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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
# K1 B0 C* b: q; `$ z& v( \% t - %
% I. J) [9 V: u0 S: _% \ - % % % % % % % % % % %
) e0 S: `& v4 k; D* h - & A' u0 R$ o/ Z8 M1 T5 B& g/ C9 ^
- %initialize the parameters of ant colony algorithms 7 U0 K6 F% ^# B3 \) @9 [\" y
- load data.txt;
# v+ [: r$ G5 l: W - d=data(:,2:3);
9 r$ p3 k1 G1 K - g=data(:,4); - M# {- n2 k- }$ B1 I* R
- m=31; % 蚂蚁数
N0 x- U3 p$ w, `1 ?7 Q7 ^; { - alpha=1;
( \1 k, ]- L+ Q+ o5 [\" G - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
: ~6 i. P. u5 L1 J( [ - lmda=0; ) B/ s* h, V5 [+ ?& |6 z
- rou=0.9; %衰减系数 ' @0 p8 \( _' V: B1 ?4 s$ c
- q0=0.95; ) p8 x: |8 e6 p; u
- % 概率
# T$ x8 d7 m8 M: d - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
- V h% v- t8 @- P! s- E - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 + J' V, @( b) n+ l2 P1 z
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value 7 @4 e6 Z1 d) v8 ? y8 B9 [+ K7 e
- QV=100; % 车辆容量 2 r4 C* R+ f2 { k3 U# ~
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 % s& u8 W& |3 c z ?\" H
- V=40; ! p4 U& S! V/ r0 W/ a
- % 计算两点的距离 ; N1 ?. W6 R9 u6 z# E
- for i=1:32;
' G' E- _. F8 R y; T - for j=1:32;
2 g4 x2 r/ c& o2 A' D# `5 r$ S, B - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 7 d4 _& }1 X$ ]3 r
- end; $ Y2 W4 q- l& c2 p+ `; g
- end;
0 J6 a1 B; l+ i* ?% X# K& ] - %给tao miu赋初值
1 ^% S( R8 T9 h. d- Q8 o8 u! U - for i=1:32;
4 Z7 k3 m$ h7 N* O - for j=1:32;
?$ C3 q. {1 ^2 E - if i~=j; / X- l0 L& z) [$ E, M& c: F
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
5 \. {$ e! t/ ~7 w v, G& f - tao(i,j)=defined_phrm; - h: b\" \, r; Z
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
( t# k3 B4 D: L. s - end; + Z/ r+ a% e4 Z* X( o
- end;
/ C5 S) g u) U - end;
2 f( i( o2 }% s -
1 V, Y' R7 L% o\" c1 u - for k=1:32; & }! n( ]: {, K$ e8 W) ?! h
- for k=1:32;
, T* W. o\" J8 i2 e& _8 [ - deltao(i,j)=0; : M; |3 e0 c/ Q+ m. v
- end;
5 x' h& b5 W3 M' S4 k# ^+ L& ~ - end; . E7 x2 u2 y- M8 r0 z
- best_cost=10000;
7 U- ]0 q& n6 z8 G% B$ \ - for n_gen=1:50; 2 d! s+ W\" d; U( c% L/ A3 Y3 q
- print_head(n_gen); , |* z- Y5 `& z0 F
- for i=1:m;
' P# O5 q2 v( S - %best_solution=[]; $ w; _6 y8 R S4 t4 Q
- print_head2(i); / r' v) ~3 s1 j1 l8 o
- sumload=0; 1 E0 i9 Z, i' Q\" f- g
- cur_pos(i)=1;
& f( I( E5 V) m% O2 Z/ |# E5 B - rn=randperm(32);
) u) Z @: U8 r' v$ s! K - n=1;
! A\" h# J2 b9 r\" l9 P. J( k& V3 K - nn=1; # R0 u9 ~1 X+ ?) n: k
- part_sol(nn)=1;
) v8 v8 @8 I9 P0 B - %cost(n_gen,i)=0.0;
3 ~5 t. u' g0 J* V/ R - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
6 W: s* ?7 J. H0 a% a - M_vehicle=500;
8 I# H) C( a- o0 g' P' g. r7 n - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 $ y. N# H S$ e& S: W5 l' A9 y' h7 L
-
, @3 j3 ?' c5 a$ t( p* V3 } - while sumload<=QV; + Z) Q5 {1 F! x5 L3 E' M- H9 Y
-
/ A: u7 ^ U: ^( j. K4 ^1 L - for k=1:length(rn);
\" g2 g, ?' K( I - if sumload+g(rn(k))<=QV; - u: I3 f) u: M) O; e6 v; ?/ c
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; ' O) z' A! R9 l, O0 U2 u
- A(n)=rn(k); / K* }5 I% Y( W% k' r
- n=n+1; . v. X0 o! o% B+ Q, r4 E3 m: _
- end; 5 Q8 q0 ]+ l% r/ R8 J
- end;
) _5 J( A+ ?4 [8 S - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 6 B+ X! z. {4 z
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); 2 a+ G& }( M\" m' N/ ^$ X! H$ |
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
* A- ~0 h! Z. U. u) ^. Q/ e4 ^ - fprintf(fid,'\t%i\n',A); D4 J0 E+ o: p, G9 a/ T; b
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
: O. _! m1 P: h& {- V6 v. ~ - fclose(fid); \" |; Z& B& d7 M2 j7 c. s
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); 3 C3 n( f. a6 L3 \
- maxp=1e-8; # I; T3 h9 V- [4 R3 I\" l7 O
- na=length(A);
4 f a9 r) c1 Y5 ]0 L \) e - for j=1:na; / t5 g8 M; Z( k\" ]# v1 |/ G* K
- if p(j)>maxp
! U. I @3 P7 e$ H1 x/ z, {9 u - maxp=p(j);
% c( L. W# ~6 q6 ` W\" e - index_max=j; ) f4 |. y# ^. E. b, \) d
- end; 8 h) `\" X7 z( i/ `
- end;
# F6 C- e) B6 e - 0 g& p# O2 u: h& q$ S
- old_pos=cur_pos(i); % G! }7 j6 M7 c0 f
- if rand(1)<q0
' K; T* V- D6 @) F& D- `( \/ A - cur_pos(i)=A(index_max); * Z j. F* z7 O! C k' W
- else 3 i( b- H# m O8 l) V
- krnd=randperm(na); 2 C! G/ g2 @( I3 @0 R
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
! i1 ~6 z* u2 z+ Q) u. }$ p9 A - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; : |$ U- @' E0 u3 ]
- ccc=[1 1]; 5 i9 v# \! y9 H: I
- if bbb==ccc; 6 g/ T/ T# ^ F ^7 C% V) U! s
- cur_pos(i)=A(krnd(2));
4 I* }5 o( ]3 A$ b& c - end;
: [$ b, \3 `% P- O+ X1 t - end;
2 A1 v% U% U) P - % w& ]' ~7 D9 P$ G$ C
- 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
# Y\" w2 _5 c! _7 q+ ` -
1 u2 V5 w. `% G\" L1 z0 R/ W5 _ - sumload=sumload+g(cur_pos(i));
9 j8 h% G! _# H `% l( y; W) |4 P - & z4 l' ]0 r. p' G4 d
- nn=nn+1; 6 _8 Q. O; N3 \
- part_sol(nn)=cur_pos(i); % V7 g# I5 \9 D- J
- temp_load=sumload;
: B! Q f5 w8 @& r$ o8 o. ?- c6 } - 3 S( `7 R* t# f$ P
- if cur_pos(i)~=1; : I2 K6 |/ D# O
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
/ ^( t8 K+ L# H1 N' H - n=1;
/ w' y' @* F, Y; [ - A=[];
; S. c+ l& @2 Q/ n. _ - end; ) C. H* X1 V: |2 k6 {- H
-
3 X! Q4 ?\" y9 X3 T - 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
* Q' y3 p# f4 f: F) d' I - if setdiff(part_sol,1)~=[];
, O1 U6 u0 V: u4 W) `0 D0 M) w - 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 # w; v$ Q' R1 I9 Y& Q6 o5 Q
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
2 b0 p# G6 K& E\" ?6 l1 W - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); . C! T% U- }8 e+ B% L4 c/ s
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
l! v5 y1 f( L! V0 I - fprintf(fid,'\n');
& k$ L+ ~6 U0 g8 C& c - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); 4 G2 H( D6 W+ p3 ~9 Q1 |
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load); - u9 O2 n: v/ g
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
0 ~: [7 p, g. R' z# f - fclose(fid);
' F# s& N7 m' f* V -
6 E! U) B4 n, y# ~ - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 % \0 A5 n& }5 |3 c6 U
- final_sol=exchange(part_sol);
2 G* X9 |7 \$ ?0 W$ [, R- @ q -
, p6 W: p, t3 p - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
1 `' U2 _1 c# v - temp(t+nt)=final_sol(nt); , y) f\" N5 G0 [ w3 C
- end;
\" c6 Z5 ?/ n. S2 k1 l - t=t+length(final_sol)-1; % j4 H( S/ v1 P
-
! e7 W\" k9 q& H' H6 e# c - sumload=0; , i, C# g8 j* p: N! O* W
- final_sol=setdiff(final_sol,1); / C1 L' r# M0 s' O
- rn=setdiff(rn,final_sol);
5 \4 s( r' u+ J8 c. X, K1 P- h\" | - part_sol=[]; 3 N r( h9 @6 ^ ~2 I/ `
- final_sol=[];
: C% ^( B- x/ D% ]- r - nn=1;
5 b9 n) e\" Y) D. C5 T - part_sol(nn)=cur_pos(i);
' X; h% w- [# Y - A=[]; $ A8 Y3 u7 i Q g9 F, X
- n=1; 0 A0 i\" C! |- P
-
2 `0 [& S- Z# d5 y/ l$ Q - end;
\" F# |8 @( B- v+ N4 Q6 S3 |+ l - end;
8 C9 B1 _\" s% c& x. }+ U- p) [% ^1 { - 4 c/ @& q5 k' l\" I: n3 z) s
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 7 z3 r6 r5 N' E4 {7 Q8 J& e- N
- n_sol=n_sol+1;
9 V- w0 a; K Y( I - nl=length(part_sol);
/ `1 A; q( @\" p. v& @0 m - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 ) A9 f4 w/ H! C& s
-
\" o% H n1 u6 ?: D8 d8 K - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 * o5 \$ p- i' ?& n4 X
- final_sol=exchange(part_sol); ' ?* a0 F# }/ h$ y; F7 B( u* H
- $ ]( ]# `, J- ~) b; x7 n# l: Y3 ] i0 n
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 + y1 g b) E5 v
- temp(t+nt)=final_sol(nt); - |6 L! r7 `- G2 |3 a
- end; ; k\" Z6 s+ \* ^
- : y r3 w$ O% 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 ; N5 D3 ^5 }( n5 e
- % P7 R* y2 h- E+ p! ?4 R. [
- for ki=1:length(temp)-1; . s% L1 i# _5 f5 O
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); / w3 {$ \7 g4 N
- end; 7 O9 r8 }7 U: }; K
- , v/ D9 j, c% `/ w3 q, O
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
# w& v- t* M& Y. L/ a+ y$ j6 p - best_cost=cost(n_gen,i);
6 [0 E: v# @1 H- H6 v8 W - old_cost=best_cost; 4 e, Z! g/ }6 e- M s
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 ) Z\" C2 }2 ~7 g$ O$ n& e* z
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
2 T: C3 F$ B& j& R - best_solution=temp;
3 b% h1 E% ]/ O - end; \" I- T/ y( @2 d6 F$ w1 _
-
! B* v! `6 ^9 C+ I - 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 8 A$ `5 O8 R k/ H% g1 i5 k
- for ii=1:32; + F, e/ M' y: y; ^- u; p) `; j
- for jj=1:32;
' T9 y/ s6 m( ^ - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); + V1 T* |' f0 K+ v
- end;
. w/ F0 r1 g$ y6 b! m - end; 7 |+ o# @\" x/ H( I7 [
-
\" U/ t5 \' v/ I& {8 O - for kk=1:length(best_solution)-1;
) G, N- U. N; q/ G+ N) b - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); , x' ?! b& P8 r* ~6 l) O& U\" Y
- end;
; a1 B D1 V3 ]+ P- b1 j7 E' z - end; 6 ]* N! R) K+ S* F
-
: [0 X. q' _1 {* j\" A - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
; q( Y2 |) I\" z& a/ C - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
' i0 s6 p8 D; }6 b# B - fprintf(fid,'%i ',part_sol); # E( q1 a\" f/ W- q2 E
- fprintf(fid,'\n'); , B: }+ X, Q2 z* \0 _3 @. J
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); # y. p) N3 i+ ^' E; a
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
# N/ `+ |8 W- o _ x6 }- Y% C - fprintf(fid,'------------------------------\n'); - Q3 u0 X/ E! S# l' V/ t1 ?
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
( [\" g9 ]: n) f) _ - fprintf(fid,'%i-',temp);
# `# |; E* c/ b4 q$ k- G0 z3 o - fprintf(fid,'\n'); : J7 [2 P$ C2 K' g; ]* P& @8 h
- fclose(fid);
9 _- M\" ~0 h% ]! o - temp=[]; 8 `2 c1 b m; e( `
- break;
) m7 |2 f& b, g3 k5 } - end;
5 V\" l, R, M9 u7 w% D4 _ - end;
3 J* ?( b: I# C9 x0 S - ) C2 `$ T3 n6 q6 Z9 I4 c
- end; 0 s( j$ Q4 }4 a4 w\" B\" t: P# ]
- end;
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