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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
8 s' B* H- k\" q7 \0 H- x - %
! B/ n1 i# J) B( Q\" w4 s& p - % % % % % % % % % % % : b8 `& |8 T( [9 ^3 G) p
- ' u\" E5 m9 V/ @% O& ?' E, D; K
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
7 S! m! Z. d. _- O- F; x# p - load data.txt;
) H* W' j, N; p) T/ E1 ]7 S- } - d=data(:,2:3); , d+ ?' a6 x; g) L) }
- g=data(:,4);
5 V6 c- ^4 Z0 [0 C5 l - m=31; % 蚂蚁数
& c- o( V5 b# q5 r0 f# F5 A! r - alpha=1; ; n6 r. b& P, E' e i' j/ ~ O
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
& a* ?1 ]# W. ?: f' `9 L6 G - lmda=0;
- X2 F7 @3 [, f* X1 d. n\" i - rou=0.9; %衰减系数 7 E5 F! t/ F* ^! w- @% @8 k i
- q0=0.95; 4 s; S6 @' Y b9 {2 |8 W
- % 概率
( }6 d; r) S% ~: \\" a - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 7 G2 X: p7 g: R\" [# x2 ^
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 / W7 ~2 f; Y5 E
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
* h4 a, X7 V6 C! r/ `- q& c! J - QV=100; % 车辆容量
. w+ `9 n8 x. w' ]! [ - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
0 u2 ?2 B8 o& z3 y( g - V=40; 6 Q- d0 h e5 p
- % 计算两点的距离 / R6 N) ?( [; |) @! V- q1 x( ?# Z
- for i=1:32;
7 S# u) g a8 ^$ s% q - for j=1:32; - R' Z2 I, g0 J2 t# r0 \
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 8 h, H3 m% N; w! Q/ V1 A
- end; 0 f2 n4 Q( a9 K$ C
- end; : h5 G t; c- \6 {0 X
- %给tao miu赋初值 : |: _3 u; J3 ^
- for i=1:32;
C8 W9 q! f' G* v' r - for j=1:32;
4 \* ?- J% V0 r - if i~=j;
: R+ z# Y2 @3 X, ?4 |9 H, ~ - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
4 d2 a1 }5 ^, h* f$ V& b& v- X - tao(i,j)=defined_phrm; 1 o\" H D5 h3 N% y1 @/ x5 L- |6 q! G/ Q
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
/ f0 W& |$ J8 R6 i! F\" N - end; $ r/ v% B1 `% g* P
- end; . Y+ |& i, }' P% H8 L2 w8 n9 v
- end;
& A6 C0 `; l e; U+ M -
0 K3 b2 h r+ R+ M - for k=1:32;
6 I0 O/ Q% _0 z' [ - for k=1:32; 9 q# Z9 t# x; u3 ]8 i1 Z% m
- deltao(i,j)=0;
4 c( d4 G* }$ \0 g, v - end;
+ @4 B' v/ ], r8 K8 j0 R) P - end; / O* Y/ ^9 `0 T- Z3 m
- best_cost=10000;
1 ^\" o1 `1 y( r3 p u( Z - for n_gen=1:50;
; N8 n2 C$ H\" W8 i4 d8 g - print_head(n_gen); ) X; `' \; m. c# L9 o3 q
- for i=1:m; 0 ?: L/ _: l/ K% v2 ~$ S
- %best_solution=[]; 6 J4 B% O; `+ Y
- print_head2(i); / Y- K- h! _) c. y- F+ ?4 `1 |
- sumload=0; * l% g2 H. p2 H2 T& p
- cur_pos(i)=1;
8 f3 ?: u' b) V2 p - rn=randperm(32); $ S0 s\" ?+ ]\" ]) t3 Y0 u
- n=1; 9 [6 J\" k5 k2 n* A* W; \
- nn=1;
2 O/ F1 X/ U( `6 d+ j! [ - part_sol(nn)=1; / h M: T7 c1 T1 L# a
- %cost(n_gen,i)=0.0; , Z\" M2 W# u: N. d4 T' T1 p4 W
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
0 `* g5 D+ I6 H1 y5 A+ N - M_vehicle=500;
8 s. [7 g6 _. a% G* N3 J4 O - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 4 H# @: ?( M* h* n/ l: {+ \, l
- 2 e) j/ l/ U! r! V
- while sumload<=QV;
) ?0 S% j' W0 f6 }) K - % t8 D! u8 A, A( j! T( f
- for k=1:length(rn);
H: O! ]4 W3 j. R0 f' v! N) @ - if sumload+g(rn(k))<=QV;
- f( j+ N' z/ {6 ]+ R: g5 n& c+ P( X - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; 2 z\" Z$ n/ q J2 [) n \, E1 M3 \( ]
- A(n)=rn(k);
4 G1 t$ C$ S\" e - n=n+1; 4 F2 ?+ ?! S ?
- end;
$ q0 u3 P$ D7 s! A, ^ - end; & V6 }+ B: z4 o% {1 E1 Y* O. U
- fid=fopen('out_customer.txt','a+');
7 }5 K3 C ]' q- a2 g, a - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); 5 g/ S2 j, h; b, ?
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
g: z' u2 H; a6 ?0 D% V& v - fprintf(fid,'\t%i\n',A); 6 D% x4 a\" ?+ i6 p4 d# }6 l
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); , i6 V$ Q/ s/ o& p\" G k5 e2 I
- fclose(fid);
~$ t: r( T) J! r& n - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
0 A. g$ P; e5 }) { - maxp=1e-8;
1 n* F+ q9 l, Z - na=length(A); 8 ]2 D8 Z$ }2 P
- for j=1:na; ! p& O g# ^ f9 M' W3 P
- if p(j)>maxp
9 Y\" i t4 ~7 u) Y1 H/ f - maxp=p(j); & ?2 h# I1 B# z/ L; T
- index_max=j; - e* Y* I; |! W1 B' b7 i
- end; - K8 X! j* z; S
- end;
0 H' J7 m. _6 B -
) Z1 `* s8 e a8 x/ p- V/ ? - old_pos=cur_pos(i); 7 { V* G' y$ O2 G. s8 o
- if rand(1)<q0
+ e7 S- H( K) O% [$ o - cur_pos(i)=A(index_max); : h) N* V+ X. j
- else % M3 b' P$ G2 a% n4 M: C
- krnd=randperm(na);
\" p; o, }\" v0 n. X7 X* [ - cur_pos(i)=A(krnd(1)); 9 e\" B* B! V6 `3 ^& X
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 7 r. u8 Y* o5 q8 W
- ccc=[1 1];
+ E* B3 p s. C6 q) `3 U - if bbb==ccc; ) O2 S: S2 O. ^* o6 p: A. L0 j
- cur_pos(i)=A(krnd(2));
/ b& i9 U! N$ g2 M5 E$ @ - end;
: S2 T2 d% I( r5 J0 m, I - end; ! Q/ e3 D# S( O2 b4 Z( Q; O/ Q
-
: @! j- z0 F1 @9 h - 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 ; m0 y) P. a2 Y5 N# ]
-
9 Z# t3 {0 s9 }2 r+ h) } - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); 8 V7 `3 k; K3 j6 T! ]4 Z
- * G% [4 \% W* L. A3 g3 ^3 _
- nn=nn+1;
3 \. I: V+ s3 D6 }$ f - part_sol(nn)=cur_pos(i); . c8 I. D( `/ e! j( ^6 S, Z
- temp_load=sumload;
* M3 W. g9 Y! w+ c: Q9 A+ @- ^ - $ B* k3 }' p: p& F3 s8 F9 `
- if cur_pos(i)~=1; 3 V& P: M# V: N5 L4 k# B5 c& s$ }
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); 9 H) |1 H3 a I; c9 p
- n=1; * r% O% H3 T: q2 q
- A=[];
0 u( b$ t& f7 H1 ~ - end;
% x a/ u7 ~9 R) i9 y& M -
2 r7 b. q6 \0 G/ [\" a( 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 0 `# p& u& \9 ?0 X3 b! {# ^
- if setdiff(part_sol,1)~=[]; - p5 }4 i/ |3 K- r; O$ T# i- ]( k
- 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
\" r9 f L. e! }, ^1 F - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
9 }- O' I; A! |* g/ N - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
% V+ H6 ^+ J. ^# P+ {- u t$ h, B! v - fprintf(fid,'%i ',part_sol); / L. R+ P6 O8 y, ]8 r3 O+ g: m
- fprintf(fid,'\n'); & D- [% A9 ]2 T& S5 x
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); # S2 @/ a0 P6 {% |$ G8 x
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
% y; z% i. W) i8 j7 g\" G9 p - fprintf(fid,'------------------------------\n'); 5 Q# n1 L% W# d; m8 H7 N$ `, o
- fclose(fid); 7 ~! S7 b; u2 ]6 Y; A\" a
-
5 f2 x6 |' x: ^\" u$ {1 r) \ - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
8 K0 E# J- } j: o; g - final_sol=exchange(part_sol); 7 G I! Y7 l% f4 ?% P/ @
-
% P; J/ h* t- [9 i8 c' I - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
% `6 Y9 v5 l: S# s3 W - temp(t+nt)=final_sol(nt); ! U! P# f& u ~# Y
- end;
! ?% v! {$ y2 x - t=t+length(final_sol)-1; 4 p4 ?' B0 i3 \+ {( d
-
g. t3 F5 I$ I* H; P6 L - sumload=0; * J+ w2 X8 I, Y* a, @. d/ t
- final_sol=setdiff(final_sol,1);
2 H0 K/ W& q i: q' A - rn=setdiff(rn,final_sol); ! Z x) |/ W5 p! X3 ^/ {3 W
- part_sol=[]; / n# K/ n; H+ H$ h4 s! P
- final_sol=[]; * J\" }: E4 U\" S' p) T
- nn=1; 6 y3 f1 E- c4 a( u5 k' }6 B1 H
- part_sol(nn)=cur_pos(i); - e1 E' E& s9 U& T
- A=[];
. S' n5 f. e( v! \* { - n=1;
/ F6 P2 r/ _9 M' J- n -
8 s+ c5 [2 y- q/ G6 v; H8 a! U - end;
% w$ b. O5 I8 E - end; ; S; R% J9 j/ U( T
- 4 O; F, ]) G: e\" Y7 G S
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 9 s7 ^& R8 L0 ?* ]$ d- o g# R
- n_sol=n_sol+1; : ?# u. v) y# a( K/ D. _
- nl=length(part_sol);
$ t+ E7 G3 k2 [0 Q' \- C3 u - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 6 `* w. A; m( [* N+ T- t$ [
-
/ U. W5 E\" }) O! h- H. R8 j - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 9 i: _( B1 R' [! f0 ~4 _\" K
- final_sol=exchange(part_sol); % y9 H( t6 X2 s
- , i% p+ v0 f! c+ L) r2 f1 |+ \$ _
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 , l. K2 {8 ]' S% h* b r
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
$ S! K' ^) K. s% d/ T - end; ; d$ C% @' W. s- c7 S\" F% ^
- 8 Z& N& e' E X! y2 }3 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 + [& }: ^0 ]/ k. i
- # y' a1 H$ M: X& Y, P& h
- for ki=1:length(temp)-1;
0 J3 T. J+ U* j; W! D2 t+ |& d& P8 l - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); . q' ~3 X% E: D: t7 v9 V
- end; . n0 ~3 M$ H* _* W7 L# }; h
-
2 [& m+ q# H! h8 |* s% M& B - if cost(n_gen,i)<best_cost;
& h8 v' c7 m6 ~) V\" @% h - best_cost=cost(n_gen,i); ; h- L8 o7 j' Q' G\" q
- old_cost=best_cost;
# }0 z' L5 L9 l1 f: [% {* g# Y/ L - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
3 h/ l+ ~: r. w\" N* I7 l - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 1 S5 j7 U0 q: C4 R
- best_solution=temp; ' K# t5 G/ J# d$ a. r% |
- end; 8 H4 k: s2 d, o; b3 N: z
-
$ p1 P$ }7 M9 B# g\" 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
\" k6 R% `\" K+ s1 j- L' ]2 _8 h: z - for ii=1:32; 3 U2 |2 M- b9 y5 G4 P
- for jj=1:32;
k- J$ z$ @ v* w6 n( S4 x* f - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
, G3 n; I' Z7 e& c% a( S - end;
! d0 e2 [$ z/ n: U' c0 D3 ^2 D - end; + e; z/ b& ~2 Z# ]4 ~, [8 d% m
- $ ]7 [- `# L' Q/ H# e
- for kk=1:length(best_solution)-1; 9 L( ~& I! G) k+ f# [* V6 R w
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
+ C4 M1 h+ W/ f# H$ } - end; 7 l) H8 h6 m5 l- K
- end;
; }/ k9 t \1 { s# _4 T - ( O4 u& x( P, g9 l
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); % c l$ u$ W; `
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
7 v) r2 F4 ^2 r. t, Q9 m - fprintf(fid,'%i ',part_sol); \" o$ X, o$ _' G2 `0 ]5 ^- o
- fprintf(fid,'\n');
' c6 f ]' R6 T$ A; X6 o - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
: A& @; a4 E! ^ - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); - i, m4 l3 `4 z\" i; z8 \2 j3 t
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
. p4 _( @; @ B! [5 q - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
' K\" I7 K2 X5 o4 h - fprintf(fid,'%i-',temp);
& @0 Y4 g\" E; V, v, P: D2 Q - fprintf(fid,'\n');
! t8 b/ i\" w; h\" Z: y( v, \ - fclose(fid);
1 W! y1 ]7 d C0 C/ _* l - temp=[]; % p9 l/ H+ ^& b; \) H9 h
- break; 6 L0 f3 G4 Z3 j! n K0 o
- end; ( K* {9 ^& m( f4 I& M- g
- end;
' k) v8 Y6 z! G* K0 u6 c7 n2 q4 n! d -
8 r. T2 M: ]3 F# I\" M) x3 s - end; ; w\" U7 F; b0 |1 Y1 t/ M
- end;
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