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function [Zp,Xp,Yp,LC1,LC2]=GACFA(M,N,Pm) g9 D( t+ X& A/ R! b" t4 V4 h- P
%--------------------------------------------------------------------------
; w% h8 y2 B5 v8 E: @% GACFA.m
- m3 `* a$ b7 x% Genetic Algorithm for Capacity and Flow Assignment0 V! y/ U6 Z" z8 j6 \
% 链路容量和流量优化分配的遗传算法
+ o7 J; M( B5 R8 ~/ E5 N# k3 e%--------------------------------------------------------------------------1 x8 Z3 C4 D. D
% 函数功能
3 k! ?, X `. e8 P& L* ]# p% u% 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
R! e# s$ Y% Q%--------------------------------------------------------------------------' r8 d/ H- ^, [' V% x U0 p8 I
% 参考文献
" E2 ~& s/ P9 K5 F" w- B9 f% 叶大振,吴新余.基于遗传算法的计算机通信网优化设计[J].
; D5 x6 {) M$ Z# {% 南京邮电学院学报.1996,16(2):9-15
7 ~5 Y( v- L" R%--------------------------------------------------------------------------
% t. q! x+ z8 R% 输入参数列表
0 M' E2 Z; a/ `6 G% M 遗传进化迭代次数7 _+ V- J2 U! p, p* M. e
% N 种群规模(取偶数)6 L4 u* f9 M; L8 C/ j7 S
% Pm 变异概率; m" O- g F2 Z1 \3 b+ O' J
%--------------------------------------------------------------------------' _* _8 L2 m* ] R4 A, b. u* H
% 输出参数列表: s0 N5 {7 V) }0 v4 W1 Z
% Zp 目标函数最优值. u9 g, `4 A8 L& v' D
% Xp 路由选择决策变量最优值
7 u& A6 O) l$ N* L% Yp 线路型号决策变量最优值( B4 t2 I3 Y' g7 |& j( o* U
% LC1 收敛曲线1,各代最优个体适应值的记录
* {. U \1 ^& H P9 T% LC2 收敛曲线2,各代群体平均适应值的记录& N- @2 w" q6 c3 A
%--------------------------------------------------------------------------
1 `( i. `+ e! c2 c$ @7 Q
2 {+ |4 e8 u7 d6 b; p% }%第一步:载入数据和输出变量初始化2 J' k+ Q: u" `0 O( m
load DATA_CFA;& l/ h5 S$ ^- m( ~
Xp=zeros(14,1);
- P% {5 B Y5 f' G. N4 L6 cYp=zeros(8,3);
; |( _4 O. f- t& @( K1 \* W% l1 a8 sLC1=zeros(1,M);4 D. p) U, j, K
LC2=LC1;; Q- |6 a r8 a: Y R
, L; z+ `# Y: f5 H
%第二步:随机产生初始种群
, J7 u5 n* Y" I2 ^* j2 efarm_X=zeros(14,N);
( i! I3 y: i3 E4 F" D( ]6 Q# Sfarm_Y=zeros(8,3*N);9 r0 @! V: I. P+ |5 m3 K0 r8 Z* p* ?6 }
for i=1:N1 @, c5 V- E5 g) V0 V8 P/ r
for j=1:2:13
3 L3 z' |, p' } RAND=rand;4 W8 M% A2 Q) A, N v7 m
if RAND>0.5
, Y& j m* g6 u farm_X(j,i)=1;
$ a q5 J: L o6 \& s else* e% p' b% Z4 {" \, u& O v
farm_X(j+1,i)=1;( @6 R! Y2 A* @. P1 O
end. \$ P* C h6 n3 y. A. _8 w C
end2 J r9 I- K! E( n' s& u# k
end/ u6 v1 y# Q: Z5 h* I6 ~1 m
for i=1:N, D% P6 j& Z1 i* z
for j=1:80 _; S( p1 b" z' H# y
RAND=rand;/ f+ |6 l1 u+ Y2 S9 P. m- t6 o& t
if RAND<1/3
2 X( V R8 C9 c: \ ?. N farm_Y(j,3*i-2)=1;
M! p2 g# T D: [0 O elseif RAND>2/3) C, t- s. m8 y; `3 D
farm_Y(j,3*i)=1;
7 s1 P2 S' M, ` P+ l: Z& u else7 n8 c2 A! m& O5 u; y) W/ q
farm_Y(j,3*i-1)=1;
& j) }- h: U- F( n/ J end+ N2 r, |4 m( @9 z3 |3 p
end9 O2 N" c) }; L" }& y
end
& [# Q2 x! e' V' K2 Q( p/ R6 k# S4 P/ i& y1 K; I$ Y
counter=0;%设置迭代计数器% z3 e8 `/ S1 w4 @2 C) U
while counter<M%停止条件为达到最大迭代次数
& [+ S( s) A* k4 @6 B: {0 q
, p# a- M+ V: Y# q %第三步:交叉
( C! b4 O- x1 q$ n* n1 M" s( ?% i newfarm_X=zeros(14,N);
G/ e) o: s/ {3 f6 J newfarm_Y=zeros(8,3*N);7 k; D# o9 O* ^- b' {6 _, U5 c. [$ Y
Ser=randperm(N);0 ?8 e2 H `2 N+ r: h
%对X做交叉
. B. A/ d+ R/ G* z+ i6 e: u for i=1:2 N-1)0 Q- J5 l( q# `! }! @
A_X=farm_X(:,Ser(i));
. I- B& M$ d2 k7 X: u8 D B_X=farm_X(:,Ser(i+1));0 U* K1 a( K6 ] E1 m) Q8 p4 k2 Q
cp=2*unidrnd(6);2 ]. w8 q( S+ z) ?3 Z1 b
a_X=[A_X(1:cp);B_X((cp+1):end)];
4 T# o; R' h; M" w b_X=[B_X(1:cp);A_X((cp+1):end)];" m2 n" ?4 |4 A% `9 V& }2 G
newfarm_X(:,i)=a_X;+ N$ Q7 W: a# u
newfarm_X(:,i+1)=b_X;/ w1 F: b/ r5 B# g
end8 j+ T0 a" A: N0 x/ ?
%对Y做交叉
% J" e9 E# t! V l7 t/ ~ for i=1:2 N-1); C& ~ u4 q. s% j% s! W5 {
A_Y=farm_Y(:,(3*Ser(i)-2) 3*Ser(i)));4 u; y* F c, c9 v+ l; ]
B_Y=farm_Y(:,(3*Ser(i+1)-2) 3*Ser(i+1)));
?, X5 ^' X; K# G* u- }7 z; V; y cp=unidrnd(7);3 w, ~% z0 T" r8 u2 h6 N
a_Y=[A_Y(1:cp);B_Y((cp+1):end)];
3 ?: D6 |5 N. X" U b_Y=[B_Y(1:cp);A_Y((cp+1):end)];# B% E4 K4 b+ ?
newfarm_Y(:,(3*i-2) 3*i))=a_Y;( T& e3 l8 p. \: i. {) v4 r
newfarm_Y(:,(3*i+1) 3*i+3))=b_Y;
1 C+ S4 O' J5 X$ Y end
. D1 \# I M( V7 J+ e! ]' N %新旧种群合并
4 T% G" S# d' t( j" `# F- s FARM_X=[farm_X,newfarm_X];
& l" L* }. n4 V FARM_Y=[farm_Y,newfarm_Y];
w# M1 B- i4 _8 Y6 A. m0 v
9 d5 F. C& [0 m3 u& l %第四步:选择复制* i! h/ }% b/ r f" C5 [
Ser=randperm(2*N);
. s6 a. e- G8 [; a e2 B$ b FITNESS=zeros(1,2*N);
' B8 [) u: \6 l" [. b fitness=zeros(1,N);
* \! t" {" ?9 {3 ?- p) R for i=1 2*N)* U+ i% k- R W+ {
X=FARM_X(:,i);
9 d$ I9 w# J" Y2 l: T7 }- t, X Y=FARM_Y(:,(3*i-2) 3*i));! e% ?1 z6 j k2 ]) Y; `* x/ t4 k4 i
FITNESS(i)=COST(X,Y,x1_x14,F_x1_x14,A,Q,C,S,b);
, X' o; D4 I- |2 B end
3 O- A! M. Z$ b ~( m# A for i=1:N, v% G8 w8 ` p! e7 k) {; Z( Q
f1=FITNESS(Ser(2*i-1));& J5 L0 V4 j- n+ `5 y
f2=FITNESS(Ser(2*i));1 [; J8 I- k4 [8 Y1 ]' O9 ]; v
if f1<f24 H$ _5 m. O0 |7 q9 t0 W! p
farm_X(:,i)=FARM_X(:,Ser(2*i-1));
/ x- y, a) U- S4 l+ q( m farm_Y(:,(3*i-2) 3*i))=FARM_Y(:,(3*Ser(2*i-1)-2) 3*Ser(2*i-1)));
( |8 w. p* b5 E1 ~% w fitness(i)=f1;) X4 k' y& R' |, g$ F1 q; s
else7 z$ P; `% ?4 f; x' ~
farm_X(:,i)=FARM_X(:,Ser(2*i));
) M' L V- `8 Y' f' H0 J9 K4 S farm_Y(:,(3*i-2) 3*i))=FARM_Y(:,(3*Ser(2*i)-2) 3*Ser(2*i)));3 x& J1 G, A1 _) [1 _
fitness(i)=f2;( Y8 r& M) u5 z# Y! ]6 U1 g
end: ?( e0 c- s4 p( N" C3 V
end; f# x/ e) H/ W( `7 {9 d" m
%记录最佳个体和收敛曲线 Q% C( H* J2 }2 {. b/ R; s( d
minfitness=min(fitness);
7 f! x% q" i* D: W3 [: w; p8 A meanfitness=mean(fitness);% E) t! F- J! g7 z, S9 E6 n! s! e
LC1(counter+1)=minfitness;: a4 o8 |/ W8 Z' E, h
LC2(counter+1)=meanfitness;3 c% G& e; _5 W3 y0 r3 n0 u
pos=find(fitness==minfitness);+ F+ p8 V- r8 }. f0 }
Xp=farm_X(:,pos(1));
8 U! c7 t J$ p5 _5 y. _0 x Yp=farm_Y(:,(3*pos(1)-2) 3*pos(1)));% W8 r- Y! \7 D
Zp=minfitness;
1 A" D& ?8 X/ H ]+ M, v+ P$ u1 w
%第五步:变异
X$ y* n! N, G4 K" r4 E for i=1:N9 P. U7 H: t* d/ C
if Pm>rand) y4 H0 h$ h# ?6 X: @
GT_X=farm_X(:,i);
! Z( \+ S8 P) x* O7 |8 J" t GT_Y=farm_Y(:,(3*i-2) 3*i));
) |4 H" ^+ y. V7 A g+ N) J: B* z pos1=2*unidrnd(7);
/ x+ }7 V0 p* U if GT_X(pos1)==1
, r0 b) \ t- l1 x% y' V- h GT_X(pos1-1)=1;
3 l7 @+ n5 k) e0 C3 [, F1 l GT_X(pos1)=0;# ?6 {! n' K/ x) r/ ^( x
farm_X(:,i)=GT_X;
4 z2 A: H8 }! o# O' ? elseif GT_X(pos1)==0
) m. L1 Q V; Z GT_X(pos1-1)=0;* y2 }! s# q/ T) k
GT_X(pos1)=1;
. k( {% z/ G% b. j: X& O farm_X(:,i)=GT_X;
( Z; H) x/ w) F T3 @% V4 o else
3 ~: z6 w( a1 Q4 J end7 p( i8 I4 [' G
pos2=unidrnd(8);
7 B) K" K- m. D v GT_Y(pos2)=zeros(1,3);
( a2 G; S2 N1 _' }& m GT_Y(pos2,unidrnd(3))=1;8 Z0 X4 K! a- c) l
end; I3 n) ^% z& Q7 h- k2 I
end
/ l, x) l" n S7 c# x9 E* G
y1 v( @- y3 P8 t2 W1 I" X. O counter=counter+1
3 b' ?: a# e- Uend+ F }5 @, a- R8 x
Xp=Xp';7 O- E& B: f0 n! `
Yp=Yp';
( ?9 o* b) @: c) `0 w%plot(LC1)
7 V1 S+ c# [* w7 u* }%hold on
4 d9 W) y3 p4 o3 e9 q$ Gplot(LC2)
8 i4 q, y: }3 H0 i) h F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
|