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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 # j8 D p% W8 c; W+ w' `
- %
2 }, S2 }& b; |6 p9 P - % % % % % % % % % % %
, Q7 u+ B/ y4 x: [ -
1 q* {6 y, T0 c/ n2 ~; H - %initialize the parameters of ant colony algorithms 8 T+ T) `) U- D7 f' F- ?6 K
- load data.txt;
8 A7 N1 i4 ?6 y$ p - d=data(:,2:3);
* [. f7 r9 `% |7 `# f - g=data(:,4);
9 g4 Y: G$ b2 X1 \! w9 w - m=31; % 蚂蚁数
( e0 R$ v0 y; g8 y - alpha=1;
0 T& H2 y) @, g/ Y6 {2 ~ - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 8 \0 k6 x* X1 ]7 X2 ~7 Z5 `
- lmda=0; - J) }! ~5 S0 y- w: j8 C! a9 C
- rou=0.9; %衰减系数
' G. o( @\" U- q - q0=0.95; / O! a; R# U) B$ k# d6 `
- % 概率 : }\" C1 Q6 d, z4 T7 E8 y
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
# N) n6 Q! x' v6 u& g2 c5 _ - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
$ V \7 l4 t( p! z- O1 _ - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value $ p5 p, s: G6 A4 W' y3 ~
- QV=100; % 车辆容量
8 [# [# U: J3 J\" d8 n7 T! h2 k - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 - {3 x9 E* U' _) F
- V=40; % E, d \5 Z x: N2 V6 B: t\" d
- % 计算两点的距离
1 v7 w$ L8 W- |4 q7 D - for i=1:32; 8 k, f( t% s( f1 l) z( ?( h
- for j=1:32;
- X5 E( U, R( d1 L5 f - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
\" E( n# u; I, n& e' S/ M, W - end;
$ c7 |1 n$ {5 j# o+ G1 J- T - end; 0 h1 X2 }6 Y6 N
- %给tao miu赋初值 . h; U2 ` y9 _1 i/ \ d
- for i=1:32;
* Y# ~( _. {9 H1 `& H% }8 m - for j=1:32; ! `0 Y2 M: ~/ I
- if i~=j; . A$ j0 F2 v1 v! }$ \
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
w2 v2 }# w: p4 X) [ - tao(i,j)=defined_phrm; 2 F/ P n; \4 E8 T, Y\" J7 F5 U! C% z
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
. _$ t* h' h Q - end; : I2 n) A: n6 v- s7 A$ M& o, ^
- end;
# |\" I% y4 }; z$ r6 w& R2 D - end; + e4 B' }' C! k9 t4 [) N7 a4 ?
- , Z9 ?1 ]1 G+ x8 c
- for k=1:32;
3 p% G( g( M+ D. K6 ]! q\" K - for k=1:32; $ N) Y# U8 m6 L/ o
- deltao(i,j)=0; ' A% O& n0 r9 q- P6 @
- end; 2 m, l3 u5 q+ P: z
- end; 8 Q$ T: e7 g _- A8 h- p' m
- best_cost=10000;
; D7 Z2 i6 ]( y8 h% ^) r, }. w - for n_gen=1:50;
\" {2 O, a# W- Q+ q: x - print_head(n_gen); ' @; l. i, O8 _, {
- for i=1:m;
5 u$ [\" U/ X% U/ b- F: E - %best_solution=[];
! J! l0 ^7 A6 h+ @3 s# U - print_head2(i); & S4 u. @6 x) ^* j3 N+ M
- sumload=0; 3 m# B+ u5 V \& G
- cur_pos(i)=1; ! H% S6 p! t; v
- rn=randperm(32); . Z4 A# u0 X7 T. w% ^. o
- n=1;
$ Y, }/ j3 j5 D - nn=1; # M* E2 [) a r% K
- part_sol(nn)=1;
' w5 f; N9 J% H/ w4 v* T5 Z8 O - %cost(n_gen,i)=0.0;
7 ^/ O$ q! ], K/ r - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
0 R4 G! S% y j0 x: k1 {8 ` - M_vehicle=500; & U: E! a7 |; T
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0
9 w) }$ {/ w* w5 o6 H2 _$ P -
' K, k: L! l; {7 N - while sumload<=QV; # k- b' ?4 s5 h# G: V4 v
-
2 c, u$ I9 W6 L\" a - for k=1:length(rn); 4 e. E) W1 R8 f$ C9 D: i/ W, \
- if sumload+g(rn(k))<=QV;
' q- T1 z, i3 P6 l8 o\" ?' l/ y - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; 8 @& ]$ F4 s8 y4 l) Q- F
- A(n)=rn(k);
2 X7 }2 q) w- @5 [\" | - n=n+1;
( T/ T' }: Z0 Q9 _ - end;
+ C3 a W; I- H8 o5 l$ Y. ? - end; 3 z2 w. e2 D; N0 G\" Z# d
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 0 j+ D& Z4 |$ N4 _$ d* w, E
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
/ E) w$ o! r* n0 ? - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
; ?1 m( B% ?& [3 H, t: K - fprintf(fid,'\t%i\n',A);
: T6 T( n$ c a' d* Y6 A( f - fprintf(fid,'------------------------------\n');
5 C( B% O! y2 d1 g' f - fclose(fid);
5 H' z$ r: W6 b4 k. P6 U - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); 4 N* W, `: F6 x0 U3 M
- maxp=1e-8; - y0 J2 u# [3 o7 B8 i
- na=length(A);
( t) w\" @7 Q3 f ]5 e - for j=1:na; / ^, u Y- g* {: g- h/ `
- if p(j)>maxp
; ^0 G5 [' Q/ n8 E3 a - maxp=p(j); . N% K$ S/ C$ Q3 x
- index_max=j; ; _\" f8 R6 X* B$ {7 j* }. ?: m: e l
- end; 5 D- B% i# X4 H5 ]5 y: Q
- end;
8 i9 b6 A: ?' A% u -
0 O e) D `* K - old_pos=cur_pos(i); # |8 {% K6 Y3 j) q) x; ~9 K
- if rand(1)<q0 8 B/ F y9 a( G! _( N
- cur_pos(i)=A(index_max); \" A8 v) w* _: p
- else
! a( g7 D# G1 t) P1 w m - krnd=randperm(na);
4 G\" R\" G: M6 ?! T - cur_pos(i)=A(krnd(1)); 1 @: k: H' d( H5 Q3 }3 v/ y' [! o
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; ! H7 w/ c& q& W; F% v
- ccc=[1 1]; 9 o; N9 {: T: X* _' C
- if bbb==ccc;
0 p4 U' a4 \0 Y* l$ C: e' c - cur_pos(i)=A(krnd(2)); . f/ s- S1 t2 [\" E8 Z& u$ O
- end;
8 t) I5 A0 u8 g4 M& x% t - end;
/ p3 Q. L o3 O4 z c1 ~ - 2 l# z\" H2 {1 c0 s* f a
- 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 8 N- v! f. a7 ?% G5 @2 K
- 7 D# k3 }9 |- }. J5 s1 N% O
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
2 s9 Z' `# Z5 q6 \: X% U6 Q -
8 m$ k0 q$ W3 C/ ~# E - nn=nn+1;
- m8 h4 W4 S: u! y. |$ v - part_sol(nn)=cur_pos(i);
# w\" o+ _$ k4 u2 F# ~% ]) K - temp_load=sumload; . o) p+ z6 W9 b; S' ]2 u, X& \# }
- % N6 g) J2 s1 w# ^7 N2 C$ ]
- if cur_pos(i)~=1; 7 \/ [5 P5 A& B! @0 J8 @
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
! U1 A3 w/ D, `9 q3 V+ |6 M7 ~4 w - n=1;
, x8 I) x) ~1 u4 f$ K6 J5 Q - A=[];
8 p! \) x! ]& q: J - end; ( X% \: h7 A+ w! S
- 8 Z1 u2 V s9 W7 \ h. y. F
- 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
# E' U\" S* ?3 H- c- t0 T - if setdiff(part_sol,1)~=[];
\" c& w3 C5 U( R# H5 z - 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
/ M- |/ y9 T5 E - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 0 }# E8 J% B6 x- U2 k# c! V
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); - P. ~ j: t8 W2 \- z& I. n
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); ! c7 ^5 {0 m4 K8 S- @( f( u
- fprintf(fid,'\n'); 4 L( R& t' I* P4 K) V! P! N
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
3 p4 E/ J' ], } - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
% j* R+ J' m9 G* r6 S - fprintf(fid,'------------------------------\n'); & A' K5 z2 f: r; P\" a
- fclose(fid);
+ i e0 h/ S4 n# r* P Y( ? -
9 {( S1 v. i8 }: t/ c/ c1 U) k - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 # `$ a: N2 h. Z\" u
- final_sol=exchange(part_sol); # O4 U/ G) ^- G- q0 b
- ! q* v8 e9 S/ i5 A! {( g1 Y' ]
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
; ^$ B! z. q6 u. s# C1 Z- F - temp(t+nt)=final_sol(nt); / B f0 G Z+ j% |7 r. p
- end; * s% b* {5 J- j\" e
- t=t+length(final_sol)-1;
5 s9 q; Y$ a4 D- r, [ - 6 h) e% [9 Z, Z8 R& s7 h
- sumload=0; ' x# X* F3 J$ C# _
- final_sol=setdiff(final_sol,1);
& h2 H% q( w+ k7 D( l - rn=setdiff(rn,final_sol);
' z' W5 A; l5 \7 W' Y R - part_sol=[]; & j\" H% _( ?6 G' @0 b% m+ F; }\" M; `
- final_sol=[];
8 X8 [6 A+ e% A$ a1 G+ d9 e) u - nn=1; 2 ?* E; D8 }* B% `# f, ^1 Y- y
- part_sol(nn)=cur_pos(i); # k D# ^( o+ D2 j; T( \# I
- A=[];
( n# W7 Y6 \7 ` - n=1;
! ~% m$ [* d; l+ b3 F\" z - 4 Y9 O2 P2 N5 p- J) Q
- end; ) S4 \\" i\" {* x0 h
- end; a1 I* N# R/ W( Y
-
: Q7 U! F( i( S1 r - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 ; c d6 ]6 _& j3 E\" U3 p5 E7 _
- n_sol=n_sol+1; 6 e+ ?& _ G8 Y3 t/ x Z/ u
- nl=length(part_sol);
4 I8 P/ J* b* Y( y9 X: z - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
5 O3 _' R; u+ S; l6 G3 H -
6 D- S/ E# N7 ]9 J: e2 z3 w2 O! v - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
+ O) v# I6 E; _7 z - final_sol=exchange(part_sol); 1 P# B4 ~6 N w
-
% k$ {! V. g0 F/ e6 E - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 6 O) c1 m1 b/ P: z/ w( f
- temp(t+nt)=final_sol(nt); ( `9 i* V+ [\" ]
- end; 2 f3 }2 J+ {3 c
-
& S0 Z/ b0 R$ O) P0 ]/ g - 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
4 V6 D\" `# G1 A# h) L) x& I; Y -
! N\" B! W1 ]) y. @- J& S: ] - for ki=1:length(temp)-1; z- l) n7 k @# ]! Z7 g8 U
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
\" \. g/ d/ b% Y/ c - end;
7 G\" |+ H4 s1 l: I\" @5 J$ M2 L, n - 0 a; L0 I3 T. @. ]. S* z
- if cost(n_gen,i)<best_cost; 8 |. ]/ a& G1 j$ `8 T0 Y
- best_cost=cost(n_gen,i); 4 n/ H4 }( _1 @) p! {* d\" H& f* Z+ D
- old_cost=best_cost;
$ b( m* a9 ? @4 c8 L: c# F - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
4 f2 M) }6 F/ R7 _6 O, f( s - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
6 W4 f( ]; C$ o1 E - best_solution=temp; % Q\" r9 A, L& E
- end; 9 o) I3 V4 g! u8 l7 ~
-
$ ^. W\" Z$ X8 n9 J q4 [* H - 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 5 K, N) Q0 Z; e* n
- for ii=1:32;
) O# O# N, I9 p# s0 p9 p4 C( y$ r - for jj=1:32; \" r& x9 I. W% X! J1 B
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); ) F; A7 q8 v% l- \& ?4 m
- end;
3 v( F+ X. A; O) j2 k1 o - end;
6 u! u. Y5 K2 n+ v: ~$ A$ r - 1 ^# u9 s) o/ q$ ~' |9 _
- for kk=1:length(best_solution)-1;
6 S5 G6 L; N }- B y% A - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); # ~6 Q6 g& i+ Q! Q0 o$ K/ m
- end;
0 }4 j: K$ n+ Y) o; {5 i - end;
$ x! S1 e3 k# H9 y3 R6 r* I -
% [4 \% I6 k. |# _( `3 p3 V! A - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
3 h5 k* }/ ?* N- c - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
+ [# o1 Q, I, ]6 d& O; C# g0 N# _1 B - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
' ]( L( S3 f! U( j2 x - fprintf(fid,'\n');
\" {/ v6 x! _! X; Q, r - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); ! E9 \3 G\" t4 L+ B
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
3 ^, z+ _) _- A0 b2 m - fprintf(fid,'------------------------------\n'); 8 v6 ^( {! G* V; B: D! W) j
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
. Y5 a/ x& n3 O! e) h- h1 E - fprintf(fid,'%i-',temp); , T5 w' P5 c4 N4 X: }6 l% s* V
- fprintf(fid,'\n'); - G/ }9 F, D2 V9 `
- fclose(fid);
7 W* s7 r! B# H: Y+ [! r/ F* V - temp=[]; . D- e T6 N) O+ g, s3 q7 z% T+ p
- break;
( b ? a5 D: r - end;
8 {# m0 W\" r0 v# }( j) c Z% i - end;
3 c9 V: H S4 G0 n: m% h( x4 b -
7 j6 `5 n( ]* E7 M) r - end; . ^# W0 |; n9 S: X$ T
- end;
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