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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
- I$ a( ~9 P8 n, y- }# ?3 f - % ( H$ z2 u/ i6 f) ~. Z
- % % % % % % % % % % %
* {4 v7 Z4 K\" p& t+ g: P6 d5 _ -
& v9 c* r+ ], t% V! N t, i6 s - %initialize the parameters of ant colony algorithms
& ^1 r9 c) @9 X# n! o - load data.txt;
& L% d9 T ?6 J5 F, K, K9 _\" N: @5 n - d=data(:,2:3);
8 B7 T1 S5 w8 H' | - g=data(:,4);
+ R7 x! o0 J7 C! ^: g& ?9 e - m=31; % 蚂蚁数 9 w& L7 e7 g! p/ D
- alpha=1;
; n# V\" i5 t/ L* k6 c - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 1 O' d2 Z7 l4 i K\" v* P* I2 y6 {$ i
- lmda=0;
4 G; I! P2 D! F1 a - rou=0.9; %衰减系数 ! c9 I/ u' {\" D6 p
- q0=0.95;
, z8 d1 }; P1 y- e+ o d4 t. m' W - % 概率 ! l7 w\" b- E# _7 h: f
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
/ S& u. b) E* j9 d* p - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
/ f( P, }. G1 y, m* _* ~# H - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value : P; M& I! G! m' s `. _
- QV=100; % 车辆容量
% U1 O* B- D ]9 i0 j% s - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 $ i% k5 M: T$ ?
- V=40;
2 v4 o0 g: N- |% G - % 计算两点的距离 . {$ I\" @4 x/ Q
- for i=1:32;
/ l- w. `1 z$ k\" m# h) i- Z+ Q- T - for j=1:32; & s+ k! a7 o! F. e6 B
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 2 i8 Q/ Z8 H* i2 {0 { ^7 p- B9 o
- end;
6 |$ N8 B, Y. D# f: I9 y\" a: p - end; % R5 P7 N ]. B7 l* L- X
- %给tao miu赋初值
* x% o$ v6 k1 c' V( v - for i=1:32;
7 d1 W1 o. z& _7 W9 C5 X0 @) Y9 K - for j=1:32; 4 B9 |/ O: `# E1 _; r\" E
- if i~=j;
4 U\" A- f( d+ |! A - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); 4 o c' k# f- ^0 e! J
- tao(i,j)=defined_phrm;
% V- N$ z. I# r' G& I - miu(i,j)=1/dist(i,j);
6 k- ? c\" n\" v, z - end;
& G& S/ F4 K% s7 r - end; 4 ~! z7 V5 y( [8 i
- end; l- r& X# R- r7 q* n9 a
- ( s, Q8 E9 d\" c% e
- for k=1:32;
9 H6 Z1 F k4 g- \! s) {) L8 _3 A - for k=1:32; ! E1 h6 y7 `\" Q' ?
- deltao(i,j)=0; : r\" J! M\" }) X J3 w+ ~+ t6 |
- end;
# V8 l# j6 m. a7 Y3 J+ T- d - end;
\" u+ D2 y0 V: \* c7 N - best_cost=10000; ! W2 H3 D9 i& z( {) Q8 y# o' L8 W
- for n_gen=1:50; ) r' |- s U) B6 T
- print_head(n_gen); ; c- Z' N7 ^, @. N/ H* F7 b; I
- for i=1:m; & J) G9 c9 J\" f; ^5 _, T
- %best_solution=[];
) S! T6 m8 A/ a8 T9 p9 E) w - print_head2(i); $ d\" w! D9 R: o- D) O& o' w
- sumload=0; 7 b$ R! H9 f, Y\" a7 G3 X
- cur_pos(i)=1;
9 c$ X' {7 @* x - rn=randperm(32); 8 E. v i0 h v- P9 T8 v
- n=1; $ b5 O7 x% v# |4 Q
- nn=1; 8 b1 {: N. b. ]
- part_sol(nn)=1;
0 ~3 ^& e; T( B8 q& f0 U - %cost(n_gen,i)=0.0; ! l |9 N9 B( P- g) S
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
% S' V8 e0 [; U& P. T! G - M_vehicle=500;
* O\" k4 K% v0 z - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 1 k+ b5 q& `2 T# t
- : j0 o [! S: T- l
- while sumload<=QV; , d& O3 h. @( I( T
-
$ |\" _! s2 m7 V2 P2 V/ ? - for k=1:length(rn);
+ v5 k# z. f( d1 e/ y4 P: E - if sumload+g(rn(k))<=QV; 7 L\" C1 `3 f( A
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
6 j. ?4 N9 H0 D: e' V' E - A(n)=rn(k);
+ T* Q# G$ g' j5 v* U9 D - n=n+1;
9 l& N8 c9 u$ d - end;
& E# x\" A\" v) J; J9 T! s- _+ I) I, m! I - end;
! ^& |4 P' }% W( _ - fid=fopen('out_customer.txt','a+');
2 y0 {2 y: K9 t% `5 e( K# b2 n - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); ! R n, m) c- ?1 C% X
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') ) J2 k# g6 O* a# G: h3 N
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); % s$ A$ c, ~0 l8 f+ D
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
: N, V\" x# V R0 j' R' S - fclose(fid);
\" a( H\" Z. D4 j. u3 `6 d0 q - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); 4 r& d5 p, }. k. B
- maxp=1e-8;
% o9 |- r' H\" y1 \2 d) Q5 F; P - na=length(A); # ]8 f: r6 U5 N: ]. {% b) }
- for j=1:na; : E3 H0 w' R1 b2 I5 f7 | ^5 T
- if p(j)>maxp & P9 B+ l. z/ Y9 D( {0 U( w% N$ L
- maxp=p(j);
6 h$ z+ }, \4 A7 I- S\" V% i: ~ - index_max=j;
9 R& N! t2 K/ u. c - end; ; m: M/ e) W) C1 U' L; i
- end;
$ j1 H! A\" H4 V1 b4 f( B -
2 W. A/ T* Y# D- {7 n - old_pos=cur_pos(i); / N A5 j5 ~9 S, d8 k1 x( T% j
- if rand(1)<q0
\" Z0 i5 r. o8 v$ ]4 C/ c# P - cur_pos(i)=A(index_max);
) `1 ]/ ?\" F/ N1 Y Q; y - else
( ^) l\" p8 e: _# Z; v! V t - krnd=randperm(na); 6 N; H1 G% D8 T: [. c4 ^4 h
- cur_pos(i)=A(krnd(1)); 7 Z* m* F8 T# x% ?% i; h
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; k& @3 P8 \2 m; e/ c2 Q6 o
- ccc=[1 1]; ' |* Z' R% e- R: ~: e
- if bbb==ccc; 3 K6 b7 }& _$ v
- cur_pos(i)=A(krnd(2));
* J( Y u4 {$ S' P+ C! ] - end;
( X. i; ?1 N* r\" | - end; & Q4 v+ F) }' [3 i; i; H
- # L: S# D M* E+ K; L
- 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
! h2 Q' X, W+ q7 w1 ]+ r! f -
# m\" B1 X! B+ q! k+ p2 F: C - sumload=sumload+g(cur_pos(i));
- v4 @8 N+ Z5 c' ? -
9 R7 ^/ V# @/ Q% x/ t9 s - nn=nn+1;
1 r2 a\" m$ \4 C: t* f' o. f - part_sol(nn)=cur_pos(i);
. E& T& ]9 o; m: C0 B2 @3 @ - temp_load=sumload; & s8 ~0 }- m t# @
-
# ]; N! s, A+ _6 Q5 {. ^& e4 I - if cur_pos(i)~=1;
# H( i' E- B! t6 b- B\" K1 d2 O - rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
0 \$ u) O) z% x; w. w% U8 U) F - n=1;
4 Q& F2 W8 Z1 I\" N5 }$ b3 ? - A=[];
/ b& _; ]& v\" [' u. z - end; $ {4 ^, J\" h/ `& V+ M2 z. a
-
) i2 J( z {8 C, n7 n% 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
4 V8 @# C$ @- o- R8 u: u - if setdiff(part_sol,1)~=[]; ! _* H0 Q3 X) n) o! B2 g
- 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 7 l\" B\" Z\" }+ N) y, u6 g* |; ^ B
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
# H5 d( Y# b5 D( @ - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
8 c8 d1 O( d* g/ k+ K* v3 g - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
. y$ Q( d* T- @\" o. D& Y - fprintf(fid,'\n');
( x4 I( g x2 |\" V6 k: j9 S - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
0 ^& O4 V\" N3 H! e - fprintf(fid,'%i\n',temp_load); ; k6 C% G( c S% `7 s\" X
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); / B+ s! Q3 J$ C) x% V2 I
- fclose(fid); 3 S\" F4 p0 I6 ?. o- @0 B1 V: k
-
2 d. [) I+ U$ P6 T7 U - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
r2 S4 H9 o6 C6 B+ @$ ~ - final_sol=exchange(part_sol);
- Z; n% }; s7 C: l4 u0 m: o$ o - 6 T% V\" f\" h: P( m7 X
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 : ?5 l, L3 p2 {) K* c0 I. |- }
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
* v( M H- F- |; W- s0 ~9 ^ - end; 9 X5 l; x3 V) O0 a
- t=t+length(final_sol)-1; 1 r4 ~1 T' E9 b\" v9 A
-
( q/ Y3 G% k) w, N) r - sumload=0;
5 o$ r' `6 Y8 _\" {$ k0 B$ B - final_sol=setdiff(final_sol,1); 4 C) s$ _5 ^3 r4 p- Z: @\" Q
- rn=setdiff(rn,final_sol);
3 U6 U' e8 W/ n$ W7 z# @\" ? - part_sol=[]; : |& q. L+ a/ Z P+ @& V
- final_sol=[];
# k1 g9 A' v, W. x\" N+ H, q: D - nn=1; 5 j) N! B7 Z T0 y6 F# V6 ^& @% [
- part_sol(nn)=cur_pos(i); # y0 W/ K- o$ f
- A=[]; 9 F3 ^4 z/ H5 B! _
- n=1;
( W0 y8 ~, b% N+ z8 Z; W# q% r: W -
/ }5 k+ |6 K* x# }' |, q% J - end; # ^7 f: y+ [& P8 C/ H! N7 Q
- end; ' Q5 v; A0 ~' |8 u8 }- n* |$ ~; ]
-
4 E. k1 e/ v) x% B) D3 o, ? - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
# L# P8 w\" h# w - n_sol=n_sol+1;
6 A: y {& @* P) Q) o! X6 v - nl=length(part_sol);
' p& U F# C/ t5 ? l4 C& [ - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 4 [) a3 c1 L# x/ a9 v
- 4 R$ S- W A$ h7 y( u7 Y
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 9 S9 Z3 o Q$ m& g) m* R
- final_sol=exchange(part_sol);
: Y+ M4 R& Y3 X: H7 s6 D- h -
$ a/ F7 {7 `6 R- H2 p - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
& ]# S) A( X. |( F - temp(t+nt)=final_sol(nt); $ H- m' F8 q! b. l( a
- end;
, X) b' i3 y, | -
$ Q4 I! f! e% g7 w - 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 % y+ A' K8 V. c; U# Y1 R
-
; m* x/ J4 I' v - for ki=1:length(temp)-1;
# t- w) p\" C$ \) E, S; A\" E\" q - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
% A: d* ?\" u& d6 V - end;
6 K+ h/ h) f# e1 ?) [ - , {7 L6 L: j/ ~ D. }, @) l
- if cost(n_gen,i)<best_cost; 1 X' i3 p# z+ f7 w
- best_cost=cost(n_gen,i); 4 W( U# N5 U1 R1 C. N
- old_cost=best_cost;
5 j- V! f A- V/ j1 ?: N - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 6 ^/ E+ Z a; g' z/ m& _
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 ) L/ A; F3 @ W
- best_solution=temp; 9 `7 L, h8 L# A+ d$ L% _+ x
- end; ; |, L8 y6 Q$ ^* v4 C
- / @8 g) _0 T1 c) U\" h
- 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 4 h7 ]* r# w4 M& _) U\" p& z1 P
- for ii=1:32; 9 s \) ^: e+ o& b% s
- for jj=1:32; . Q0 ~& }' `0 n# x% t\" }
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
! ?: Z6 Z/ J; p) _3 J. H5 p - end; , m6 z( Y+ O5 Z9 P' R/ V! B
- end;
) ?; b$ I$ p; ~ ?6 K -
a9 V) [& ~$ n\" ]: g - for kk=1:length(best_solution)-1;
[8 H, c. v\" C$ O - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
( ]4 W( I: m( [ - end; 6 J3 X1 m2 J8 C* x. l7 o
- end; ! F0 y8 Z! |1 L C0 s/ F
- % L5 a) C6 ~8 I; F4 L
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
' N. P+ [ g7 Q/ z* F8 w' H' d - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
3 J6 \0 X' j2 a8 k# S\" j+ R - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
- ` b; L q0 _7 {8 A - fprintf(fid,'\n');
+ J h7 _\" `2 Y t - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
. N- m$ r- E: v4 F* ?% H5 g2 L/ k - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); e9 C8 I, V, m: O$ x9 G
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
* d6 O# ^+ G _; U - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); : ~' z\" C7 B: F# c
- fprintf(fid,'%i-',temp);
! |4 x1 A2 x8 W/ z. J& w T. g8 x - fprintf(fid,'\n'); 1 v/ `* S5 O/ J\" s1 {) b
- fclose(fid);
. I5 d5 |7 G+ g - temp=[];
. j7 F7 E1 j3 A4 m# o- J - break;
7 |7 r: @* D$ p) q. a\" e - end;
+ s% }# N% ?\" t - end;
\" i) g# I# U\" P- l L& I -
! g! f+ H. N0 M4 k+ q4 E0 h R; F - end; V% V% O7 B: q7 [& S0 x
- end;
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