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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 $ e; O* V& `, M. T# k! z
- % 5 F( P( x {$ v8 V
- % % % % % % % % % % % , \4 s( J |2 Z9 H3 q
- . y' B, y0 [, t\" x3 i
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
4 K& W. o9 G0 ^9 y) q - load data.txt;
; o5 j) X8 c0 ?4 f - d=data(:,2:3);
* M+ H- J ~% P% ^ U, t - g=data(:,4);
( y3 O- }0 I1 p' z8 v* B1 I - m=31; % 蚂蚁数
$ ^3 }# e: W, z: B6 @ - alpha=1;
, P; `- P0 K& n' w' D. U/ C. {; O - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
2 m; x\" c6 ?3 q - lmda=0; / `9 i\" n& t6 X2 a# u3 P
- rou=0.9; %衰减系数 , _4 l% m6 Z4 e' P l: _3 n
- q0=0.95;
& x9 S: t' V! d5 z% N\" q: _ - % 概率 + k8 ~8 _7 t8 u# j4 ?6 k' U
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
# X- P% B8 `\" ]& U - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
& ~! \; B' F/ ]) ~7 ~; x4 { - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
( v9 X# C/ A! }+ O' v( k( M - QV=100; % 车辆容量 ' b f p5 T. i4 J
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 & q: s0 _$ v- C% V ?# I: G
- V=40;
4 `' Z( ?8 i) P U - % 计算两点的距离 & p7 q6 D. ~$ }\" p\" F8 [' x' ]
- for i=1:32; , s/ @6 I/ K* C4 G/ j
- for j=1:32;
2 z7 S2 l/ T4 q* g8 U! k h/ C - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); * ?) X. c v) e0 P
- end; ( z# R$ _: e1 U0 {) A) ]( f5 p( j8 u
- end; % ~- Y! Q/ D! u2 N& U& X- J
- %给tao miu赋初值 9 x\" R6 Y) u4 r: W- r. }
- for i=1:32;
x& b' L8 {0 B& m/ k% q1 j# i - for j=1:32; 5 E/ R, f2 J8 l
- if i~=j;
\" `1 H) w9 n9 @' Q3 P( @0 d, B - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
a/ p! c: A$ _ H/ A - tao(i,j)=defined_phrm;
* t- U0 C' I! `9 ^ - miu(i,j)=1/dist(i,j); 4 Q$ n0 F) [6 U+ r6 x- a- O( E
- end;
4 ?2 W8 `( e7 I( j0 e - end;
( Z1 M. e: m6 w, o* ^ - end;
* }: f; W7 @$ A( c7 J -
0 V' S\" Q/ i9 Q+ R( i - for k=1:32; 1 w' T8 d, V$ o
- for k=1:32;
* Z4 x# @3 e3 ?5 y& w! k - deltao(i,j)=0; ! E/ s: s0 `% O8 S' A
- end;
/ B8 y' x6 y! e% h5 Q( ` - end;
8 r* S% P) N+ F - best_cost=10000;
2 A4 S1 l0 ~3 W {: l - for n_gen=1:50; ) c) V; R9 o! Y# s4 j+ g
- print_head(n_gen); 2 s' Y; n+ _' Y; q( {* V
- for i=1:m;
7 J/ p* b& A+ k# d& s# J9 l - %best_solution=[];
! P' y- n/ d& A: ~( E( Q7 v\" ]4 Q - print_head2(i); ' i- j9 D! O+ u- \% a& h5 t\" g5 j
- sumload=0;
. l5 i) I- E* e! m - cur_pos(i)=1; ' p+ t\" Q6 J6 U1 U\" {4 h8 S
- rn=randperm(32); & P/ ]+ I f% I
- n=1;
, n* V! C. I! X. l$ l - nn=1; , S; n- `+ N* m' u) f\" {- e
- part_sol(nn)=1; & H: w; j& p7 A2 G
- %cost(n_gen,i)=0.0; \" ~- A9 C8 `, ~7 c$ a+ G
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
; E$ Q* h/ `$ |! G7 _ - M_vehicle=500; 7 m: C' A0 a4 `1 Z
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0
! m# F: h\" `: E! z - 3 l `0 Y1 u' H
- while sumload<=QV;
& |9 ?3 m+ Z/ D5 {+ ?& F X -
6 ^ v9 ]$ ^8 L1 v& g3 t - for k=1:length(rn); 2 f/ X, q4 }% D! J
- if sumload+g(rn(k))<=QV; 3 z* y4 I3 B; C2 F
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
7 {6 g7 z8 L, d- c& ` - A(n)=rn(k);
. r3 C o' F. N' M7 k+ e9 x - n=n+1; 8 B- \& N% t5 ~ z
- end;
/ l9 n) t% [ P% x/ V& S - end; ! E6 o+ q. T8 f3 ^# D' m
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 4 T3 t7 v\" q* x7 Y
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
! n3 i: u; _( {2 F* H# f, @' } - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
1 H4 m! H+ M2 l# p# F8 j: H5 T6 s7 n - fprintf(fid,'\t%i\n',A);
& c, b r+ e( b) Q/ E\" J - fprintf(fid,'------------------------------\n');
+ c0 `: f8 B8 j. d9 N4 X4 W* O# R - fclose(fid); & H' [) N! z! k! b# G2 a
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
$ g( f, @0 F9 j8 Z- l - maxp=1e-8; 6 H- S5 Q7 X0 t# T( |0 N P
- na=length(A);
; ?7 x3 \4 c* i' O9 h - for j=1:na;
4 v: q& X% M# I4 t$ K$ o. Q - if p(j)>maxp
8 _$ ^5 }% r1 R. l, ~\" a' w - maxp=p(j);
1 i2 b/ ?6 K T; M - index_max=j;
' {2 L- s4 v! j Y; E\" Y0 C* a8 k4 ` - end;
\" i7 C2 m6 z* w8 b: a0 ~ - end;
q) T% C8 ^- T* W. e' i; k -
7 @0 A$ @$ ^0 F - old_pos=cur_pos(i); & b6 P+ L& \3 N1 D
- if rand(1)<q0 8 s# e' y) L, W' S2 x. g5 }
- cur_pos(i)=A(index_max);
q5 v( u* L) H, }\" c - else
. M\" Y, a! @6 q - krnd=randperm(na);
+ y1 {# T! v) J3 P& t0 S6 b$ b' q\" w - cur_pos(i)=A(krnd(1)); 6 u' c& |% E* i$ ]6 |6 E0 Y
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 3 D1 G/ M$ Y* K g Q' l
- ccc=[1 1];
/ K% d9 d/ Q; _0 c( e8 ^: y - if bbb==ccc;
; Z* R( d8 @2 Y0 T' Y; y - cur_pos(i)=A(krnd(2)); ; A8 Z. g6 [. s
- end;
7 `\" W6 ~3 ]: [3 c! X; V - end; + b0 h, c2 _5 C9 Q1 Z- m7 v8 ^
- , I, T+ m0 p0 V5 v
- 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
y3 W% q3 o( Q* D/ G -
9 l! z. N. v3 q- q u: y2 W - sumload=sumload+g(cur_pos(i));
! b: o$ u8 Y5 u. a3 m7 c* S, @# c -
: |\" j8 p' g/ R# H - nn=nn+1; 9 D* m; _7 S2 g' |. d7 z2 ?6 x! ^$ O
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
1 `( w$ U5 G: f4 Q. q - temp_load=sumload; ( D! h* Y0 S: S- [
- : x8 u Q8 f. V
- if cur_pos(i)~=1; . g( D\" p ^$ j! S
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); ) e: k- T; U( ?' ~: @/ t, y
- n=1;
! f5 S$ F1 ^4 o4 K3 l - A=[];
& i- `8 e# e9 k* E' l: e - end; - p g$ h: X! v% W: k6 ]. x8 H
-
8 N7 H/ q# {' N - 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 ) B! K4 a1 s8 x
- if setdiff(part_sol,1)~=[];
9 g% Y! f# t5 |2 k8 L - 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
# f( |% g5 Q/ v9 g - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 0 a; Z7 h. N: q3 x9 ^6 ]
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
& |6 T5 K\" t( [4 s+ x - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
, T0 w$ A' o. D% g6 E - fprintf(fid,'\n'); - P# ^4 m9 z* M0 g
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
, h P, w4 i- S - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
* A; r9 T0 s T6 z' L! b - fprintf(fid,'------------------------------\n');
1 ^. X3 I4 M. r - fclose(fid);
$ |* T4 F; c/ q3 |/ O\" A: r/ D -
1 W& k' O& p+ b\" u; G9 d - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 & e' S* i) M- w( p7 I3 W
- final_sol=exchange(part_sol);
W& b2 H7 m, F f I! @0 v - & F' A( n U/ s\" ]- Y6 h# `: O
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 ) B0 P4 d\" J) F2 c
- temp(t+nt)=final_sol(nt); ( n1 H4 @, D! l+ G' ]+ {& {# u
- end;
+ R1 A: E, `$ k' { - t=t+length(final_sol)-1;
% c- V3 a2 I; E, ?6 Q. w$ v6 J -
8 [% o3 D- K/ n - sumload=0; 1 p/ N- r) M& ~6 r1 N; h& p\" I
- final_sol=setdiff(final_sol,1); 2 c( [& I4 `0 T6 X( B+ n
- rn=setdiff(rn,final_sol); , b/ {$ g% T5 F) M
- part_sol=[];
9 P% {1 v* A) D6 E2 e2 \1 F6 d2 P - final_sol=[];
) J\" V2 o/ \ Q' t\" b - nn=1; % [' d% T* w# Y( [4 G
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
* e' U) h4 H( ~) g - A=[]; * g. q0 x2 ~3 D8 |( k* y
- n=1; . `; H2 M& J8 s. O( P2 Y5 S
-
( X `2 a |6 S1 D1 E; J+ b - end;
# {9 q& J+ {, h\" ^- N3 A5 I - end; 3 m- ]; O' B5 G+ X# A
- & r0 A( M' ]4 i. u. z# y; M; a
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
, W7 `+ v/ n5 a# e# h. G3 `' Q, c - n_sol=n_sol+1;
# K2 m\" j7 ^0 v2 S+ `/ p - nl=length(part_sol);
. l! W6 g* P$ f6 z* o7 z - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 ; k' g) t6 ]/ y& a) _( [3 A8 s
-
) R/ a; |1 g) H; T: z1 E - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
4 n8 p* t. @- h) z - final_sol=exchange(part_sol); 6 P# Z# T% M& F& Y2 l4 o
-
9 U8 L S1 @) k8 z+ i2 S - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 ! K: A' [( X; {0 r
- temp(t+nt)=final_sol(nt); ; s- e4 ] W\" \/ w) n: l& \3 S
- end;
4 k: [% a: ?+ w$ H2 J, D -
' ~% q. F8 b# c6 o\" u* N- M% u - 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
/ ~' Z( e/ F7 q. U4 k: m: A( d - # m0 r\" G# j- V4 h
- for ki=1:length(temp)-1;
/ g i5 i' b\" p - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 5 ]5 F( D4 e: D$ q3 ?0 \7 o
- end; 1 f6 F) B4 Y4 L. }; `& S6 N- Y0 c
- U+ v9 X$ A3 B8 p# ~\" I
- if cost(n_gen,i)<best_cost; ; E9 X! {8 |. @) f7 L [! ]+ T8 @
- best_cost=cost(n_gen,i);
$ }% o# j& I% _8 f7 j/ a - old_cost=best_cost; / L2 Y0 G% |' }
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 V8 ?6 A\" P3 l/ G: d; z3 A. _/ L
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
2 [7 y+ H _) t+ `6 Q - best_solution=temp;
1 a5 p, m* T: W7 S* e4 N8 V - end; 2 B! I$ Z5 s2 S4 n+ F& p3 f
- 9 \4 X2 h+ x4 D W) N
- 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+ R+ [/ u\" Y
- for ii=1:32;
; O( j7 Q i B - for jj=1:32;
8 u; ? |) a\" r9 R D3 p7 m - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); ( S9 \8 q1 ]; w2 h- k( T
- end; \" J, r! t3 G9 C8 B* M5 i
- end; Q r4 J4 B# L4 g/ O
- ; ?9 k8 Y' d+ p* J4 u3 F
- for kk=1:length(best_solution)-1; - e0 x\" T' z/ o( D9 u( j
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
1 X/ T! m5 _4 x2 `3 E - end; . m3 V' s% V* {& b& g
- end;
/ g# n\" S7 R4 o - & i, ~. M4 C, h. r
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 3 ?, H9 A5 C3 Q7 ^* I! \
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); / y9 Q, O\" ~* `. b
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); - s3 A2 }4 l( R$ T- {) u' Z* M
- fprintf(fid,'\n'); $ @; { x9 y\" Y1 d# d' d
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); 0 T/ ]* B, z3 P$ [8 \\" x% q
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
3 O; {5 K$ B4 I) }; F7 {* H) | - fprintf(fid,'------------------------------\n');
5 a\" K2 W1 T, k) [; u - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); * i7 d3 h- S4 d& C
- fprintf(fid,'%i-',temp);
, u\" O8 z3 Q+ ~ X) }9 _ - fprintf(fid,'\n'); # F9 E' W9 n n
- fclose(fid); 4 _/ g7 a2 u9 E7 M* D
- temp=[];
! J& j( O V: _4 V( [ - break;
, O* E* s/ A+ T) i - end;
0 Q. p; @3 h\" ~2 k7 C: j - end; 3 i1 `, ?1 `- y) J0 j3 {- l) f
-
j2 X& {9 i5 r/ c - end; * L; z5 w4 d9 d# q
- end;
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