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[问题求助] 用模拟退火求TSP如何?

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    1#
    发表于 2013-7-28 22:52 |只看该作者 |倒序浏览
    |招呼Ta 关注Ta
    一直EXCEL中为33个点之间,任意两个点之间的距离(没有数字的是无穷)。 求经过所有点之间的最短路线问题,。
      g4 U4 z' f' ?
    1 r7 R7 j+ p( p7 A% n' i A=xlsread('33点矩阵s上三角');
    8 u% k  E. E3 `$ @/ _6 p. u: G>> for i=1:33;& \: R3 z; }3 j" Y0 C/ v# T) v( Z2 W
           for j = 1:339 ^1 K, ^( N5 u* a/ I3 i" [
                       if i<j
    9 P8 m! |: V7 @+ S5 ?8 n7 C; \9 G                 temp(i,j)=A(i,j);
    ) ?# c7 y; m8 U% C  Z4 m5 b                 A(j,i)=temp(i,j);
    0 U- g* R* l2 B& n8 E2 |                   end   8 f( f7 s. @3 M1 e2 W7 i
                     if isnan(A(i,j))& K$ |% W1 A4 L1 w! I
                     A(i,j)=inf;
    ) o% j+ e: A" ~' w* }$ M                 end* ]& S7 T! ?6 k+ `
             7 H8 m. b" I. C, X0 f
        end
    : ?( e# \, q/ B6 U" ~* e end4 N) v5 Z1 m- M( ]5 |1 r, z7 [2 O
    ; W9 L( w3 I& b9 W3 H, F

    7 F: \. K" a6 B- }% t/ Q0 Q 这样A为邻接矩阵了。然后运行百度的代码:/ o9 @) S$ Z' ]! p
    9 o3 V! s! r+ {# d* e
    - T/ f$ f1 v. v- b& \8 f
    function [f,T]=TSPSA(d,t0,tf)  w2 D* E& }# X* Z5 q0 |4 O; l
    %TSP问题(货郎担问题,旅行商问题)的模拟退火算法通用malab源程序
    3 l9 R" L' b  Z# K, s1 [# `0 Y% f目标最优值,T最优路线,d距离矩阵,t0初始温度,tf结束温度
      a& G; B; T$ @, a[m,n]=size(d);
    1 q3 N' F2 b* NL=100*n;
    ; N! W4 L+ ?# |t=t0;! }) z* b; E5 t4 \3 b
    pi0=1:n;* K# P$ u/ }4 [* ^. g
    min_f=0;
    8 u0 W. V: o% P4 d, ~for k=1:n-1
    / J; |. d$ o0 W# fmin_f=min_f+d(pi0(k),pi0(k+1));, t7 D* J0 H5 Z+ D9 A
    end
    2 H7 \( G, G# lmin_f=min_f+d(pi0(n),pi0(1));6 O3 o1 Y0 Y3 ]) v' K- W
    p_min=pi0;
    / W3 B* n, g6 jwhile t>tf
    ( w4 D4 O( t# @0 L% ]1 Efor k=1:L;
    9 U  w/ J5 T! p; skk=rand;
    5 Z7 ]& t5 p) |  B% E. Z0 L[d_f,pi_1]=exchange_2(pi0,d);
    9 E* M0 l: K+ d, u( H6 O( x% I  @r_r=rand;
    " a( b3 V# E: z/ F' e) ?" ?if d_f<0
    2 T; A, ?; ^0 q8 ~' Upi0=pi_1;3 P9 w' W, W" G5 V  h9 |
    elseif exp(d_f/t)>r_r& n! |2 H0 K, L: S
    pi0=pi_1;  p- F8 }1 O$ C
    else! ?: c8 l/ f( N
    pi0=pi0;( N. r3 p9 b" l- i/ I* J
    end
    ( Y: D: e/ E, u5 }end- ~# w6 O/ ~) ~6 d2 f( f% l) A
    f_temp=0;/ {2 q/ I. m  U# |
    for k=1:n-1
    5 }$ O) u+ ]9 E. r- J2 {" Rf_temp=f_temp+d(pi0(k),pi0(k+1));
    3 {  T0 W, D% }- x" w% }end0 b2 y$ B  e3 S3 F
    f_temp=f_temp+d(pi0(n),pi0(1));0 c, {5 f! t5 d
    if min_f>f_temp- S/ I( _! k$ `( O) r
    min_f=f_temp;
    * x, l' L6 X) H* x# op_min=pi0;, ~) w/ T0 a$ E9 \6 H+ m5 h" b
    end9 U8 a. ^  W* j' Z  H
    t=0.87*t;6 L5 A% H* m& q3 s0 n3 U
    end
    ; }/ l8 a: W) I, hf=min_f;# j8 ^( Y1 e& E% E; a1 o; o
    T=p_min;
    ' j- ]* R" M& A/ p0 f1 O: Y%aiwa要调用的子程序,用于产生新解, a' |) t0 w) \
    function [d_f,pi_r]=exchange_2(pi0,d)
    : ^- Y; I/ f- x[m,n]=size(d);
    # I: v" ?) |6 e4 t* uclear m;) J4 G( `" Z/ Z' h2 g, S
    u=rand;
    + F' `. p, v) r0 U4 X  x" i- j( W5 pu=u*(n-2);; H9 u; @) t# {: Q! C& I: \
    u=round(u);; o1 ^( V2 i. D# C$ R
    if u<2
    ' |8 \" b8 F3 b4 S3 B7 f5 Xu=2;% K- b' z# t# r. v
    end# Y" N' A& X  r9 n2 N  y8 W
    if u>n-25 K* m  ^: s% l/ O( R8 i# ^* K
    u=n-2;1 J0 b8 g, O& M& F. V4 X5 g0 o
    end0 }. H; t; u- B' w+ B2 D/ T$ x
    v=rand;3 v7 {1 g0 N9 X7 X2 r
    v=v*(n-u+1);0 N" u  u& ]7 @2 ]0 K8 [
    v=round(v);# h9 D. O7 t! ?& o
    if v<1
    + N# j* P0 R- W2 Tv=1;) x9 h( R  I8 i$ _- e& @1 H
    end9 C, Z0 O+ H8 J3 O& C
    v=u+v;
    7 Y' I8 h: O) k1 N  B5 B: Fif v>n( e% h* ]& s* ?3 S. ]1 b
    v=n;2 Y# Z! G9 e" D. T
    end3 g2 e- {5 z1 g' u4 G8 S1 _8 n, x
    pi_1(u)=pi0(v);
    1 i) Y3 O; k" J  w+ spi_1(v)=pi0(u);2 [& R7 U% w, `" m
    if u>1/ b& G' g3 g8 ~% G. i1 k
    for k=1:u-1
    # }) o7 l' J/ S4 B  t$ Epi_1(k)=pi0(k);' J# B6 ~$ H* n  Q- U" x9 C' L
    end
    ; R# d8 E7 B- ?4 qend
    8 i- t! y: E+ Z. y6 H' ~if v>(u+1)% \4 |4 e) H/ \$ h" s9 x
    for k=1:v-u-1
    3 S5 b2 Q* l2 m7 n" Lpi_1(u+k)=pi0(v-k);
    ' Y% o. y' G& O/ t2 mend  l8 b: f+ g& S6 N+ }+ S/ I0 ^5 }
    end4 y4 t6 f. y2 `6 [
    if v<n. H& f$ r' K3 |* v
    for k=(v+1):n) n( d6 j2 n* {8 Q& i
    pi_1(k)=pi0(k);
    , C( S0 v3 [* w5 Pend& E+ R9 B7 {# h$ R9 I
    end
    3 ]( F/ D5 W4 S9 U$ f5 ud_f=0;& O, M/ z1 d8 w" h
    if v<n
    4 M2 Q& X5 c- Q, G4 }# i" yd_f=d(pi0(u-1),pi0(v))+d(pi0(u),pi0(v+1));
    1 ?; N( p4 H" D4 P1 [# l! Hfor k=(u+1):n4 |$ l2 D; X8 a9 p, w6 B, a
    d_f=d_f+d(pi0(k),pi0(k-1));
    : @3 R! N: I0 b+ X& ?7 Hend) e: G6 A- _& v4 n
    d_f=d_f-d(pi0(u-1),pi0(u))-d(pi0(v),pi0(v+1));2 i  b/ K% _3 t7 i( [8 @2 _! x
    for k=(u+1):n/ P. \; n  P' U0 P. A
    d_f=d_f-d(pi0(k-1),pi0(k));
    # z8 R7 S" \  X9 k" q+ @# u$ ~end
    3 Q* f/ ^  F4 n" H+ `* T: ?1 b! |else! p7 [4 J5 t, O+ r, ?$ n: ^& C
    d_f=d(pi0(u-1),pi0(v))+d(pi0(u),pi0(1))-d(pi0(u-1),pi0(u))-d(pi0(v),pi0(1));
    ) A; J8 h* A1 U# L- sfor k=(u+1):n$ r  R+ t6 W0 b
    d_f=d_f+d(pi0(k),pi0(k-1));
    7 a' L5 K% Q/ c# |) z% Gend
    $ ?2 j1 q, D; n7 h% x% d1 H8 vfor k=(u+1):n
    ! {: h  ]( R+ }# f  y$ sd_f=d_f-d(pi0(k-1),pi0(k));' G. z$ H0 K2 ^6 M, b5 |
    end$ R5 G% C* |3 C( D  ~3 C
    end
    5 Q) t3 S' S! D8 m- c" u" \" C5 g5 _pi_r=pi_1;/ F! p, o, q2 T  s; S" p; }. @

    - J. o5 i8 M8 q3 R" l4 K3 u* r得到:
    6 z7 Q% T8 W- G  [f,T]=TSPSA(A,0,99)
    3 t: I" S/ w# N9 Y0 i. X) ~5 T2 O
    f =
    9 \7 Q9 J! o% Z" H- J5 y0 b
    : g; y: g9 w& z& R+ j4 Y   Inf% l( @4 I# q4 K) o5 x: g

    6 d  n1 R: x! z
    $ A3 m) _2 c! [0 wT =. r) m" U1 f( _0 t

    4 g0 I, t$ _1 u( P  Columns 1 through 18& o2 }, s- A( D/ m
    7 x4 z- y: U  U( X1 {* {
         1     2     3     4     5     6     7     8     9    10    11    12    13    14    15    16    17    18
    8 X: ^3 S, C, {& J8 i1 J% Q6 \$ r' u; `! x% ], R3 F
      Columns 19 through 33
    " ?9 W0 k8 u% P% B' M( ~3 e4 l8 I2 \' k
        19    20    21    22    23    24    25    26    27    28    29    30    31    32    33
    / a& Y5 N2 _/ `
    ( `2 t+ S" ~9 l* C$ u  M; S这个初始,结束温度是自己随便设定的??/ ]% K, f; {$ X& l* c+ N) g6 w
    得到的这个F是无穷???难道???  T又是什么意思呢??
    zan
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    在利用模拟退火算法进行优化之前,必须首先选取一个优化的起始点,优化起始点可以随机选取也可根据经验选取.
    ! m3 x( @5 }( G3 j# n8 u, `F是目标最优值,T为最优路线。+ Q3 m. x3 f4 q: |0 {$ w' k2 x
    F是无穷可能说明所求目标值没有路径到达没有最优解,或者是不是由于哪个步骤出现了什么问题(比如数据,或者邻接矩阵那里等等。。。)导致没有最优解。。。T表示的是最优解的起点到终点的最优路线。。。。。
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    模拟退火算法是一种模拟工业退火时的一种智能算法,是利用这种自然现象带来的启发帮助算法设计。: `! w- q$ f, {2 s
    应该来说,这个算法的各个参数的调整是需要一些经验的。初始温度和结束温度确实需要自己设定才是,而且设定好坏直接决定你的解的好坏。f是无穷表明当前的得到的最优解的路径长度是无穷,也就是说,你现在的路径里,存在两个不相通的目标点;T是路径,可以看出这个路径就是从第一个点顺次走下去,所以应该是你的温度值设定不当,导致退货过程不佳而造成的,应该调整温度来重新测试。
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