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function [Zp,Xp,Yp,LC1,LC2]=GACFA(M,N,Pm)4 U/ a9 t" j$ t( D3 D
%--------------------------------------------------------------------------
& x; H1 Y6 o5 g. f( o% GACFA.m8 T2 s4 K. l6 l ]
% Genetic Algorithm for Capacity and Flow Assignment
0 m4 ]" F5 M- r$ h% 链路容量和流量优化分配的遗传算法
; R" Q4 x7 i* K%--------------------------------------------------------------------------
, j# A6 [& n" y: Z% 函数功能
! ]! N' t5 J" l5 h0 U; i: c% 使用遗传算法求解通信网链路容量和流量联合优化分配问题
* q6 c( v2 v& [' \, x# {%--------------------------------------------------------------------------
) |& ^( C9 Y2 `2 ~0 u% 参考文献
/ L& W4 o5 ` V2 w. f9 E( J g% 叶大振,吴新余.基于遗传算法的计算机通信网优化设计[J].
7 l* v, r0 b L% 南京邮电学院学报.1996,16(2):9-15
, C( G& w& x% w5 a( O%--------------------------------------------------------------------------
m$ `8 V# h% k$ f% 输入参数列表
. q8 T& L1 ?( { n# e% M 遗传进化迭代次数
3 b1 {% j3 b2 V* ~6 `# r# p+ ?% O% N 种群规模(取偶数)% |% S3 {) Y3 s- e8 e e$ s* e
% Pm 变异概率
( Y3 L* i6 } `& a%--------------------------------------------------------------------------+ b% m/ P3 } @( N4 y
% 输出参数列表5 n) B; w/ |: Y4 o- X6 M5 ?
% Zp 目标函数最优值; o2 u4 w/ K, s# ?- j
% Xp 路由选择决策变量最优值
! F& L; L# ~9 x! _" Q! _% Yp 线路型号决策变量最优值
* Z2 J2 ~! |1 s; J% LC1 收敛曲线1,各代最优个体适应值的记录' n6 N! e* P* I. q, _! ]
% LC2 收敛曲线2,各代群体平均适应值的记录5 S* ~# Y4 r# o/ k1 v
%--------------------------------------------------------------------------1 V, [1 \$ u- I: J: e' `
3 s8 c7 i a6 s9 Z; A" G' \- M
%第一步:载入数据和输出变量初始化
, I K! ~: \7 x/ {. ]4 {+ g8 @load DATA_CFA;
5 ^% ^: @* P! m1 u' WXp=zeros(14,1);
4 O# G" j. s R8 O+ jYp=zeros(8,3);, f. z2 l1 R u1 N, F; E& Y8 G* f
LC1=zeros(1,M);2 C7 _" a5 l; h: H) o8 A
LC2=LC1;! \& E4 c3 e; H, T
' @: r5 u1 s" d0 o
%第二步:随机产生初始种群
, _) v/ Z9 \4 [$ L3 O) M* V" Z+ V9 ^farm_X=zeros(14,N); K6 z4 J/ z% X1 {
farm_Y=zeros(8,3*N);
* u; `9 D4 z4 z# z; jfor i=1:N
! h2 i# ]) ^. [$ T4 a* U for j=1:2:13
( N9 b7 w# e$ Q' D RAND=rand;
- W# C8 H6 E; \4 B3 y& x if RAND>0.5
3 ^0 s8 r( ]; {, x. H$ ?+ R farm_X(j,i)=1;, }4 d, i' J1 a. T$ M0 v
else
" v- F/ x; p4 s- ^ u6 d/ ` farm_X(j+1,i)=1;
9 k9 Z4 Y/ z1 h/ ~, L# I! K! D end+ S* G q8 H- Q5 o6 X0 ?
end, |! T7 [# n( h$ f+ j7 u0 J
end
- m& L# E2 [! R5 u v0 T% x0 F& sfor i=1:N
1 B, f+ w' \3 p$ z0 k8 b/ A for j=1:8
5 @" G# D, {7 x5 a6 J3 x# N RAND=rand;/ e$ R b% u) W f" z
if RAND<1/3( J6 Y3 U0 j: n4 |
farm_Y(j,3*i-2)=1;
, k6 j }3 ~- K6 }' M6 F7 \ elseif RAND>2/3- G% v; M2 }" r3 F& S$ A9 ~" e
farm_Y(j,3*i)=1;
, L0 Y) W: }* {1 X i2 W else0 q/ H, q3 E; K: c3 }" J& a
farm_Y(j,3*i-1)=1;
2 c6 g; b( ]$ e' S% b end* v8 b2 @! ]7 X( M. d: ~
end
- `# t8 o6 i7 O* Cend O) n/ ?( C7 _6 d0 S2 P7 A& k
8 l5 S# {2 [2 D& W% Zcounter=0;%设置迭代计数器
. C" I2 h: b- Z: q5 vwhile counter<M%停止条件为达到最大迭代次数
1 n4 S i/ A, u- c1 j . s# {8 p, G# K1 z# |& G! }
%第三步:交叉
, Z+ h7 G |) {" C newfarm_X=zeros(14,N);
& S; }/ i& r2 B0 o$ Q @' S newfarm_Y=zeros(8,3*N);
* U) e% s# @! Y Ser=randperm(N);
* J8 R7 j, l) @/ |7 m %对X做交叉9 j1 g0 y! M' F T; ~9 g4 w" j
for i=1:2 N-1)
8 C& J% J g( L A_X=farm_X(:,Ser(i));
, _5 f2 q# a: J* `' R& L B_X=farm_X(:,Ser(i+1));% w' i5 u$ w+ O
cp=2*unidrnd(6);
- J6 z0 \, N; R: ?8 u a_X=[A_X(1:cp);B_X((cp+1):end)];
# G0 Q1 d" V1 ^' Z7 N, o b_X=[B_X(1:cp);A_X((cp+1):end)];
8 }; q! P: j7 p ~7 ]0 i7 z( i" e newfarm_X(:,i)=a_X;, k( t" i. M$ s' n; k/ o% V
newfarm_X(:,i+1)=b_X;! Q9 E" w; E. J" ?) o. o
end2 F% h" H8 T" Y) z! |3 r
%对Y做交叉
* n* H3 U V8 Y% j# K7 ? for i=1:2 N-1)4 I r+ }2 a9 u! m
A_Y=farm_Y(:,(3*Ser(i)-2) 3*Ser(i)));
7 L) ]/ e/ o4 D) z- u; u0 j, d B_Y=farm_Y(:,(3*Ser(i+1)-2) 3*Ser(i+1)));
- \% K3 N& g* V- g" T cp=unidrnd(7);
4 b9 c8 q) A ? a_Y=[A_Y(1:cp);B_Y((cp+1):end)];; j% |, \5 ?2 Y9 I
b_Y=[B_Y(1:cp);A_Y((cp+1):end)];; v8 s1 m/ i3 A- L$ N% \
newfarm_Y(:,(3*i-2) 3*i))=a_Y;# _0 P: q5 a) X- n
newfarm_Y(:,(3*i+1) 3*i+3))=b_Y;5 s, w1 p( Z( H, w
end' I' L4 ^# ^3 C1 F7 o5 x6 t
%新旧种群合并
+ _1 o5 ~5 e: P FARM_X=[farm_X,newfarm_X];- ?/ E; q9 D4 M. X$ }. U
FARM_Y=[farm_Y,newfarm_Y];
, B/ F* \* Q. ?6 p. y+ i & Q2 j. Z z. H3 R' m3 Q* e) ]$ T
%第四步:选择复制
, L: K( Y1 E* X% ? Ser=randperm(2*N);
9 u8 C, L A4 {# D FITNESS=zeros(1,2*N);
5 A7 P2 Y8 b- |3 g fitness=zeros(1,N);
! r8 A# n, q. R) p for i=1 2*N)
$ {+ y8 y, Y# a5 J) ?3 _# U; t X=FARM_X(:,i);
4 k8 h4 Z" d8 W B5 h- |- \4 P$ v Y=FARM_Y(:,(3*i-2) 3*i));
, H& E M' C! t% ^. k b0 k, }$ B FITNESS(i)=COST(X,Y,x1_x14,F_x1_x14,A,Q,C,S,b);% g2 }4 t: a, k7 w1 K
end
" f# k9 ?; C$ C5 }7 C4 w# M for i=1:N
8 Z- {" F, [* H2 w# p f1=FITNESS(Ser(2*i-1));: o" z1 x3 n9 Q; i4 M2 ~
f2=FITNESS(Ser(2*i));
7 z9 f5 y: `" s* b8 d if f1<f2+ ]; Y3 i, n- D! o
farm_X(:,i)=FARM_X(:,Ser(2*i-1));
0 V v! E" E1 y farm_Y(:,(3*i-2) 3*i))=FARM_Y(:,(3*Ser(2*i-1)-2) 3*Ser(2*i-1)));
9 j& F8 p$ J7 [4 ]! Z7 t5 t1 v+ Z fitness(i)=f1;
+ w: p/ I3 r9 n+ ~ else
% n( D( v+ x8 p- Z7 @8 a farm_X(:,i)=FARM_X(:,Ser(2*i));2 K! m" r5 K( w% p( {8 A5 E/ K
farm_Y(:,(3*i-2) 3*i))=FARM_Y(:,(3*Ser(2*i)-2) 3*Ser(2*i)));7 j& G: O( J2 y# f/ f/ e
fitness(i)=f2;
$ }; K% `9 c: Z. c$ S- [/ ^ end4 T: k$ E7 m! d) u
end
" }/ F+ L2 e' A %记录最佳个体和收敛曲线' G M2 m& c) B+ [4 q: O8 h0 Y' a
minfitness=min(fitness);
9 M( w* ^5 P M/ H) W6 s- P# I! L, O meanfitness=mean(fitness);
8 E; w& o, x0 @+ r8 r LC1(counter+1)=minfitness;2 p4 K% ~* X# x G( ^+ X
LC2(counter+1)=meanfitness;
4 e$ d, A- A* w. f q pos=find(fitness==minfitness);
6 l7 }- X$ s! c8 E! ~* E6 D& Y. r$ o" \ Xp=farm_X(:,pos(1));
) W; i4 f& h2 L) d! l+ K Yp=farm_Y(:,(3*pos(1)-2) 3*pos(1)));4 M0 |' V& J' x
Zp=minfitness;: k! A, u4 p3 L& J: x. m5 @
& p' Y9 e% c5 F- A' i( B0 _
%第五步:变异. M5 S: u6 ]: u$ Q! V: O
for i=1:N
9 z. C% g. z, R9 B( S if Pm>rand
/ o( `7 t# o$ u7 I! ` GT_X=farm_X(:,i);6 X$ R& h2 ~) ^. H3 X5 V3 x
GT_Y=farm_Y(:,(3*i-2) 3*i));7 e0 u) p. r6 Z; V# L' Z# y" j, v/ M
pos1=2*unidrnd(7);4 _" G F% y4 [3 [+ {9 w3 G
if GT_X(pos1)==1
, N" N2 A* b$ A9 d+ W& k& e* Z GT_X(pos1-1)=1;
0 |6 W# x3 ^* c+ |! v4 I GT_X(pos1)=0;( s" [5 p, z; R7 [5 ^0 G$ C) B
farm_X(:,i)=GT_X;
/ K& b" K! n% K) g+ z& a2 ^ elseif GT_X(pos1)==0
5 `- N8 \+ P/ y) w# Z! ?1 N GT_X(pos1-1)=0;
* g W; u4 y! x GT_X(pos1)=1;
6 S# E- J& R7 g farm_X(:,i)=GT_X;* ^- k% k* e) u$ h' q
else+ C' _4 J2 c) m9 M( R7 A5 p9 P
end
% O2 i# d3 k x0 ~, { pos2=unidrnd(8);# w6 p; `$ b& L3 W9 Z
GT_Y(pos2)=zeros(1,3);
, [, k0 L6 l C8 { GT_Y(pos2,unidrnd(3))=1;' L V$ S$ R9 k4 B) `
end
* i3 P h w8 F end
& k' a) d# F" K
1 C/ f- ]2 W; B7 L3 | counter=counter+1
, d) }8 Q7 p3 `: aend' C6 p( T T2 [7 U* [1 X
Xp=Xp';0 ~4 q0 m; I: X) ~* z
Yp=Yp';( x5 |( s6 w; m" ?! Z9 ~; d, g
%plot(LC1)
' j! D4 e: ^, V: t; v%hold on
: G; E# \% j0 J- Q' B- x" k9 vplot(LC2)
" O3 u- x1 o t0 \. o请问高手在第一步中的数据导入(load DATA_CFA)中导入的是什么样的数据、有什么用、与程序有什么关联?最好举例说明。 |
zan
|