end;
5 |8 s2 K! r# {+ u - end;
1 _! |% n8 _9 U - 9 ?$ t. w1 j\" ~+ K6 s+ B
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 ( R8 N% h\" q+ p6 q3 |
- n_sol=n_sol+1; 3 n$ ?/ Y- y' Z# J8 G- w\" {: A9 Y. b, Q
- nl=length(part_sol); & }% T; O0 r) `( [
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
) J* ~0 E7 k. R: _2 f - , y8 h! s- e3 q' m$ k1 Y7 X5 d+ e
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 : |- z\" J6 t7 F# u- l+ f J
- final_sol=exchange(part_sol); ) r, a( J. R/ ^+ y0 h9 V7 V
-
]* r3 j3 M( G1 S - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 6 k$ w) J; U! m7 ^
- temp(t+nt)=final_sol(nt); : i0 q' P% r9 Q/ C
- end;
% ~+ V0 m: T2 Y3 }: `# K @1 s -
# [\" w) B# [8 }$ j8 J% U$ v8 S$ }4 l3 s - 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 0 B: ^+ j1 p+ u6 g, T
-
' N( V1 v$ v4 z4 Q+ y s# O# w - for ki=1:length(temp)-1;
; w( A0 y) w\" J8 z: |; [, ^# P - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); K( }\" [ L( Z V6 O5 w9 j2 w: Q
- end;
- y8 o' e( n& G5 o9 j0 B% q- A -
7 c8 l; X% K, B# C, ~* U - if cost(n_gen,i)<best_cost; 4 U; ^6 N( C2 u
- best_cost=cost(n_gen,i); 9 Q) k/ H4 \( W3 X* | Z\" H
- old_cost=best_cost;
6 y0 E8 b7 j; F% G5 c5 E$ d3 z) |$ _ - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
4 l8 u2 X0 e- Z0 g, @1 v+ d; P - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
) N7 N; M& a) W - best_solution=temp;
1 D% g' u* U8 Q* \! N- N3 h - end;
5 z A7 R) R. t - ( D2 |9 y5 d8 K* U
- if i==m; %如果所有蚂蚁均完成一次循环,,则用最佳费用所对应的路径对弧进行整体更新
# T4 i9 {9 j8 t3 z, l7 s- U - for ii=1:32;
( H5 K: @# V x+ B4 }& X - for jj=1:32; ' v' M) L. H3 \, Z5 t
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); $ E% t& e5 b: ^' }( c, Y/ |: U
- end; 2 U9 u8 W- S8 {8 x+ i
- end; 2 X2 i\" w: l+ v7 W U% t\" z9 o. m5 p
-
. D) ?! Q2 A\" u: U\" a: p$ p - for kk=1:length(best_solution)-1;
0 i' u% [\" e. B+ H1 S) n - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 4 ?) O4 Z: y$ }9 ?# Y
- end; / J, u* D3 Q9 p4 d$ U' l: @7 C
- end; ; {. u2 I# E+ H& `
- $ G/ v/ V3 \1 g8 ^
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); - [2 a R4 k9 U9 _7 L
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 6 o& B& \) {( p+ N4 w. ]
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
3 Q% E8 I4 i4 i\" R7 ] - fprintf(fid,'\n');
- N U# J: [& b6 m7 U- m - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
. y, ?. B# q; d- y( ~\" Z9 P - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
' P- K' u\" M. Z9 L6 x# e - fprintf(fid,'------------------------------\n');
& R# T0 ~0 {& T* ~& z8 y [ - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
: r% c% g/ g2 g$ d - fprintf(fid,'%i-',temp); + M\" U- U1 |# ]$ I$ T3 f
- fprintf(fid,'\n');
' ~4 r4 h \* l; g - fclose(fid); 5 p. c' c8 E- J9 h
- temp=[]; * X\" ^, C; {# L- q( W; \' w
- break; # H9 G- W1 ~8 {# D: ?
- end; $ V\" f8 n+ i7 {\" `. U, y+ t( [\" z3 q
- end;
$ q4 K7 B% ^9 B\" n# r, g -
9 W7 t8 R4 y5 t6 m; F- `; w - end;
6 i# @9 W; C- ^1 ~* p5 t - end;
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