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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
9 f, P- v+ f\" S5 v - % * k& N: O6 E+ d M0 O3 s& u- I
- % % % % % % % % % % %
! U' x* |2 `! H3 A. y. _8 | - 5 j1 f; z+ i$ s ^* s3 _
- %initialize the parameters of ant colony algorithms - \+ F( q: S( F
- load data.txt;
* B& g7 z p4 Z4 D6 \ - d=data(:,2:3); 7 L# c) m9 W* J) P
- g=data(:,4); & u+ B1 S+ G/ \, S/ j/ c6 U L5 i
- m=31; % 蚂蚁数
6 V `) r$ @; S! V* h - alpha=1;
y( M/ D$ m* S - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
, c; p8 s. q\" R& h- u. v: r - lmda=0; 3 [+ L7 D0 p1 M$ @; B
- rou=0.9; %衰减系数
' v$ R9 P. `: M1 s6 P+ ` \ - q0=0.95; : [8 z9 h6 Z+ {. W1 o
- % 概率 : B; r- z' m# C' E- D. }
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 1 M4 L7 E7 L# h6 B7 L. g9 c
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
/ m' l9 v. M4 W6 t% `3 T - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
1 g' [ q8 P, F1 `! L7 F5 S\" q - QV=100; % 车辆容量
[+ B( `+ t! g5 Z - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
/ S B% X9 k\" W - V=40; ( B( f2 l8 u3 ^5 c- u. h1 _
- % 计算两点的距离
# ^\" K1 j ?, S$ J2 H - for i=1:32;
?2 i! h- w5 i4 L; P\" P2 O - for j=1:32;
% i! Q% B: i) \0 _! l+ l4 T2 g1 z - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
9 ~. n3 i* z9 { - end; . E! L% J: U+ K
- end; $ ~. ]( H7 [- R$ |+ ^0 }' I( g
- %给tao miu赋初值
8 y3 [8 d# e/ I2 ~2 v - for i=1:32;
+ p9 H) d# p8 Y6 r0 U% S ?4 S1 ~& r - for j=1:32; \" D, a$ B8 g3 ]\" m
- if i~=j; 6 D. I: g3 o. Z6 I
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); 1 Z4 L5 `- U% _0 W
- tao(i,j)=defined_phrm;
, K\" q% I! p4 f# |/ Q5 X6 y - miu(i,j)=1/dist(i,j); 4 a0 R% f* V0 C% [# }# a) @1 Q
- end; 1 Z7 i# q- J; ?: v\" @
- end; / D, u4 ]0 X' V\" {7 i
- end; # n\" Z$ \) L9 T9 J# C) ^+ }
- & U Q+ H2 W\" h
- for k=1:32; ) E% q9 X9 a8 n0 ^
- for k=1:32;
$ U9 ~6 F) h% C. I# L% ? - deltao(i,j)=0;
# S( @4 f\" L, a# j6 Y4 c6 R. [0 Q - end;
4 Q# s6 B) n2 }3 j6 N' h - end;
: ]# `* x* v/ h0 W. j8 e - best_cost=10000; % I- P/ O$ d0 s2 I
- for n_gen=1:50;
3 n9 o: T- H* x' W5 S - print_head(n_gen);
2 w6 y* _7 L. E1 b4 | - for i=1:m;
1 x. X: S% w: G6 U7 D) `9 M - %best_solution=[]; . j! t# m9 C% ^) r4 l
- print_head2(i);
2 h3 }\" [$ a9 d\" C! L, @ - sumload=0; 8 K* N i: \2 ]* S9 A! h
- cur_pos(i)=1; 2 k9 j1 f& ?4 B
- rn=randperm(32); ) f5 c2 |8 s3 |
- n=1; % U4 w0 ~4 B# B' g8 C
- nn=1; . b; M9 ]\" L1 k- M. d! }4 |
- part_sol(nn)=1;
9 d0 ~# l1 d* r a: C - %cost(n_gen,i)=0.0;
) T$ T* {' B5 g& R& j6 [% J/ s q - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
$ Q C5 c1 R( |2 B4 }5 }5 t - M_vehicle=500;
- k3 x: T [0 w6 u, y- ]- Z$ _; t - t=0; %最佳路径数组的元素数为0
* p$ I. p- Z5 ^7 Q V: t -
8 A2 L5 B4 j2 k' t - while sumload<=QV; # F, v9 E8 L' x0 ?+ j9 t$ K
-
& c/ t- a W3 @- | - for k=1:length(rn); $ z! ]* q3 Z. z6 v
- if sumload+g(rn(k))<=QV; / U; [9 S2 v z\" E/ Y2 m, ~. A
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
: u. ]/ e. \' X - A(n)=rn(k); ; n$ l$ `+ d7 }; _3 p. X& {8 q. g
- n=n+1; & e* g' g K* t; z\" n' @) A) V0 N, ^) l
- end;
6 ^, I9 b b4 {4 a; j - end;
& a# ~ C' G7 w+ m0 U( j, ?0 E6 J3 `0 x - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 1 F @5 f1 J; W1 F8 B9 y9 f
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); # n' w d) W$ J: C( ]% I m
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 7 j+ b$ c4 v1 q- j, V7 r
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); - \( } W: x$ O* R5 |2 h' y
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
( E6 H# Y4 W: W' ~' f\" M\" Z - fclose(fid); - z) F* s) Z$ P M! U- n/ }+ Y
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
$ t; F2 e5 E' v - maxp=1e-8;
]! }! z# e+ P( E* w6 D- A( c - na=length(A);
. K) @+ I& n9 V - for j=1:na; 3 T* i$ H o2 J* R, \3 J# g/ B, G6 {
- if p(j)>maxp % E& r$ N- K, F& K2 N
- maxp=p(j);
3 E) [, L1 d4 t* k. _/ H/ B& p - index_max=j; # |+ v1 n r& E4 g/ |& |/ r) G
- end; 0 c) J% R9 f, b
- end; 7 }7 c4 m9 F& h7 f8 k
- 2 J# g* y; x& y
- old_pos=cur_pos(i); : H) Q W' G8 ]9 X0 A
- if rand(1)<q0 2 l# `9 {0 [3 Q. T0 p0 }1 C
- cur_pos(i)=A(index_max);
4 J; z% u, w/ W0 I( r\" p - else
4 t# |6 _8 M/ O6 P: Z- [ - krnd=randperm(na); & S3 x) w# [: a0 `5 J) F% x\" w
- cur_pos(i)=A(krnd(1)); [9 I! N* \+ P! Y' B/ B% D* s4 U, S7 W
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; * g T6 D0 g( e* w' K' E' a
- ccc=[1 1]; 2 C/ Y* z/ \ u, m
- if bbb==ccc;
) v8 _, P2 V2 }4 L: D8 ? - cur_pos(i)=A(krnd(2)); / c8 H- I. H) N
- end; 8 x( v) u7 C8 P, x6 Q
- end; 0 ]$ O) u\" b0 x8 d5 R
-
8 Y1 k( D* w5 q0 Z9 q( v - 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
+ v; _' U% j3 B) C$ M - 6 K9 u. m4 F$ I e; t& e. ^ R) k! `
- sumload=sumload+g(cur_pos(i)); ; a M! P. B0 |& c$ i
-
0 C+ _* [3 A+ Q& n* T& p2 Y - nn=nn+1; 2 I. Z2 X9 }\" ?+ A) J\" y) y
- part_sol(nn)=cur_pos(i); & e\" S/ N4 r* U
- temp_load=sumload;
' X$ s2 B7 j* g( }7 T/ o$ d -
9 B5 v& I) h b4 I - if cur_pos(i)~=1;
\" c( o- _) V0 C& s6 J: e - rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
; o\" B$ I: Q, z9 n: ?4 J7 t* o - n=1;
& T( M# x$ Z% G: K0 F0 y! M# B - A=[]; 2 H! }* b3 R8 ], [7 f
- end; # k1 {$ v! v5 H3 Z# ^
-
1 Y `$ d( |9 |( J( i - 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
- w5 b4 U; l- \\" m - if setdiff(part_sol,1)~=[]; 1 U, H: m8 O2 [/ |3 L7 N
- 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 ' E$ G2 I: w! H- p6 M2 z
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); % o1 w; V5 d& j1 n\" R! m. N4 Z& K. u: ^
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
$ h* p, {9 z2 _* O - fprintf(fid,'%i ',part_sol); 5 A5 ]& `4 s& S- p
- fprintf(fid,'\n');
' @# @5 c3 K: ?9 z1 S. N - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
4 W\" B2 k* f1 d7 [\" e' j - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
# i9 {7 Y+ k5 V\" V - fprintf(fid,'------------------------------\n'); ) x, U\" b4 E8 j( r% {* a
- fclose(fid);
* q4 M& Z1 W1 `( ` - * I. x- f3 J) v' T
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 \" u& b$ l! R, ~. U\" s
- final_sol=exchange(part_sol); , B. L5 Q4 E! k
- : D) y; M9 D [5 D3 \% C\" B
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 9 R( N\" [) w! n# g
- temp(t+nt)=final_sol(nt); x6 @& U# a: n1 ^2 V
- end;
2 x1 r3 r( b {- O3 g - t=t+length(final_sol)-1; 2 _\" W/ |( B9 P) v+ ^, z
- 3 U( M: ]: j' A5 a! s
- sumload=0;
3 m\" i: N( I% g\" R4 ^ - final_sol=setdiff(final_sol,1);
H+ M/ f5 c. v& F/ o - rn=setdiff(rn,final_sol);
5 O7 I\" g8 U4 J\" `# o% E - part_sol=[];
, ~# r9 ^; d3 L h7 q R7 ~5 K6 m - final_sol=[]; & @- {$ D8 l; y$ e1 |$ |, i$ B
- nn=1; . D; w9 n0 c# J
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
7 {, p4 Y. y9 A t\" Z3 r+ V( d - A=[];
! T& O8 l, b\" i+ ?7 H) n' w - n=1; 5 g: J0 q4 b0 F+ W4 ]
-
1 h% V: ?- {& Z6 M2 a4 Y3 S - end;
0 u; ^1 y/ q+ I; y; p/ x: ^ z - end; 4 \4 A\" j& P7 m. x& [/ D$ O
- , k9 ^& x0 j- A
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 ; M4 x( F o! q/ h
- n_sol=n_sol+1; , i& Q. E3 {\" G
- nl=length(part_sol); ) P) j. ^* f5 x3 R) @) I: n# D
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
7 g& \5 m! ? b$ \ - 8 S$ S/ J0 W/ B0 _( a
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 * J! M1 H' ~# N6 C2 Y
- final_sol=exchange(part_sol);
8 J; A) p1 F' O8 ^' c - 8 j7 x$ F0 g* d/ L; t& q% @
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
* [3 c+ M) c, I h- \) H - temp(t+nt)=final_sol(nt);
\" @& U$ R1 N% M - end;
- E* B3 J5 \' j( q- T# h E8 e8 h - 0 K+ B- s% m9 o+ O! a
- 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
' k+ r; T3 v( [4 i% q, ` - ' @& k+ Q7 r+ _% l9 u _- E\" ]% ?
- for ki=1:length(temp)-1; * V4 `1 F) \2 u! r: n# s& a! T* E
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 0 Y5 M) i/ f- r5 _6 z. J7 R
- end;
0 ~7 Y/ G2 b7 o! ?\" k, a! d) \6 g - 4 K6 F7 u+ O, G7 x\" F3 P
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
7 M3 U6 W) U\" Z5 S - best_cost=cost(n_gen,i);
3 g* ~6 [* y( C% Q - old_cost=best_cost;
; ]! _* O4 I% z6 s6 U( i7 F% A - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 6 c\" X! n; Y, Z+ n/ S- f
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
' y7 i6 F# E\" ^ - best_solution=temp;
- c3 s2 @7 b+ k - end;
0 u\" y) u9 X9 V0 G/ e, l - 4 o- o8 ?' a8 j
- 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 + J9 r1 `) d( ` X- h\" G
- for ii=1:32;
: @9 S% @& `3 n - for jj=1:32; ' F# B4 y, ]5 I6 ~, B
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
9 e, J5 G6 ^- Y/ T5 Y6 r3 | - end; , @0 S\" u' g C2 C. E4 r1 R( m
- end; $ W( D2 d; ]! Q% \- ~1 ~( g9 R
- # M' u- D5 C9 I; K9 C/ P$ N
- for kk=1:length(best_solution)-1;
7 ^0 [) q7 Z6 Z3 u/ x# V - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); # { ~9 j1 P* `3 K) n
- end;
6 ]' j% \) v6 W8 _4 _% l- M1 N6 g6 X - end;
4 f6 N6 U3 I. f, s& X - / d. b' z, l5 H$ E2 L
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
: G/ O* k/ z5 F - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
\" q8 Q0 C, k1 c - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
. V+ e; d4 l( x0 U6 Q/ ?: e - fprintf(fid,'\n');
( p7 {! p6 B! x% X7 h( T# ~ - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); 3 t8 U1 A' U d/ \* H
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
$ `. G! ^ r1 Z; d - fprintf(fid,'------------------------------\n');
5 f; z& m x8 r2 u% h - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); $ l& S) W$ _+ A. [
- fprintf(fid,'%i-',temp);
3 |2 B+ ] F* V- E2 f$ B - fprintf(fid,'\n');
% G2 |& ]+ N, ?3 @0 X. N - fclose(fid);
1 K\" C4 E# G, K' ?8 {$ z - temp=[];
! H) h: W, ?# o4 m9 ^\" G# ?5 r - break;
% |9 N. F8 s/ O2 ^* M& @& I) k\" \ - end; & l9 I$ u/ ^( c8 K4 ?
- end;
3 c- k( K; O' s4 J: w, W$ _* [ - \" _0 w) c3 ^. r2 S5 P5 C/ c
- end; $ I/ f6 g4 w5 l$ B1 g* u6 @
- end;
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