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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 ( V3 @, c8 }7 a
- %
( k( @4 `7 x+ S6 c) _1 P( R# j - % % % % % % % % % % %
0 O\" ^\" _9 s, P -
* y7 p- H% c0 W7 E/ G5 j\" f - %initialize the parameters of ant colony algorithms Z2 ^) o. P1 A\" ~! ]
- load data.txt; # ~; m' l6 q! a6 X
- d=data(:,2:3);
8 Z. H! b% A$ z9 E7 X - g=data(:,4); % P* d+ t9 _* H0 F* N9 ^9 K2 n
- m=31; % 蚂蚁数
! ?\" T5 Y9 O/ }& F! w: y - alpha=1; # k7 @5 N- z) ?1 D1 e& T+ w
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 3 I0 H. `* O }& |, e
- lmda=0; ) i: l; S; b* G3 Q9 R! P
- rou=0.9; %衰减系数
\" T\" }9 m; C% _) s# N - q0=0.95;
$ B, t( \1 U; r - % 概率 6 j. M$ q/ C# k& L6 f, U( ^8 a7 B
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
6 a+ p. I1 z0 F% t% o$ Q/ }# [: M - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 & b) d, M \, T7 `
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
3 D+ E# I7 Y7 M - QV=100; % 车辆容量
2 h1 P$ a! P, l$ C: ^ - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
% ~$ n+ U, z! U- X B H& z' ]( @ - V=40; 7 G# F% z: t& o6 i7 Y% {9 Q/ x
- % 计算两点的距离
\" Z+ m- T/ A5 m\" D( J - for i=1:32;
3 H4 R( w$ D* x! h - for j=1:32; \" N) {# y9 o& s7 r
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); % v9 b# o! h7 f. f0 t e
- end; ; l$ l# H7 `4 B1 b
- end; h. x* N& K; t% D, |3 V7 E
- %给tao miu赋初值
% A4 p% I% V) j - for i=1:32;
0 v- `2 j0 M. E% I - for j=1:32; . ^( R2 `* z1 I2 n: A% U
- if i~=j;
\" g1 i% ]* Q. |& S% ~* h7 n - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); & m* E, ~7 ^4 V\" c
- tao(i,j)=defined_phrm; : y4 `' w/ B; e g0 O
- miu(i,j)=1/dist(i,j); ; n8 R# v1 U; W8 ]
- end; 2 D3 M8 K( b+ f X% w
- end;
/ j P' s0 e3 h4 c# f9 c+ s% E% H - end;
- A: S. S6 ]' B) F\" _ l -
8 h2 S* N( S; r2 U1 l0 {, A7 z - for k=1:32; $ R( K6 Y5 E4 V
- for k=1:32;
+ a% ~4 a! O) J\" ~ - deltao(i,j)=0;
$ N; y# n8 R( R, r* u - end; - n: D1 v- `% Z, q1 }( E; B5 ^& n
- end;
+ E+ _4 a6 b+ ` - best_cost=10000;
) ^. Y ^\" t2 {: n - for n_gen=1:50; % s, n2 N8 o7 R- j. m9 B& Z9 B* d
- print_head(n_gen); 7 J7 P1 t) J% m
- for i=1:m; \" K. b, k9 W+ |: T
- %best_solution=[]; 6 A b% o9 j6 y, J
- print_head2(i); - B+ b3 a* X9 K/ Q ~7 N- R\" _- ~
- sumload=0;
: ]3 M3 N) ~3 U; ?* ?( P\" T8 l - cur_pos(i)=1;
) Z7 O! B& X( h - rn=randperm(32); ' I) k' _0 H# T* \- j, g$ M
- n=1;
\" i8 H; p' F8 d - nn=1; % a( e# n! X+ _$ b* B- X
- part_sol(nn)=1;
7 U# v& h2 k' ^0 o/ U - %cost(n_gen,i)=0.0; ! f\" P! R\" a, I1 c% s& S2 p
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 3 A! }7 e( n$ J2 Q
- M_vehicle=500; , L; \3 H# P3 k
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0 ; ?4 Z1 R% C1 L
- 7 u7 b3 k) j) K' d$ j: ~
- while sumload<=QV;
4 w; j\" r) @4 b, @9 Z5 m) J -
1 S$ @- J. R9 ^+ A9 S( H - for k=1:length(rn); 7 U) \* x' s/ F. r
- if sumload+g(rn(k))<=QV; & X* _2 j1 x% F. z3 l+ W; e
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
) w# D& a. p7 F - A(n)=rn(k); 1 U7 {. W6 B: [& [4 }
- n=n+1;
4 W! }1 U9 W) j7 m6 q - end; : V8 `& z. }3 L
- end;
) ^/ O# P/ u! R0 _+ M5 ?! V/ c - fid=fopen('out_customer.txt','a+');
2 @. i/ }. {) S/ [ - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); ; u; z% t+ o7 x% e
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
+ Z; @, e' |\" a6 G; L: E& z# ~ - fprintf(fid,'\t%i\n',A); 1 {% R0 X) P5 m% T# t* R
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
4 i1 |8 S- _6 T+ f - fclose(fid);
; {, h/ o2 v; j1 s - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
+ e! O/ l, j. `% y5 {% f - maxp=1e-8; % g4 C Z( L8 j# b8 ]7 J\" O1 W
- na=length(A);
* ~/ C4 `* k3 Q% _\" b, T4 r - for j=1:na; 7 ^% A8 c& q* c\" d
- if p(j)>maxp & h8 k5 g1 S9 b. Q7 P
- maxp=p(j); 1 g0 ?7 m; f4 _) f: s3 D
- index_max=j;
/ e. `) b4 u6 G3 A$ R- l7 k - end;
1 x) o/ t @* v' i6 c2 ~ - end; 7 A+ q6 N' O: _4 W& S# P6 ]
-
0 _$ ~$ \1 ^# l - old_pos=cur_pos(i);
% P- z; q3 I1 [$ S1 x\" z7 c; a8 @ - if rand(1)<q0 , b/ ^\" z5 K: }7 @
- cur_pos(i)=A(index_max); $ u& f' X5 D7 m# {4 i) t, |) {9 [: y; ^
- else
6 D+ I, X; Y5 t3 y. S' | - krnd=randperm(na);
1 ?% {* b! B2 l! D4 v - cur_pos(i)=A(krnd(1));
, s8 x, b% h' U/ c - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 9 @2 K+ @+ l- A6 l$ A* A! `1 u& q\" f
- ccc=[1 1]; 3 z$ O/ y1 E2 b
- if bbb==ccc; 0 r4 k J, m, T# y4 @
- cur_pos(i)=A(krnd(2)); 6 o1 v7 f0 y9 O: L) H\" ]# h1 l3 @
- end; . x# s: Z2 G7 q& u0 h
- end;
! H1 ]; m( W# D, ` a {\" L - & O( F$ N% `. l( w& [( }: b# C
- 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 , ^/ A( g* h+ ], l
-
2 ^2 L3 o2 }. s8 b( c6 }0 f - sumload=sumload+g(cur_pos(i));
5 U. k/ ~* K2 l -
* m\" K# u8 A: x - nn=nn+1;
) B( m4 Q7 L\" a1 _# q0 Y. i! o - part_sol(nn)=cur_pos(i);
- b8 Q; z# J h( E - temp_load=sumload;
& f! W$ F; d/ r5 [5 W/ x7 m; ` -
7 c8 Q& H; ^, m; _\" A$ ~3 B - if cur_pos(i)~=1;
+ J4 N$ {8 u( B2 _9 c6 s9 {) t4 S - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); , B# L( e% U: b: \. f5 R+ ?
- n=1;
& \, \& |8 _ M3 a/ O* F - A=[]; # G4 [/ I) b/ z8 w
- end;
0 ^3 O3 I8 s* S5 F5 s - : d; H$ j2 ]$ F3 _
- 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
! C+ _- ]5 z( f/ H - if setdiff(part_sol,1)~=[];
) U% h2 j; a, R: B( x4 W - 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
& N. C5 k4 ]! D! W6 r - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); , e7 N/ e0 y& B) E7 K
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
( Z\" I6 n# I4 U. J: A! Y1 M/ [\" H - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
$ u$ D- y. j# ]# [9 O$ S2 i - fprintf(fid,'\n');
; A& \7 c. z: C8 S - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
\" g: }3 f$ R/ N - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
' e) V3 z. y5 q2 x - fprintf(fid,'------------------------------\n');
1 t) B! ~ d* o, Q - fclose(fid);
: X' I9 b3 W! ~5 h -
) x, H% f8 U3 a* k1 \+ f - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
5 B6 z- P/ q1 m# P- M! s - final_sol=exchange(part_sol); \" }$ v7 q# |* f0 c! C
- ! F& W' H r! e$ K6 l8 z
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
9 F! U5 `. j9 E. I - temp(t+nt)=final_sol(nt);
* j6 H1 B9 b* m8 y+ ]( f: D4 v - end;
3 N0 d' T: e t; X d - t=t+length(final_sol)-1;
\" k$ V, A3 w* I -
0 F# }9 Z2 L8 F5 Z/ A - sumload=0; * X( s* d2 N/ X& A
- final_sol=setdiff(final_sol,1); . @0 t# l\" {% P' x! ]7 ]% Z
- rn=setdiff(rn,final_sol);
9 l# E0 ? x8 h/ i/ M- i- L. D - part_sol=[]; ' I2 r$ y) e& I% q
- final_sol=[];
6 Q# d$ Q$ s' |8 ^6 \ - nn=1; ' A% Z4 P/ J5 _! S2 `
- part_sol(nn)=cur_pos(i); 1 Q2 q( {. s) R) Q
- A=[];
i/ e9 {: J1 n - n=1; , O1 `, Q9 c! l6 v+ Y# ~, i
- + X9 Y' `9 t3 J8 n E
- end; y1 i+ s3 x5 g, N c. M\" a\" {+ b
- end; * m( Z% T: d, m
- / M v- [4 h! G
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 + b5 C. B0 ]$ p\" ]7 K6 V1 d
- n_sol=n_sol+1;
8 r8 Q. J. U' I+ M: `; z$ s - nl=length(part_sol);
& X$ P9 ~# n7 K2 o3 } - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 . c6 \% p* C, `' ?- s
-
# L; M2 Q% M- X( T* O$ w! a - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
7 b' z6 I* a7 m) O7 ^% K7 y5 ~\" H - final_sol=exchange(part_sol); 5 F# j3 J: f! H/ t
-
6 U\" u\" O; T2 o5 V( { - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
2 ?. Q+ |& A$ ^8 J( p% }2 Y5 n2 _ - temp(t+nt)=final_sol(nt); 9 S6 p, z* }; y' F9 k
- end; * ]6 K7 n) o( I c
-
. t- {; G' a4 y+ w - 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 6 c1 h6 s' u% y+ j
- # a4 ?( P3 |7 o
- for ki=1:length(temp)-1; e6 I# H8 S$ l9 t, @
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
# @) }4 b' j/ w/ K - end; ) k3 m& v5 \\" `! O! E, a5 Q
-
# F* }$ J! ?$ T5 h+ U, K1 y - if cost(n_gen,i)<best_cost;
1 w6 _0 I& C( _ - best_cost=cost(n_gen,i);
\" J* Z\" T; A' v - old_cost=best_cost; 0 R3 }' b* ~# B: o j
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 ( K\" i# o( h5 ?% i, _
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 8 V8 l5 Z! Q+ I+ M4 \5 v ^
- best_solution=temp;
$ _' K/ q) K7 ~; {3 T- {1 y# m - end;
9 {' [9 f8 m1 V - + W2 e0 t4 \4 Y0 d9 X
- 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
, B& I0 h: ]0 E& q6 R - for ii=1:32; 6 G9 c% y* v8 S* K; g9 H
- for jj=1:32; 6 I: d0 S8 k1 W4 s6 l2 V4 W
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); & y9 z n0 c1 G# ]- E b5 t5 V
- end; * X- g4 K0 E6 r) _6 N, s7 C3 x
- end; ' M8 S6 B6 o: C! Q: E
-
* l& E7 }; ?+ {; d6 m - for kk=1:length(best_solution)-1;
+ w$ ^0 @& n5 [0 w( C+ S - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
: J6 o% }. A3 ~# E0 o - end;
7 K% R. w\" l7 V# C9 Z - end;
; m2 e. d% J\" Z$ F9 F' H -
. O3 {( |* p\" ^ - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); . g% K4 o* r( T1 K\" j
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
1 n/ r& M8 `, K7 |/ F - fprintf(fid,'%i ',part_sol); & n' f# G6 Y; x- C$ ^% \
- fprintf(fid,'\n'); , D) I# ]% l9 ]9 L
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
/ J' G* J; c: d\" J- @. y - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); 8 Q @1 Q* O\" _; \% H
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); : _9 ]) M& {9 _' e# E+ K% I( d1 E$ [4 I
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
& E) G, \' H! a/ g T. \* c& P - fprintf(fid,'%i-',temp); / d7 Q. a }6 c: R+ l, ?/ n. J
- fprintf(fid,'\n');
0 f0 @( q2 S: ]( S/ ]8 S7 ? - fclose(fid);
) d; g/ |\" ?+ m5 y' Q - temp=[]; 2 o: ?9 p, G\" {\" o/ g M
- break;
' |+ H- [& B/ O - end;
, A o) I- [8 W- Y\" y* B - end;
6 g% t8 i! x1 W2 Z: A - ) v& S, z5 e+ t0 \: U1 v0 f
- end; $ [* e\" c0 A [' |' V! V
- end;
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