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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
( A) ]+ Z3 W/ z3 z2 K# _ - % 0 k9 @- w' E8 z; k `8 x\" I8 w
- % % % % % % % % % % %
# v0 w+ z# ^! E3 H - ' d2 i, m% c0 f* Z( d) d2 M
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
! I) p$ T- _* E& t5 D - load data.txt;
7 y+ v& H% B- @$ G - d=data(:,2:3);
. i% y( H ~( w$ P' _$ O9 k/ J - g=data(:,4); ! E, E& |1 O* `, b6 G6 P
- m=31; % 蚂蚁数
, k/ E5 O3 f6 t1 o3 X - alpha=1; 8 u+ V f* W. w+ y8 ]# g* I
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
* V5 S5 `; r* r - lmda=0;
4 V/ E3 N7 H& l+ u8 L# z - rou=0.9; %衰减系数
* s1 _7 p7 C { ]0 w2 p' S - q0=0.95; + @3 n4 |1 y* j
- % 概率 , b H5 q5 a( N! h0 R, T\" _
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 # `% ~0 `9 U4 }9 u& x/ o/ V$ w
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 9 c% Q8 A' c( }* m' b
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
; N# e* J* |0 t! R- g - QV=100; % 车辆容量
3 J- H8 d$ l7 q8 H: y0 w0 k8 M - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 ( b/ X$ Z* j. V4 N3 H0 Z, c( ]
- V=40;
8 @- m& c% w8 D3 l) L7 B% M: u - % 计算两点的距离 * O; {! @) \. i% l
- for i=1:32;
, I' f+ U# ]\" }5 R - for j=1:32; 2 g6 C6 R! @4 }& s. J8 `+ A
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
# `\" d* N3 R1 }& e\" D7 O- M - end;
6 ?9 w8 `* {9 d9 H( \ - end;
( w' Y! h- y' n9 k0 V& c; F% S5 C2 } - %给tao miu赋初值
. C& j( i7 Z2 A, H! d\" z - for i=1:32; . u3 |4 ?5 s5 r2 l0 M+ w\" J& M. _) z. D
- for j=1:32;
7 p9 q\" ]/ m/ v8 ^+ n$ \ - if i~=j;
# o7 o# K# G6 I4 E - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); 2 V7 Q0 d* ?) N; t, |* m3 }3 G
- tao(i,j)=defined_phrm; 4 y( c& X5 `. R! B6 T
- miu(i,j)=1/dist(i,j); ! ?. X) e2 F8 Y
- end; 7 L( a. e+ ?1 w( O\" p
- end;
+ p% C9 }4 m5 W( O5 k - end; # s3 T& u6 g: g; a$ ?
- 2 J8 j6 k+ x \' o/ [. H( P' o& Q
- for k=1:32;
6 c9 u5 h/ g# i - for k=1:32;
, C/ ?' v( E& M- q3 N: ^9 q+ N - deltao(i,j)=0;
# u: k& j: `' J. p4 c - end;
6 J; ]0 |6 G' J - end;
. K( t/ Q; c4 d! U- ]. Q0 Q - best_cost=10000; : D1 f, l' O9 E1 ?- q2 k; U
- for n_gen=1:50; 2 {% j, g- h$ ^0 o# S4 J! ~
- print_head(n_gen);
8 k( y/ _- R\" {/ X n2 u - for i=1:m;
+ d. l! ]) j$ l) g; n$ E( J - %best_solution=[];
' ]0 I' z- V/ j) P1 @ - print_head2(i);
0 E2 u( ~( n2 D6 g\" y - sumload=0; 2 [3 r( I: N# {! l& V9 J& J* G+ n$ p
- cur_pos(i)=1; ( R3 @\" o1 d2 \
- rn=randperm(32);
|* X# n& z9 I- y- X - n=1; ( p* h0 ^( n- n z7 j: I5 R1 f
- nn=1;
# C4 }! ]0 Z. N$ m: G, [ - part_sol(nn)=1; ; R1 P0 T2 L* S! n- ? b
- %cost(n_gen,i)=0.0; # v+ w( Z7 B0 P0 U$ Y
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 ; h\" ^. h! u1 G9 p! F, T; p
- M_vehicle=500;
' N1 Y* m( c) Q - t=0; %最佳路径数组的元素数为0
& {* s/ v C) n, a% C - + B. h6 {* b' |/ r2 [
- while sumload<=QV; - c4 `, A' {8 l0 i
- , [1 {1 U {7 h6 E; v
- for k=1:length(rn); , C8 i\" d; k+ l\" h7 B9 f5 w
- if sumload+g(rn(k))<=QV;
: K0 t8 O% h( S4 i3 _ - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; : Z* m- P! o5 f$ m& Z
- A(n)=rn(k); 2 P( g! `+ S) g4 J- [
- n=n+1;
5 a) `) e5 ?/ X, K( _2 \ - end; , |: Q: ]3 X) ]2 y
- end; ( ]% j8 w\" O4 a6 u
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); ' ~; r/ `6 w8 ~2 S& ]# d- ]
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
- u\" B5 x$ L; B% V+ B7 Z - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
3 M- w, @8 o6 H. p( v c2 W - fprintf(fid,'\t%i\n',A);
- g& d+ u; i2 |\" G- I6 ` - fprintf(fid,'------------------------------\n');
% _) b! B& b/ n3 t& I. N' C - fclose(fid); . A- x$ U- Q% D
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); 6 v6 U/ g, R! y$ x5 r1 y( f- c0 _
- maxp=1e-8; - B# q' r4 ]+ ^( M* o
- na=length(A);
, A$ L* B# V/ ?) V - for j=1:na;
: F4 t4 u7 r\" `' V% V1 g - if p(j)>maxp
W7 A$ J! K X3 Y+ x\" N - maxp=p(j); + r, G ]! V( a7 d
- index_max=j;
\" O. Z X# X8 J0 b5 d7 s9 R0 h - end; 0 Z; x; q* q; g9 M3 W, C
- end;
: J% N: v0 T3 B) d -
9 M) o4 H( D6 }' Z1 M - old_pos=cur_pos(i);
2 R# P6 A |, W# \- _ - if rand(1)<q0
/ Q) L0 y7 h* ?6 ?. t - cur_pos(i)=A(index_max); \" g, f4 a/ F: _0 ?3 E& B- E
- else 8 m. Y; g1 E) K! m1 V
- krnd=randperm(na); 1 O4 \+ h/ q& I3 Z, r
- cur_pos(i)=A(krnd(1)); 0 i+ O+ }' i1 a- v3 n
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
6 K7 `, B- J0 P2 J - ccc=[1 1]; 5 [2 b( |% N2 x# d% Q
- if bbb==ccc;
+ z6 P9 X# v, r# g1 w' K. u5 _% m# s\" U - cur_pos(i)=A(krnd(2));
* G6 }5 {3 k, q - end;
) H) C# Z& V; O8 a, B( m7 f0 j* g0 _ - end; 4 Z& z' U9 H+ x# L, G( c
-
9 v F& D& q! q9 F( U - 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
- F\" Z* j' \$ I) |' \8 Q) A+ ?' d -
) u& _0 u' ~/ E, p+ `1 I3 z - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); $ l& H4 `1 i) g1 h5 i8 I4 |
- , n; O& z! Z4 n! W; L1 c2 z
- nn=nn+1;
, e% }! l4 U7 s8 L' D6 _ - part_sol(nn)=cur_pos(i);
7 s8 y+ \\" T5 L' c1 P5 t3 g' f - temp_load=sumload;
3 |+ p5 e: \) x -
; j( Z+ G( Q* D7 z! I5 U6 a I - if cur_pos(i)~=1;
; W* S3 H' \\" L7 \ \ - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); 2 ]; H+ a: n- \
- n=1;
& ~! u) V* W; }+ y1 k8 L - A=[];
' A$ K7 l v+ P4 I4 n4 J - end;
# a- `5 }3 P$ v. A% Q& j - ! [9 k+ k2 J; C, x2 O
- 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 . p) \9 x& x. ~5 y5 s# Q
- if setdiff(part_sol,1)~=[];
7 Z2 X# D& ]! n& J\" E - 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 1 U* @, M% t u
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
! M: a: V* P3 S- C8 N\" e - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); 0 Q\" s$ q! `2 m: [
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
. c* k8 j- A' g( R6 X8 e, R$ l - fprintf(fid,'\n');
8 ]# L# L2 `& ]# W' B9 d\" G. A - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); : S) Z* Z' U E% I1 z# v
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load); . c* b$ _- U& y. m
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); 3 A9 I! J' p9 ]& N l( x
- fclose(fid);
V' U% G2 j: B\" m; a1 P/ J. ] -
! Y1 _: j+ r* N( ` - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 \" i7 G3 B; e' Y4 J6 ]
- final_sol=exchange(part_sol); \" W l+ ?9 G/ w. K: S# O
-
9 ^, p Z- q% {8 m, i - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 , d( P, m% \7 `: i* U+ `
- temp(t+nt)=final_sol(nt); 3 f# e3 T2 `8 ~, M* ]$ y3 N
- end;
( T! I# f1 [+ f( b* K) m z& T - t=t+length(final_sol)-1;
* Q$ A' `2 R6 B# M( V; z -
& _' F) h3 D4 s% v7 I: G, M# E) F* E - sumload=0; : A6 i9 @( Y- z5 _5 e# j
- final_sol=setdiff(final_sol,1); ; d; C& L; ]- R
- rn=setdiff(rn,final_sol); 6 R# C! {& h4 @9 \; P* c# X8 p
- part_sol=[];
\" @ m1 {\" P6 ?6 m - final_sol=[]; 2 Q& I( I' p7 C) K4 A
- nn=1;
9 P1 ~7 @: d( U - part_sol(nn)=cur_pos(i);
# \: l' m$ V- ~' _+ b- u - A=[]; + ?: ]& A. c% E5 o) ~
- n=1; 5 |( i& G- i% T( B. h, l
-
0 e$ x* B) K9 Y+ B3 i) |- Y - end; + R6 } \6 I' c
- end; - b6 W+ U( B& h
- / ~ T\" r g$ V& j7 \/ g1 r
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 7 {. q- |) a* \. {3 A5 b: f
- n_sol=n_sol+1; \" h3 X\" X\" _# I$ `: }5 w
- nl=length(part_sol); q( A# q6 t! ]\" o. a# Z2 m( | T
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 4 E6 C% O- _& `' U
- : O5 g0 \' ]# b n4 Z8 q! K n
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
3 [& j# F: ~! z' g - final_sol=exchange(part_sol); ; k c+ f# m1 R; M3 ~
-
1 R0 X; d/ ?6 J# S - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
; k8 y% K$ o- d$ C/ s - temp(t+nt)=final_sol(nt);
9 R/ U k$ R\" f6 n2 w$ O - end; 0 ^+ z( W' |5 _* ?, q
- , @* D. ~' c. m! X+ Z. Q7 u5 z
- 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
* a0 s\" M7 l* t2 _% h\" L( R -
8 t; `+ f% e( B/ g5 L\" p - for ki=1:length(temp)-1; * |. B% |4 A- q5 Q
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 4 S8 A F5 T# W: U4 y4 P# ^6 @
- end;
( F* f0 ~0 R: t4 L( G! d - . Z- V% U\" [6 \* M F* u
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
$ @* d5 _1 u* k, g' Y* l - best_cost=cost(n_gen,i); ! V( y+ Q! p- m: o* S: `! h
- old_cost=best_cost; 3 r$ t$ ]: m+ u% C9 e4 H2 h* v
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 / p( H) l. P2 P t3 F
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
0 f* V; R6 n) f\" U/ t; ?) h - best_solution=temp;
% z# [3 a' p2 e& X\" h% [9 z; b - end; 1 V/ @% ]6 \$ c$ `3 n
-
% ` C, }. j$ Q( 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 # ]+ @' q& H- u' C
- for ii=1:32;
9 x+ o; S. Z$ C# ]+ s - for jj=1:32; . o8 P# Q& S- N/ s5 I9 s$ Q: y# }
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
0 h7 a5 \\" X# Z: Q1 u3 b) X - end;
5 _$ v5 u$ v0 K- Q - end;
( H$ M/ j7 l* s - : Z# H$ F# a5 i! s9 N) B/ X: o* v
- for kk=1:length(best_solution)-1; , k2 d8 B% b; X+ Z$ P6 P
- 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 \' U1 N5 w* E1 k, P- r! }1 T
- end; ) ]5 X ]5 Q( j7 M8 }- o$ f# r$ T* J
- end; 0 p% }; Q6 y) C! Z- _
- \" c1 G6 O) K/ r t; X. Q
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); ) H7 n1 L4 Y; l4 o+ R( c8 O
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); N5 A2 L# n P2 P2 s) u ~( v
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
3 y: o7 p, E' K4 ~5 a - fprintf(fid,'\n');
, h+ Y, O3 X% x' H& q! @2 |6 t\" l9 K - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); % ` d& f, N6 Y' G3 Y. v1 V
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
1 m\" A: `8 Y v4 O6 ~ - fprintf(fid,'------------------------------\n'); + G\" P9 i3 A) i/ l% i) }- @
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
7 {, p* H# u0 X$ x3 p - fprintf(fid,'%i-',temp); : Q/ H! x7 [( p
- fprintf(fid,'\n'); 2 m n3 f! M( x% c
- fclose(fid); ( p( K: U! N& { \2 u- P1 y4 y
- temp=[]; * f; W c9 H- k7 ]. }
- break; & K/ m6 J9 ], k% U
- end; ( j: }! g+ G' v! a
- end;
. w, P y( Q# ? i1 }+ q -
5 l. f; P& q# |5 t* i1 p - end;
: X) q6 u7 M. D5 W0 T- E8 K' i - end;
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