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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 ! ]: G `7 u1 [! P) n6 }
- %
$ E. i5 `4 I$ U, T7 X. ^ - % % % % % % % % % % %
* c- }9 E6 p6 x$ M7 C) V7 v5 s. Z+ f -
3 m\" L. U* y' l1 ?5 d0 w0 U - %initialize the parameters of ant colony algorithms : T) |! g' B0 v3 N
- load data.txt; + n& m. q. U: d1 z
- d=data(:,2:3); 4 Z5 m' k+ D( N: ^# Z* D; `
- g=data(:,4);
! ]( ]. k5 e5 { - m=31; % 蚂蚁数 ! @: l7 \7 f! R1 J+ [( f y5 r
- alpha=1;
+ R) S# r D; }% F% v - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 - v0 T4 ~+ }: x8 Z& t! q, n
- lmda=0; 2 H7 i8 |5 j% R1 P9 \. K
- rou=0.9; %衰减系数
/ C) z L! v: h9 L. \ - q0=0.95;
V# d' @, e4 X3 M3 X - % 概率 0 J h& v: Z8 g! j1 L; d
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 6 z+ P* R9 Q6 A, k4 P s\" h' `
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
' I: Q* z( A/ m7 T/ ~) o8 w - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
7 j. d' X7 [8 ~- Q/ T1 ` - QV=100; % 车辆容量 , s. O- V; X' | B
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 \" h4 x( i' I! v5 ] _
- V=40; ) t\" [. e: J6 P# g* G9 m' |
- % 计算两点的距离
\" i2 k9 f: Q6 @) j4 z5 z - for i=1:32;
% G# `6 n+ C3 O$ O) |4 x - for j=1:32; \" N4 e1 n* d# m; {& e% d- E
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
/ V9 b6 P- @7 j ^0 n - end; ; M Y3 |/ @' [8 ?
- end;
$ Z5 G1 i* e/ x0 N' _6 ~ - %给tao miu赋初值
1 o; p. I8 n9 |5 \! i/ ] - for i=1:32;
% d# I8 N- n& i8 p# K; Q - for j=1:32; 3 x5 Z2 k: |8 I7 N2 x: O
- if i~=j; 6 _: ~2 @7 c3 t0 A* [& }2 K' @( ]
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
) N\" a3 H# G, }: J4 B - tao(i,j)=defined_phrm;
+ {1 u' u) F$ j/ s0 {1 D - miu(i,j)=1/dist(i,j); 2 P5 l1 [9 P7 Z9 y1 k1 v$ \& y
- end; ' L1 ]9 t+ g# E; P
- end;
9 |, B, b: @ t1 U# [ D( @ - end; ; r, m, m& `& ~2 ?6 G; W
-
# h8 k: J# s% i- @ - for k=1:32;
6 P- `\" r6 x% `1 w! z+ G - for k=1:32;
! N; d; |% g8 I1 W - deltao(i,j)=0;
: {0 M* z* H/ N! D3 d8 a - end; $ S* T) S; D* Z; Y
- end;
! b* f7 S6 w% `7 N% t\" t - best_cost=10000; / d# W. w& B* f8 Q- V! }
- for n_gen=1:50;
& v5 b' \2 O* m- [ - print_head(n_gen);
& W$ i# K* @$ }: p - for i=1:m; 0 `0 Z0 d1 X; w) `8 U6 |
- %best_solution=[];
# u% ^' s9 F$ v$ v, n1 U7 g) V/ ]0 @+ s0 P - print_head2(i); 7 D6 R2 ^8 X H, @) B k
- sumload=0; \" U1 Y& ?. V X K( Y5 o' a1 q
- cur_pos(i)=1; * _- b @\" c! p
- rn=randperm(32);
1 j5 @5 M4 K% f; T0 i - n=1;
* m! y! [) [$ p0 o0 A - nn=1; % j) s% v6 d8 J/ G
- part_sol(nn)=1;
1 K* ], p& E( g0 w - %cost(n_gen,i)=0.0;
4 N5 g$ ?! v/ _; E; X% e* D0 j - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 1 r& D& R B+ m8 O) }
- M_vehicle=500; 6 b- F9 l6 C0 F: D
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0
* h3 F9 C9 I. C\" m- b2 n - + D/ n. {\" S9 p0 T1 Q7 s
- while sumload<=QV;
9 _1 Y1 w' O. ?: \' V& p. R -
5 Y; x3 d' g9 t9 B* f# j' t* F2 f - for k=1:length(rn); ! H' a) f- E7 [1 \. s, ~0 x- e6 |
- if sumload+g(rn(k))<=QV; \" |) L# G6 n# J& J
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; . j9 E- x6 F& o$ E4 ^
- A(n)=rn(k);
. Y* T1 C5 ?$ P3 z$ p9 o - n=n+1; 1 B. }/ e! I; @& S2 b3 f, S
- end;
' m- I& S9 E# W! F - end; 5 V6 p7 n% b0 c1 P\" i5 ]* G# w
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 6 \8 A& n+ v9 H# ]% {) d
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); 0 [1 I, q$ _; V. N$ @& u2 s* ]5 K
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 6 h2 i\" w: m8 \- x
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); : s4 X3 \( O2 f5 A% _+ y
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
7 b% {9 s/ J0 b: J, y/ H - fclose(fid);
3 I# [\" W$ t( {* t1 X% g9 P - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); % O- y- N) P5 F8 a1 E3 j\" A$ t. h
- maxp=1e-8;
. u) ^3 r' b0 h+ C. r# s# e+ @ - na=length(A);
7 g. O! t: \( F) r: c5 H - for j=1:na;
5 b' D# Y0 D K: k6 J- S - if p(j)>maxp + w+ j/ z6 D$ D\" P' b \; z) k\" t9 B8 q
- maxp=p(j); & f7 l1 u: d% f
- index_max=j; * ?7 {# K% B! g* G6 {. s+ F+ K8 J
- end;
6 F7 z) s6 K8 [) z1 J8 R - end; , G4 P5 V- D! h0 Y' u
- / { |- c% f6 P& j) n5 N$ `$ f
- old_pos=cur_pos(i); , |7 V' K! V\" S- x. Q( g
- if rand(1)<q0
\" c; h6 Y+ T/ u+ L# G - cur_pos(i)=A(index_max); \" t) w+ ^2 a3 W
- else
5 P* h( K. Y* F( C - krnd=randperm(na); $ B# H% l; ^5 m; d5 J
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
, j: z% Q; a5 e4 \\" S! \2 m - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 4 n* D T( v- A# @! A
- ccc=[1 1];
\" E, p4 ]! V4 i8 Y6 O - if bbb==ccc;
% [( J) X3 _ t\" L3 e# ]9 ^ - cur_pos(i)=A(krnd(2));
) Y& M3 |) `$ E& p9 i* j8 s$ X - end;
: [$ N) L. j! h+ K7 j( e* P6 ] - end;
) O\" F0 U/ c, L# X -
9 f y% Q\" S) `8 `% 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
$ \3 j1 ^! o- f3 z' z3 d' G -
% x3 P: D! m6 t1 K/ W - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); / v7 P8 G/ P\" K9 y
-
( u+ \1 b, ^; \' ^( R - nn=nn+1; + q3 K- n, f9 Y5 b1 W
- part_sol(nn)=cur_pos(i); ) ~1 Z2 b/ {3 i9 o C, r
- temp_load=sumload; ( Y6 v- S& |0 r5 u4 i4 _9 f! Q9 K
-
5 N n) G X I% B! O, r1 D - if cur_pos(i)~=1; # ~\" k* s7 y% q6 P
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
: }, X3 u* x6 F& Z* O - n=1;
R1 H5 |3 s2 E# S# Y( i, U) a - A=[]; ! L4 j# M4 G# K& \- L! k, I
- end; . K' W1 j; C% y4 ` Q% x
-
7 J; z: L' T: v6 _9 J5 ?& U - 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
# [( N1 J% Y* U2 v0 h' i7 s. n - if setdiff(part_sol,1)~=[];
' p! @/ s+ `. I6 Y3 k4 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 # e\" s8 j, u F) e$ [) p
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 0 u9 c7 g7 `7 e2 [
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
& h; e: G8 m% ], U+ o - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
2 a5 ?4 s; }! T6 q) } - fprintf(fid,'\n');
\" K1 K# L8 E$ D - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); # p& d1 X! f' N' l: ^* Z
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
! Y2 G+ Q- T: F/ y; M9 c - fprintf(fid,'------------------------------\n'); $ o- i' [0 g' h I6 u5 k, j
- fclose(fid); * b2 z, E& ~% i* r8 a
- 5 J: o1 t' c. P% e% B8 {1 l
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 $ Z: H' Q5 C; {% ^- T& j. c/ l; c
- final_sol=exchange(part_sol); 2 H) n: u7 W: J# n& @
-
! K1 f% v. ^) F: E* p8 y\" o8 Y - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 ; j! y. N* S W+ |0 N: I7 y
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
9 m4 t\" m1 z% d4 u7 J; j! f - end;
: X1 U- @7 k3 F\" Y - t=t+length(final_sol)-1; : s: D) w' P9 H- d. X
-
\" E9 O$ Q9 z: _+ J - sumload=0;
2 Z# g* Y$ \\" A1 G2 z\" o, o3 M - final_sol=setdiff(final_sol,1); ' F. p# D) l! @; h. m% n Z- O
- rn=setdiff(rn,final_sol); ' ^- u: I; P% I
- part_sol=[];
/ W9 q p\" z: R2 ~ - final_sol=[];
) y- F8 _: S( c; ~4 v, m: A( m - nn=1;
\" ^3 [, m, b3 Q - part_sol(nn)=cur_pos(i);
6 `3 ^/ C7 L4 x/ Z - A=[];
\" K- v/ |3 |/ k$ N6 L - n=1; 7 N k! }1 x( [' C/ n% ]
- ' \- n H( f/ z
- end; 0 z& \9 @) p1 t) I/ Z
- end; \" I& S# }- I; f! M
- ) @! H7 |\" H4 s( i# M
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 + H q/ p; c3 T6 L# m. H
- n_sol=n_sol+1; ) H ?4 @, p6 m! e9 \; d+ @
- nl=length(part_sol); ; f* X+ |; A8 @% S( _+ w+ n. }. x' L/ u
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
( z$ [7 E8 V& G- s\" k. g c -
. {: H1 k) w' D/ a9 Q - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 _( w; f. |\" S) ~+ u3 z: q. X# v
- final_sol=exchange(part_sol); # X/ {1 A S7 z- D l5 x
- ) X9 J( O, A+ R; b. p
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 * p7 x8 ~% L9 `
- temp(t+nt)=final_sol(nt); ' L$ A0 E/ d3 \: A4 \. c. V
- end;
3 m& S7 [\" w( c, I. g/ ~2 p -
* E2 c- d8 T/ 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
0 Y% K) C. Q4 X6 ?) n9 p' ]. b: V7 b: N -
% A0 J8 e0 Z h- h8 j* \- T - for ki=1:length(temp)-1;
; E0 g' s' l, f$ s - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
8 a) G, W# H0 p- @) P7 ~ - end;
3 y' H6 r! V: P1 {9 c+ N -
2 T/ a4 Y+ h( l - if cost(n_gen,i)<best_cost;
0 [1 { [3 l( E( h+ L( z! o, q3 j0 D - best_cost=cost(n_gen,i); 3 R. R2 r9 ^( Y: y
- old_cost=best_cost;
2 Q8 C! |. y% H) z6 m - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 + B' M- H* `+ X+ _
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
. b* m( p/ ^9 ?1 T; x6 B- z- { - best_solution=temp;
5 n$ I7 [+ C, G5 @ s - end;
; `. u: ]0 E6 f* E0 ~) T -
: k/ Y# w! z7 \5 q - 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
& P% G2 r$ y$ ^# P. k! [ - for ii=1:32; 1 ]5 H. N& ~ P+ f# w8 h; j
- for jj=1:32; 4 {1 b' b. q2 k4 o4 F5 C2 e7 B
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); . a& j+ W3 j& H! s( e' G; ^
- end; S, @( V: @% m- f. ~' R1 R
- end; 5 H\" m8 ? u) ?$ d\" ~# X4 p, _8 ?
- 9 E; z) T. s3 I$ v3 ~
- for kk=1:length(best_solution)-1;
# E% n\" w0 M2 S( s# M - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 1 c& n/ k: R( b. ~
- end;
& f' b2 Y2 H, c% i8 E6 G& S' Z - end;
\" u$ X* _ E\" v% s* Z- B4 l -
( ~! H6 t: Z1 ^: w* p) c& |. \6 A - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); ( I8 j* h7 i# E! i& }8 D; M. p& q0 o8 }
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 9 f9 g: ?4 W2 C4 W
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
& T/ G# p5 p' u. v0 r; a( k - fprintf(fid,'\n');
5 `+ B7 X8 } F( \7 [ - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); 2 O% v) @+ K G0 ~
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
& {0 ]/ f) S9 K& {+ ` - fprintf(fid,'------------------------------\n');
# i% S- F ~9 S) r2 B% W7 |* _ - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
9 g4 f) {4 n$ J$ x; Q - fprintf(fid,'%i-',temp); + v2 q# ]: x\" s j
- fprintf(fid,'\n');
0 r: ~% d: w: G* T# C - fclose(fid); / F7 {2 j* b: O# p0 X) ?3 o. Y
- temp=[];
2 c' o6 Q- e6 }, k - break;
) C; ~7 `\" p8 L2 b2 v - end;
3 \. _3 G! H# z1 m; T/ c' D - end;
* e' X\" W8 U- }6 n -
! Y. h6 H- Q7 u0 z - end; 7 o- R\" ?* U+ B' w
- end;
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