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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
, J W7 f& d5 X6 L) P8 U - % $ c& \: ^. g& K5 i
- % % % % % % % % % % %
$ r7 S. u) t; g6 h\" ^) ?3 b\" \ -
! G% a3 ?( L6 e; u: i - %initialize the parameters of ant colony algorithms
) V: Q; i# b( z$ K9 I - load data.txt; - j9 c5 V7 g\" e2 a' u1 f; p
- d=data(:,2:3); 4 ?9 }0 ]' @8 t7 q# { b& U\" N
- g=data(:,4); - Q. h% `# |) O3 k8 A: P
- m=31; % 蚂蚁数
2 N# L: O' K5 f; W - alpha=1;
; n. }. J: _% B5 M9 ?0 b9 d - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
0 L+ W0 q! l9 s6 \4 P - lmda=0; - f2 q% g3 T1 L* N* T& o# F! @
- rou=0.9; %衰减系数 8 f5 G4 c$ A; I4 @! `\" d& C; K
- q0=0.95;
/ H\" e4 Q( Y2 S - % 概率
% }, n% d- F) D0 L8 z9 E& L, ] - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 3 o6 ?) E* p* n\" n
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
4 y- N: L6 L- _# ] - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
; R4 C- o3 x; K$ [% j) S - QV=100; % 车辆容量
! o8 c\" a: j% C - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
$ L4 |0 O4 q\" C7 i& [ - V=40; 1 F) j\" A* t+ n9 c. ? E! B. z9 K
- % 计算两点的距离
$ r% l' L0 V\" w! O - for i=1:32; 8 v4 `! j, r% v& P: `( T9 Y\" s& Q) }
- for j=1:32; ! `& i W. Z: S, ?7 @9 |1 R5 s8 p0 O
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
/ I7 W$ e- J( A- F$ B H - end; 6 c! k\" A$ h% |\" W7 Z1 o
- end;
5 i* y, t- u f8 _/ H9 p - %给tao miu赋初值
6 {5 r, D- a8 r) s - for i=1:32; 1 T) P( [. q\" t# Y
- for j=1:32;
8 ], o! }\" t. } - if i~=j; 6 c8 ]\" A4 }7 q, Q\" J& |/ b\" ]& N
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
1 F8 v\" X\" Q: H+ O - tao(i,j)=defined_phrm; ( _* a8 |2 D\" ]$ [: h; m. a
- miu(i,j)=1/dist(i,j); 9 ~1 Y/ v9 m0 J |$ \
- end;
3 j% N0 b\" x: ~ - end;
& K! L5 H- y4 D/ ~ - end;
5 p8 q4 `! F+ E& b4 c* w# `/ l -
8 D2 B, I5 W9 Z. x - for k=1:32; 0 ]& A) Y0 J) s7 a
- for k=1:32; 8 _# Q7 B. L$ b\" R) a/ n# V\" B% z
- deltao(i,j)=0; * I% b# ?7 p( I9 }3 s
- end;
% x5 V( m1 K0 h& D - end; ! L7 F6 ~$ g9 ?; R- b Z3 X' p
- best_cost=10000; . |0 [\" Z7 e8 \$ M e
- for n_gen=1:50;
$ Z& ?5 w+ r- ^# o\" { - print_head(n_gen); . J- w4 e, K% E1 R# I( l
- for i=1:m; ' s. e6 n0 Y8 z M& b% e$ k
- %best_solution=[]; 7 t2 ~; R k# S! r: U. A, g# f
- print_head2(i);
, a6 \+ {: S- q3 f+ x7 Q: a - sumload=0;
. M0 Q\" A' p3 t3 k; a. O, X1 v - cur_pos(i)=1; % P1 v4 k' o) Z$ V: @& P4 U( Y) z
- rn=randperm(32);
( O' E2 {. p2 W: a/ n - n=1;
# v/ M3 ~1 o2 t0 I2 r' q, O9 m - nn=1; & [\" C5 b: [3 r- g3 ~. a+ A
- part_sol(nn)=1;
. b8 M: D+ P, `: I3 [0 C3 b\" H' y) y - %cost(n_gen,i)=0.0; 7 ?% F; |1 N( W\" H( m\" I- Q3 T [, a
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
8 E7 ]4 p0 [0 l4 x: d8 M2 q9 L - M_vehicle=500; . e1 V' Y& E& _& v( H$ o. x
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0 8 l/ u# d. X: d: [ c8 D
-
\" I; Y& _4 M# k - while sumload<=QV;
/ g! U% [& P$ m( d - ' T+ ~& ]* V7 V1 V% B1 V
- for k=1:length(rn);
D, v* z* _* a; \ - if sumload+g(rn(k))<=QV;
\" K' d3 r5 }1 w+ X! {4 b - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; # {* u- r! R- [! }, h; G' h
- A(n)=rn(k);
' c1 f( h+ x. J1 C& N - n=n+1; 8 p0 O5 o4 d\" ?: ?4 g+ @% e
- end;
0 k0 N9 _5 a5 U, M- ~! w - end; , b+ O+ k8 m$ q# O, ^
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 8 A6 I2 F4 k: ?( t
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); 4 H7 e) {7 u n4 `
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
\" \\" n3 }4 N0 s1 i) K' x8 n6 T) o1 _5 t - fprintf(fid,'\t%i\n',A);
; ^4 {- l9 n% s - fprintf(fid,'------------------------------\n'); 1 E/ n/ D\" r9 p+ _* p5 y) r4 t& y& V
- fclose(fid); ) C* S/ d% f9 j) J7 ~ N
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
. u) I/ g( i5 A: u1 N - maxp=1e-8; 7 S4 q( h6 c$ k/ B, M9 ]
- na=length(A); + j! f\" M8 Y# {/ C
- for j=1:na;
' r5 Z4 c7 n% ]. ]$ q6 u - if p(j)>maxp
( U9 O- z- E9 c$ m* p9 V; X# C* | - maxp=p(j); - T3 _* P) q% m
- index_max=j;
) P& y7 F7 x( J, P0 O - end; ' ^9 M1 q1 @ E9 Y
- end;
- j\" J) M( P% P# q8 T- v, H - % |1 `0 q- [+ \# O' Y$ f
- old_pos=cur_pos(i); 1 P2 n0 B6 }: J. i# {! p
- if rand(1)<q0 ! J0 f- m; X8 R# s1 i# |) V
- cur_pos(i)=A(index_max);
4 @2 j5 D; g4 ?6 z - else , ]. P! [$ d; z: w( o: e. T
- krnd=randperm(na); % n4 ~9 e7 }% d r! n2 f- }4 V2 c
- cur_pos(i)=A(krnd(1)); - `\" o8 J6 g T& w
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; ( h; c8 B3 g4 O$ b
- ccc=[1 1];
2 U\" j% f8 Q V, o* G6 c - if bbb==ccc; * g2 K* e0 ?5 k: T
- cur_pos(i)=A(krnd(2));
- m\" s\" r/ i1 s+ D* t+ m8 e - end; 7 F4 L+ O- w7 Y3 _( z6 ~\" x\" r1 F
- end; 5 C0 K* n! N2 E. z: a
- 9 m- u2 ^/ G0 _) `- Y
- 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
) `, B$ A' b# A3 L - ' O* {( z$ E5 V$ n, k) |/ ~ w
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
0 P) H3 D5 O! E8 `( V% @- k - 9 R\" V9 i' h. x\" `8 a% H
- nn=nn+1;
( }0 `( R4 A. {. X5 O i; r - part_sol(nn)=cur_pos(i); * Y8 ?, c& {8 k! b3 b. z
- temp_load=sumload; \" h' x& M7 g/ N1 e' \
- 1 n2 D% |0 y E! W
- if cur_pos(i)~=1; V+ k$ g7 G/ w3 C
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); 2 ]& a, h+ I1 Z\" U
- n=1; ' L# `0 u3 r8 N% l9 |$ ^
- A=[];
1 Z3 A: k7 M. D& } - end; ) x$ z6 q) s* ]8 T0 Q+ E0 Z0 w: q
-
t7 d4 x3 W( Q9 Z' z - 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
! U) j7 h' h9 T; p2 @ D - if setdiff(part_sol,1)~=[];
+ e; s( c, L9 Q0 i' N+ W3 f - 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 e0 O, G5 A: H; h5 A$ {
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
! j+ J% Z0 w6 S5 c# Z! C' { - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); x- }1 I$ L. D) V: M
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
! f, q: l\" v& T0 r s - fprintf(fid,'\n'); 2 l0 a; e6 T; i5 S0 V
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); % Y0 ]6 [$ y' D7 m, ~, a
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
2 K+ S9 c9 O% Y% v3 ]* i& Y# x - fprintf(fid,'------------------------------\n');
3 ~4 \ N U) O8 }9 Y - fclose(fid); ! Z! u. m4 [5 [# M0 ?9 w
-
7 B! C\" b1 @4 N& s. ^3 a - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 & r' w% ]- \. a( E% [\" y\" K, Y
- final_sol=exchange(part_sol); 5 U+ Z# R9 |9 A) s9 @6 K/ H
- ( f8 M4 o+ R; f- ^+ ?
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 \" y2 y( t' }/ i: m6 ]+ Y
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
% j1 G0 ^8 ?) O6 L\" d# k) J - end;
9 m6 J* v- Y7 D, l: c& t - t=t+length(final_sol)-1;
% R* Z* E8 Y\" p) I- E( N - 4 E% {; ^$ `\" i4 s
- sumload=0;
9 o0 U$ d# c. u - final_sol=setdiff(final_sol,1); 3 H3 W- _7 L0 W
- rn=setdiff(rn,final_sol); 9 _# K6 ?! h! r& P
- part_sol=[];
0 h. T7 e7 p, a( u3 X3 M - final_sol=[]; , U8 o% y5 c1 v* e
- nn=1; ! N& |: R; j9 L9 b
- part_sol(nn)=cur_pos(i); ! X3 g& P% Y3 z( R9 y/ V
- A=[]; & |1 t6 @* Q% z! H% s3 j
- n=1;
; F( A\" z3 h; z3 b7 Q. }& m6 J - / ^2 u+ m! ]: P9 J/ m
- end; $ @, }\" ~. @ A( Z3 `/ p, l
- end;
h, V% E7 f% x& k1 S -
S, h2 |; S1 E\" Z% w. s - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
8 ]/ g% O9 E' k# [ - n_sol=n_sol+1;
$ W, O+ G9 B& ~* g) k+ v) F4 ^* d' ~ - nl=length(part_sol);
, Z+ U7 o' R, d- Y - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 9 H9 \( \$ d% h$ q% b8 B
- ; u! x. Y: n- d: v
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 $ f) K/ I- `9 Q5 i
- final_sol=exchange(part_sol); * q. Q/ |$ Z: d8 S1 g4 Q1 z
-
3 v/ g# t1 U8 s9 r3 K! I - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 - R: v4 e3 |9 i# ?- l
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
* h) t% x' u, i& |' B$ ^5 D/ B - end;
# V; d( p1 `6 W# B n9 q\" _4 ` - $ r5 J; ~+ ^* _\" }% 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
6 s2 C\" O0 [# w! @5 S! P! f3 }: c - ( o1 y; H, H! Y* B
- for ki=1:length(temp)-1; + R3 F7 n( Q' T( m
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
) ?) g# I6 n% E5 o: G0 ? - end;
6 }\" \# X6 b0 n - / d# z' H( F! X9 `% T/ } u6 G
- if cost(n_gen,i)<best_cost; # x$ ]/ S. E' l9 X- ]- |, n
- best_cost=cost(n_gen,i); : Y) j+ R6 K) Z
- old_cost=best_cost; ) T5 P2 d0 P4 {! P% T\" X4 v
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 ( r; P; c6 I f. o) l
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
& \4 }. E4 a8 R - best_solution=temp; : M2 G8 @; l5 t/ ^
- end; ) g8 j/ R1 v! I* Z) x\" [
-
9 `/ u; B. a2 ~6 U\" c - 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
1 x Z( C3 {# @- \! w% b - for ii=1:32; , s0 b' Y5 F8 H
- for jj=1:32;
1 z6 g0 |+ T' l( w5 T( x - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); + @2 d8 X) d' r$ S8 ^( G% |
- end; ! |\" u# C% n( ~2 ~! H
- end;
# E& y/ s1 Z% [0 m; L) N - # z( Y* j. Z: b( e( r( a' u% e
- for kk=1:length(best_solution)-1;
- k\" I1 n8 G$ y - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
0 L0 H+ @( v6 G2 S6 b, \7 \ - end; ) s8 L2 s+ }2 Q, _ B
- end;
+ ] q: h! C' x7 F -
* e, H3 f+ U\" F& a* i - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
2 d2 `* u! J2 m' H* [+ o - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 3 H; g, I; z\" x, f
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); 4 e u\" O1 J2 k\" i
- fprintf(fid,'\n'); : I Z: c$ s8 m j) s. o1 k* ?
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
/ B% ~+ w4 ?. U- `' C - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); 7 O# X! x7 n1 X( |8 G5 w3 M
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); , b, b$ w2 j9 S3 o. N- m% W. j9 @
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); + f1 y# m7 J\" N
- fprintf(fid,'%i-',temp); : I! v1 r( ^; \' q) ^. H
- fprintf(fid,'\n'); 3 f5 q: c9 m5 G6 U# M
- fclose(fid); ( C5 V5 a9 f7 {1 i
- temp=[];
; \# F; G$ C3 W4 m! g L - break; o% E/ F9 ]! |) T4 }
- end; % H) l( I% L5 k7 ^5 w3 C
- end; 1 }1 {+ H* E% D+ Q
-
0 c7 ~. m8 s) l2 I - end; m. T$ M$ O3 E+ w2 M
- end;
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