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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 Y+ V6 }8 m4 A$ I7 @$ `3 P. Z
- % 1 D7 e2 {% T* c4 N0 `) I$ }+ Z
- % % % % % % % % % % %
3 b& i2 v6 V7 b - + o. d. J. v/ e4 N3 k$ [ Z
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
+ k\" v h9 k( a; W E, e& O - load data.txt; % Q7 Z; A5 t( s; I
- d=data(:,2:3);
9 R6 _3 ~6 _* `0 E; K' z - g=data(:,4); ! `0 F$ H* ?! s9 p. A& P, C
- m=31; % 蚂蚁数 5 K+ [0 D. H$ m/ T& G7 I' Z
- alpha=1; 2 S: Y5 _; ~ b, }% R! H) W
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 b3 a) w* L: B$ J% x6 S) K7 F
- lmda=0; $ L* n7 \/ w5 f
- rou=0.9; %衰减系数
% B$ H; k0 B, D; o, k7 N) y t9 v7 R - q0=0.95;
. o# W, m+ i3 `9 {8 n+ p - % 概率
! U8 M2 S5 `% m( l% H' F+ w - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
. o% N) ~\" ?+ P( T5 t: N - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 * d$ q2 {, B$ x3 q( [1 E9 A
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value : L c9 ^8 S* v7 _
- QV=100; % 车辆容量 & {% Z( ~$ Y5 N i& B; k
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 % Y1 v- E* F: ~- a
- V=40;
, M! Y: F/ m* q# R# A# p# Y' q - % 计算两点的距离 * S8 v\" W0 g, H
- for i=1:32; # d+ z1 s, \6 ]& c' @; F
- for j=1:32;
* c3 H\" z! J: ~\" _ - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); % f' [6 V8 o, C+ L5 j! T7 ^
- end;
0 b% r) L& c8 n* b$ g( j - end; 0 s9 v6 V/ C' `
- %给tao miu赋初值 ' ]) G; k$ v5 W+ W/ d
- for i=1:32; 6 ]0 a7 t/ B3 U& O. N O( S
- for j=1:32;
6 `6 @( \6 E t) k7 c - if i~=j;
/ ]4 O1 ]0 e; Q% \ - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
7 v7 t6 |: T7 e\" L4 A' ?! b; O - tao(i,j)=defined_phrm; / O! s! C5 t$ c2 n5 R1 Z
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
9 z% j) t3 N\" ]% S7 v( x - end;
- K& J; V7 o! X( @+ X! A - end; + R- I# x; Y$ {# A$ r0 k C- X6 L# K3 Q
- end; & _0 h1 ^$ ~6 ^. i* K\" Y: Q
-
8 J. i& g# T( c - for k=1:32; * Y( O1 U. h3 n
- for k=1:32;
: N( l; D7 B2 c. W' \! a - deltao(i,j)=0; * O, d6 C! N! r9 h8 J( o
- end;
! O# [% g( R\" u2 ~\" _7 I$ P' d9 M. A - end; 5 I. E* |( n7 w; S( y$ e7 X
- best_cost=10000;
2 X c% j, k R3 A1 i. [1 O - for n_gen=1:50; 1 o* I+ d/ e% f/ T+ k- E U4 R
- print_head(n_gen);
5 x! z Q, V\" h\" g5 X' T7 w* r - for i=1:m;
, j# {8 `: u( c/ @9 |% Q4 N - %best_solution=[];
( A$ t5 v9 h8 n* ?7 H - print_head2(i); ' K1 {( i& o6 e1 K* H
- sumload=0; , d! h% [2 c2 y2 N$ |
- cur_pos(i)=1; ' q) K5 a3 w/ G$ Y2 x# I
- rn=randperm(32); \" v/ w' o9 e' @3 k: d6 q0 R
- n=1;
% d1 t m( [ G! o7 f - nn=1;
! O, Y' Y& W\" G - part_sol(nn)=1;
\" m2 H0 e, G/ A( G: ]* z6 j - %cost(n_gen,i)=0.0;
1 ^! o+ ^$ d2 i6 L6 m% ] - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
: g8 p$ n$ |$ W) B+ F3 J( s2 I - M_vehicle=500;
\" A5 T$ t, `' ]+ o+ c) F4 L/ u w - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 $ s4 n) y8 d. o\" D9 G) m6 t
- ( T2 I6 q' B9 e3 _. i7 @: x. P
- while sumload<=QV;
2 M; y( D' A' V! x) K. d\" W -
* X l) {( k* n K\" @1 U F - for k=1:length(rn); ; g3 O- i: J4 t; C7 q/ V+ w
- if sumload+g(rn(k))<=QV;
5 l$ M- s* J: `& V. K$ j1 p! |) e - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
. a% F& {- y7 R) |- n9 n - A(n)=rn(k); ; j0 V8 D2 t2 Q( _\" `3 s$ t* f$ f
- n=n+1;
, ~3 @ U, J& Q# O - end; , c! t) ]* Y3 }1 h5 T
- end;
\" x& t5 D9 V% a: T0 I - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); ( i9 K& z- ?/ j8 A# m$ m! _
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); 6 z/ V2 D5 ]% s3 h\" x0 C8 ]
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
' t5 C: u8 n. y - fprintf(fid,'\t%i\n',A); ; ? ?* R5 ^8 i+ m: s$ n+ }
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); * X2 v& A% F$ b8 r- x2 i. E
- fclose(fid); ]3 T. @' k5 ]' |( B5 _
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); ' ]$ e& }/ m' v+ d0 ~
- maxp=1e-8; 1 A7 [& I. U2 L9 E
- na=length(A); / F! L; L. ?4 Z5 _
- for j=1:na; + c: G% R+ y0 U: R1 ~4 L# z) r! b
- if p(j)>maxp / C6 S. b, Q\" z
- maxp=p(j);
! {* s9 v1 |# ]$ _: w - index_max=j;
+ A ], g3 b& K3 p - end; # M1 s5 k& u9 K& V
- end; 6 {6 m$ v$ _9 q5 w* m; f\" h
- 6 \4 v0 s2 ?; u1 k5 {2 T! g
- old_pos=cur_pos(i);
. {1 T8 k0 N: P r* b - if rand(1)<q0 * U6 S4 X\" x2 T* v$ }8 O9 L9 h* t
- cur_pos(i)=A(index_max); - A* L! R r, w ?
- else
9 P% b p, b3 r6 A. K* m1 h - krnd=randperm(na); $ Z2 [& t/ v7 D1 L4 K* o
- cur_pos(i)=A(krnd(1)); 0 y\" k: d4 a/ A) U. u
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
& Y% `- `4 N$ C% r) Y - ccc=[1 1]; - F, U0 i: L }# ^* G# |
- if bbb==ccc;
: J1 Z6 H p\" {& ~% B: |1 g - cur_pos(i)=A(krnd(2)); 7 D) ]. Y& l+ t4 ^8 Y3 k+ |
- end;
: T9 Z1 p3 P8 M& q' { - end;
; E: u\" O: ?& ~/ V. a0 [ -
1 r7 ^7 v% l2 q' Q; y - 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 0 P7 W8 C, l8 q' Z6 B
- & l, J7 {4 R: T8 M( N
- sumload=sumload+g(cur_pos(i)); ) u' H h9 L! t7 k% V( D
- ; v/ d! Z; P1 }) }: i
- nn=nn+1;
/ M4 }. Z, h\" \3 N% H. k - part_sol(nn)=cur_pos(i); ' L9 i( S7 z, L+ O2 d+ y5 E
- temp_load=sumload; & B: t1 u& F ]2 L6 X' I7 |
-
$ ]8 d# Z: g! l# A. F; Q! J - if cur_pos(i)~=1;
, ~2 P3 }3 {% w& ?8 i! G - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); * }: C! T+ G1 H1 z1 t# ^
- n=1;
8 `/ ~, V. O! T - A=[]; - W. [& [ q& Y' D! [. y1 b, c
- end; - C: J! n- w+ E. b
-
+ x& n5 C' B- l* T4 O' G\" F - 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 + P5 D0 U# C5 Q/ W4 o5 c
- if setdiff(part_sol,1)~=[]; / Z# e6 ^; p/ k2 t4 n7 ~: C
- 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
8 e* L/ ?( D! ^# f6 ?) q - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
, C: Q+ k n3 }3 c+ S& x - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
# _: ]( s' s' z6 n - fprintf(fid,'%i ',part_sol); / v, f! R& h! k5 p1 L
- fprintf(fid,'\n'); # z/ X. ^: O8 Y( U( ]
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
) j1 _( |% n; L1 {( U8 t; ~8 K! | - fprintf(fid,'%i\n',temp_load); - ^( o0 j7 v7 ]2 T: q, S
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
6 a9 w+ g5 K! F2 \' ] - fclose(fid); 0 |# D5 A& p; h& f$ f) E
-
0 X7 b4 a6 m# K; M+ | - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
* S# `/ I; H9 W6 q, M - final_sol=exchange(part_sol);
& v! U* L& G* Z! V f -
' {, B; Z8 T& z7 ?. n& G$ @ - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
2 G9 c6 l6 L# v) r: E% ^: | - temp(t+nt)=final_sol(nt);
5 X\" l3 e6 u2 a) Z - end;
+ d# z# R1 |4 l3 h; q: e Z5 F - t=t+length(final_sol)-1; . A1 @6 r1 Q) N4 p$ O5 J\" u# f
-
2 F8 h6 }# c( b9 W! B; f - sumload=0;
; C }, B' `2 r/ ? - final_sol=setdiff(final_sol,1); 3 w. q! s/ m$ ~
- rn=setdiff(rn,final_sol);
& G4 ~* i' \( K\" Z; t9 g - part_sol=[]; & S6 e. a4 E8 [0 x% a\" |1 Q; G) y) ?
- final_sol=[];
/ S\" U/ Y' N$ k - nn=1; & m$ K$ I' I) E! i. Y+ D
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
0 ~! c5 o# ^# Q# X - A=[];
% \9 ~! i9 [! u - n=1;
; E& b8 z! v' T9 B3 q - & Q: \( ~, v) n4 q a H F3 x$ l: @& ^
- end;
1 D. V, R; b5 i5 K' i4 D2 J - end; 8 O1 O9 x8 \& Z8 Z3 T; B
- . @5 J+ Z9 f, @/ C' q
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 6 X+ h- ~% k! X L
- n_sol=n_sol+1; ; \3 B8 H4 W0 W/ t# K# b
- nl=length(part_sol); 1 p8 S! I+ c& H2 o# l6 G/ R& k) I
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
( I6 R* C2 _* H% @& o \ -
/ k b1 A9 s T t4 h I w - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
/ p% f$ P4 C5 p+ v5 y/ U! @! q# { - final_sol=exchange(part_sol);
\" ^ v [1 I3 C4 N% ^( ~/ } - * d8 m6 z5 L$ q, ~& e
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
2 C& e( F\" D2 B - temp(t+nt)=final_sol(nt);
2 y) K* n8 {& p6 g/ c - end; - L! L6 n, M% L; V3 [6 H2 q
- # L( L' f( F* L: B
- 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 / M( o) \5 r5 c) a
-
, t# W' Z! w) _# k0 Z' k4 t) ? - for ki=1:length(temp)-1; 4 S) P9 }+ D\" v' T/ K$ d0 d! L
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 8 q7 ~# W, p9 H! o- A
- end; & [# c2 t/ Z! G6 z7 W$ D4 [ F4 v
- , o& V7 J4 h\" ]6 N; r/ [2 S: f2 l
- if cost(n_gen,i)<best_cost; ' {/ s1 z# f A% t9 D9 G& L8 G
- best_cost=cost(n_gen,i);
3 F }5 \( q\" N2 U - old_cost=best_cost; \" c. H! s8 f) `
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
& n v# t( A/ I4 C\" x - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 ; G8 U\" t) R m6 s, g
- best_solution=temp; 2 D6 f. b4 [: { s\" X
- end; 2 W9 x\" d8 a1 Q5 l% ]9 L
- % ?. P9 J) N# G
- 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 9 r8 T( O5 V# [' E( o. P6 d
- for ii=1:32; 7 V\" n) ~* H1 s
- for jj=1:32; 7 R5 @4 c8 k9 C0 c4 `9 N
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); 4 V+ S9 e0 j, ^' w
- end;
. D+ M$ v6 G& G - end; : E7 x# Z! R% F) P8 \: f
- v* l! K7 Z+ t5 U' c! f# w0 ]4 b
- for kk=1:length(best_solution)-1; 8 O' a) c; B+ k: \\" M% D( y' ?# 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));
/ h% A5 }/ G6 M% ?8 _1 t- a2 l - end;
. F) V4 N5 g6 e+ u0 K - end;
6 I) M/ G' p& B7 Y8 p' \$ I8 L2 M - # w\" t1 H0 I8 x; \# i
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
1 _! L, p W- a! x, v2 E - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
1 _1 z2 ~( v. X - fprintf(fid,'%i ',part_sol); 1 N# o' I; H3 J# c
- fprintf(fid,'\n');
6 w0 e\" E. Z6 f\" W* u* Y - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); 8 `- q* ?( F3 R; k) U
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
. F' w\" v* L2 r( `, ^, v' a - fprintf(fid,'------------------------------\n');
( K$ I6 @1 q. m$ a! V# O - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); ' Q* @8 K+ |7 }6 b, `9 f1 }
- fprintf(fid,'%i-',temp);
( @) q% w+ S/ R - fprintf(fid,'\n'); ( T5 N. r2 v9 ~* j; T1 g1 c. c' \
- fclose(fid); 3 ^% ~8 m6 Z1 P1 v6 v6 }1 y
- temp=[]; 0 B' Q& H4 J- W* ]\" d, n
- break;
: B+ B# e; n/ d9 M& }# G' S# a - end;
6 }8 j9 y# P- ~) v3 M9 ^5 D, | - end;
. n2 m8 r- {/ R -
0 X9 j+ f2 u3 z' Z& R - end;
4 u# Q, c$ Q9 R, d6 {\" V - end;
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