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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
$ Y3 J: h9 s8 c& ]$ J( H - %
& r1 b\" {' I3 n\" e - % % % % % % % % % % %
1 C2 I2 n3 X8 R# L6 | - , g2 Z$ N' |+ b5 z2 v
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
. h* v3 Z& u+ C- s7 i! I - load data.txt; # J. |2 |) n6 ~3 c5 Y
- d=data(:,2:3); 1 B8 M/ h. [; ~6 W\" L
- g=data(:,4); + o; _5 h) x( r- J; T: A
- m=31; % 蚂蚁数
b. ^7 z4 X5 e5 I& B - alpha=1;
( F; @( K! G+ d: r' x0 E - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
, H7 u- r. f: d4 F - lmda=0; % W) X# j8 Q; Y
- rou=0.9; %衰减系数
) S7 N+ ~# T- j l3 y( y - q0=0.95;
( y& m8 B. I/ H; ^* v0 I7 J; _/ @ - % 概率 # g8 V# R0 H0 `, j. c
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 3 N4 `$ j& O+ u
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
8 n* U2 _8 @0 h - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value - h% P$ u- }5 o3 J
- QV=100; % 车辆容量
6 g8 B5 I1 M1 Z3 X\" N/ i/ U - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
0 U' | P0 D\" t3 D5 v! ?3 c - V=40; & f$ g1 L: P3 b
- % 计算两点的距离
: D4 |5 p& L9 j& y6 y - for i=1:32;
% u, D5 [% |8 j - for j=1:32;
& z3 q) ?! l4 P4 t - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
' n0 I( ^5 b. b% i# w. B2 `0 h - end;
3 @* d- c8 j$ |8 e2 Z. p - end;
8 A: W! r% e* e\" w7 S; R - %给tao miu赋初值
. ?0 k2 k& m# t - for i=1:32; , t2 Z+ `8 N6 {\" ]3 m+ z3 Y
- for j=1:32; . {& O. r. J/ b# F. f5 v! s
- if i~=j; 8 _' u\" E2 }8 o) S) V8 R0 s* @, E
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
^' H# Q3 y9 r2 t# G; Q! _# v* e - tao(i,j)=defined_phrm;
\" c6 v4 _- P4 D - miu(i,j)=1/dist(i,j); % c! j/ `* K! Z9 L+ ?1 {9 D7 {
- end;
9 d h* B, `. k' V- l - end;
6 G' [7 m) ?# _, h - end; 5 N\" e3 N# o6 Q4 D
- 0 b/ ]9 K0 M\" H2 o8 A* e2 R
- for k=1:32; 0 D E0 ]: t1 z
- for k=1:32; ( a$ g% b! G2 I! y( Q3 t( @& {: F
- deltao(i,j)=0;
6 }% n\" b- ?\" h$ s, T - end; + Z1 V/ [' e z! z9 S6 X1 i
- end; $ W4 Y9 c, G% x: _) c; \
- best_cost=10000; % `3 N5 M0 e$ Y. |, J2 Y) c; J
- for n_gen=1:50;
4 `) O/ B, d: n1 W2 ^; l0 ^ - print_head(n_gen); 5 Y, l% e7 ^( Q' Z
- for i=1:m; . a& s, }, {5 ]
- %best_solution=[];
8 a6 Q/ Y\" B0 D0 M( ^ - print_head2(i); 1 L; Y6 K1 d0 H9 l2 p8 f
- sumload=0; 2 Z+ Y. k1 P) a
- cur_pos(i)=1;
+ O, h; G. Y. [ - rn=randperm(32); $ q5 J! b% c5 [- B x3 O\" y6 w8 S' X
- n=1;
/ x& i4 N* j. |1 F8 X\" B; n, ]- _ T - nn=1;
4 ?\" f& \6 r9 ]- h) X- o# I7 s c: h - part_sol(nn)=1;
7 ~\" W+ M t( K8 x+ Q2 D) w - %cost(n_gen,i)=0.0;
: e: s) o8 v! u! x - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 * W0 ?5 X1 w- s/ Y4 r |
- M_vehicle=500;
9 b$ B) ? r7 e/ Y! v- n* X2 G - t=0; %最佳路径数组的元素数为0
7 J% u\" j! G# m4 j* Z - D, d9 G, `0 @; P& _
- while sumload<=QV;
% n0 i9 G$ X3 ^ -
' G\" x2 _. H, A1 S\" ~' F/ \ - for k=1:length(rn);
- e/ b% ^5 Z6 S - if sumload+g(rn(k))<=QV;
5 E' }. A! I' k) l0 Q6 j - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
( e5 m- u6 `6 D) W# |, } - A(n)=rn(k); 6 A( Y- J2 n1 h\" u
- n=n+1; + z: J2 b5 W1 D0 S) t
- end;
& G/ Z! f \6 ] - end; : L x$ C* i1 U9 J( _
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); - e2 e; l6 ~4 \5 \. Q
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); # u; j+ Y! @5 q) E, `6 I( V
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 6 O: h, u: H: [! A# g
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); ! V, `( r. m( d* [) a8 P6 F
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); \" W, ?9 {% |: W& u
- fclose(fid); . Y0 Z4 e/ v) w: D3 L
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); # ^7 q/ t( W( H3 s\" |
- maxp=1e-8; G D5 |, E, i3 B. R
- na=length(A);
9 i$ q, T. w- v# u3 N, d - for j=1:na;
5 I4 L; J! O, C; O9 H: J- d - if p(j)>maxp
4 _! B- n# w0 C! h B3 o# S - maxp=p(j);
8 i2 w# e2 p5 a4 _( v - index_max=j; + X6 F1 H4 A6 d! e) ?
- end; $ Z/ n) }) ?% T. Q# j
- end; ' L8 W/ ]( W: w2 q: B4 _+ S$ P
-
7 L; O1 ~' M2 P3 \ - old_pos=cur_pos(i); 2 h3 b. `2 p3 u. U- u
- if rand(1)<q0 9 x- A( L, t: l! C: {/ k$ `7 e
- cur_pos(i)=A(index_max);
1 i0 H( z& V) o - else & y. a8 }6 f- Y
- krnd=randperm(na);
; U5 p# O5 H\" x4 O( ] - cur_pos(i)=A(krnd(1)); \" X* J5 [5 }1 s/ [* p
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
$ y: ?; ~) c+ J/ W - ccc=[1 1]; % I9 D) Z\" p( s# O2 |8 e
- if bbb==ccc;
+ b, l8 [7 v& x; W7 X! y - cur_pos(i)=A(krnd(2)); w\" \4 Z: L6 u+ Q& N a5 M
- end;
9 D6 R2 N\" g2 i9 y - end; - m' B- Z8 M. O- Z# M
-
' s2 e$ |/ i% B\" o - 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
& k& u5 h& v& T6 R: m! z0 E2 O - * J1 p\" u& M4 T4 c
- sumload=sumload+g(cur_pos(i)); . J' g' Y\" {$ N S8 q' z2 C# t
-
0 s9 W0 Y/ D7 r7 @# H( i% M - nn=nn+1;
6 k5 F6 a* D* E% e% ^ - part_sol(nn)=cur_pos(i); - g6 i2 k% v2 q# C
- temp_load=sumload;
& U4 ]# ^9 l# G; G - ( T, V! ?) M$ w) h' q$ ]8 y
- if cur_pos(i)~=1;
, ?! t) u\" R/ r+ J - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); \" O* y& q, `/ P: E' g& @8 D
- n=1; 6 {9 w, T: M5 A3 @2 j' x+ k
- A=[]; + w5 z; y, E/ v\" F8 ]
- end;
. Q2 r2 M, s, v) e - ; a1 O8 C- @5 L# T- t. L& `
- 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 # c0 j: |7 I9 [
- if setdiff(part_sol,1)~=[]; + L5 p% Z) I2 W4 e+ ]) p
- 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
' I: K5 p, A' Y7 [ - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 3 A( e1 O1 {+ F
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
- H9 Q9 P8 [- ]0 ~& y+ o2 p - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
7 O# R3 B4 [& ` w; R. w - fprintf(fid,'\n');
$ Y- [) X' z9 u/ r, E - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
1 j% B) u: b+ b: d2 ^ - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
5 K5 {6 `9 W- ~; x. h+ m - fprintf(fid,'------------------------------\n');
# x% h% K+ F* R - fclose(fid);
8 n8 ]/ K5 v- p5 F j6 w4 S - ) W3 w) o& L4 e1 m* L1 I
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 $ S: l W9 M( \/ Y% P( n7 `/ w
- final_sol=exchange(part_sol);
- l F' }: R$ o! p4 R - 8 f! T @- f6 v4 \- H! g5 s
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
5 O- v\" W: R2 M; T3 O: G2 d - temp(t+nt)=final_sol(nt);
& ~6 n4 C6 e* o - end; - a/ n/ c+ }$ \) B( U9 {
- t=t+length(final_sol)-1; ! m9 S: {; }/ w6 }
- 5 u7 H: F+ q- C; ^* g; i
- sumload=0; ) Y1 P' c- b! a3 L% V) U U- Y
- final_sol=setdiff(final_sol,1); , J8 D; e1 T. {
- rn=setdiff(rn,final_sol);
9 k9 a% Q ^; c7 l. L. { - part_sol=[]; ; S- d7 t4 J. o7 v. W2 d! H
- final_sol=[];
, h8 ?' c+ p0 d- H; Z. ?# g: y - nn=1; ! \. [% b: ?8 l
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
\" O- S+ ?/ T6 F$ y# v4 W - A=[]; % C% c, v* a- R0 s' Q# W4 f9 L
- n=1;
; F7 r# f3 Z( z. b% S2 Z( } -
5 {3 v2 }6 Z. [6 q - end; $ e. _9 a+ v' ^0 p
- end;
( I Q4 |8 n; g4 i& `# I9 B - . M% ~6 P* k8 c- R' b3 z9 p$ I\" X- Y4 t
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 , r% r) p; V# v. Q- t$ {% Q
- n_sol=n_sol+1; + F% o- Z; U- Y# |( R {/ ]
- nl=length(part_sol); 5 _* X6 K6 L$ U7 M4 Y+ M2 F0 |% k
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 4 i9 l7 a* q. _
-
9 M( X0 J% S1 C/ N1 p% l' K - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 : I. d3 I# |# d' z9 W' ]
- final_sol=exchange(part_sol); 5 ?# e( j1 j( `$ V
-
; J N3 A0 \+ I' ]8 C - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
$ k* W# R: N2 u* G( R( _& N - temp(t+nt)=final_sol(nt);
. O2 o1 R! o% T- y8 u\" v& w - end; . ^( r6 L5 _& P! u
- $ {6 [+ \+ z' \9 _$ F. n9 t
- 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 - |. g4 r. T- `
- 8 ^. K3 R7 U- F- P1 l
- for ki=1:length(temp)-1; / Q ?9 z& ^6 s1 y' o
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
w$ H/ \7 K& |; y4 F6 }! b# X6 W - end; # Y* j& M9 ~9 k4 X- y
-
. {' p\" W\" B\" k\" @ I - if cost(n_gen,i)<best_cost;
/ v9 }# j8 |$ g( w\" R1 q; o- ~ - best_cost=cost(n_gen,i);
2 w: O8 z/ m5 z - old_cost=best_cost; # a% {, `2 G( d7 J* f
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
\" i# y' t9 j; x\" l2 P\" _ - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 ! W- x8 R\" M$ v1 J
- best_solution=temp;
6 c. i. S1 a% l, L3 J - end; . d2 {. U/ Q: B6 Y
-
) S+ q- F$ k! `/ Y6 ~ - 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 & ~; ~% K* [+ `2 F
- for ii=1:32; 1 T) h+ v/ K9 W. R4 }3 c
- for jj=1:32; & C: b3 u; y8 ~# Z% M
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
5 ]1 a- w* |: d8 k' i\" Q b7 t# q0 j - end; & u! S) M P' o4 c
- end; + P! m8 Q% f g1 g* r; E0 X
- 2 ?( g7 V' q8 ~' P) U
- for kk=1:length(best_solution)-1; 8 H: _& w( d$ v$ _9 t2 ]
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); : S; H; |; }' R5 m\" E
- end;
- m9 ~( v4 U* K# b/ ?+ w) X - end;
# n4 `\" k5 m% d/ h -
5 h6 E) S6 B7 ~% Q' S7 h6 j. v - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
2 F3 M9 Y0 _/ x- \9 `1 q! G) g4 ?9 g9 g - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); ! p* B& p+ d6 `& a ~4 u
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
* r9 X/ {1 O4 E$ R. J# g - fprintf(fid,'\n');
\" v J9 Q\" V+ y, c - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
, u) K' X$ _# j! X - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
% {! V1 V8 \* l' h2 i - fprintf(fid,'------------------------------\n');
& r2 t+ j/ m( ]/ f - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); $ g1 I4 i( k9 b8 i/ Q
- fprintf(fid,'%i-',temp); + w1 e4 q/ n$ M& k
- fprintf(fid,'\n'); 8 m# z* F0 c\" _
- fclose(fid);
; x& T/ E9 k7 J: r3 m7 f- @ - temp=[]; / q' j7 j* y\" c: o* J* V3 R
- break; ?( a2 ]! l P- N2 B* A\" o& Y
- end;
3 G) V8 _+ n9 p3 h) o - end; 0 P, h! n, {2 ~9 Q8 W+ d
-
6 `: @+ V! v3 Z' U - end; ) |: D1 q& V {+ W\" X+ `2 A
- end;
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