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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
7 y( [6 E! Z. D8 |5 g - %
& F2 p- V* i* D$ Y - % % % % % % % % % % % % R1 @. U6 @/ {
-
2 F/ V' x7 ], R7 @ - %initialize the parameters of ant colony algorithms 5 G6 g& F& d/ M% g( H\" f
- load data.txt; $ i) I* l1 C# U; {' x
- d=data(:,2:3);
5 V+ B1 N0 L5 P+ H' w - g=data(:,4); + y7 P4 H9 l! {; j1 c
- m=31; % 蚂蚁数
; O9 G0 q$ K$ C7 M& h2 u7 r - alpha=1; * Y5 K9 z$ |\" s H
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 ! T: F- L/ M: `+ x2 @+ W\" e
- lmda=0;
2 r! J$ X% G3 ?2 @, ` - rou=0.9; %衰减系数
\" \7 [5 Q5 e. c3 Z% v\" ^ - q0=0.95; % L3 J4 H8 J( x
- % 概率
: v+ r2 r) ~, j8 E4 {6 o5 o - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
' _( @' s- I4 K% B8 S- X7 d( e - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
, e/ O* `/ H6 \ - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value + B\" e* e+ d5 n+ z
- QV=100; % 车辆容量 h! s2 p3 G# |6 Y\" ~' o8 R
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
. g' ^* F! I' \$ l - V=40; 6 i7 |7 s6 C1 M! o
- % 计算两点的距离 \" }$ V( v2 m! T9 N: V7 h) y
- for i=1:32;
! ^\" C' Q4 c. v: O e1 F - for j=1:32; @: S9 l3 S% s0 z
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 3 }; z1 z; R/ ^6 a5 R/ Y
- end;
* N/ B( [& f: L - end;
, o\" [7 T3 R' V6 \7 g3 C$ t - %给tao miu赋初值
; @* m, B: D5 }/ O - for i=1:32;
, H, @9 F, ?5 m. V Q - for j=1:32; ! V. Q0 V8 J! Q T! V5 J3 Y4 [
- if i~=j;
, [, `$ E. T- a* L - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); . G+ a3 O# d6 I/ p) _+ X- f( ~
- tao(i,j)=defined_phrm; 9 p\" G5 {# o4 W; q
- miu(i,j)=1/dist(i,j); 4 f2 [6 G; `7 g- l+ T! B
- end;
7 ^0 d' ~5 y; U8 Y* P - end;
9 s% G N6 c+ F - end;
2 I: w& Q. e; v& G; k -
/ D( }' ~1 ?( | - for k=1:32; 4 d3 a, U, u2 H+ N
- for k=1:32; % w) ~+ t1 }5 k( p4 V
- deltao(i,j)=0; - P, z% h2 f% j9 W2 ?0 [' H! t
- end;
0 o& W5 H0 n, C. ^ - end; ' X* o. l/ n: k3 `
- best_cost=10000; 9 }! o' u( e! x\" z& c
- for n_gen=1:50;
( Z\" y( x( f6 I/ g' B - print_head(n_gen);
, P/ `' v, \& g B7 o - for i=1:m;
2 l8 S& c) j2 b. A* W8 k- P - %best_solution=[];
( A# i2 C7 G6 [) j - print_head2(i); $ V\" |3 J\" w, ? d
- sumload=0; , R; e. y5 J1 s9 x* m
- cur_pos(i)=1;
\" z* z' c) D3 T+ N& e ~+ Y - rn=randperm(32);
\" C$ Z; R# S/ _# v5 H - n=1;
! |- r7 o) `9 [/ V% ^5 t3 E - nn=1;
3 b) A; {4 Z$ f0 I - part_sol(nn)=1;
$ G3 p' L5 k! X. j1 s - %cost(n_gen,i)=0.0;
3 Y. S5 {9 t+ G1 X - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
7 R0 O0 L/ V, @: Z7 }! B8 S - M_vehicle=500;
( m- H. g6 m& U! q1 Q7 @! k2 d - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 9 Y5 k+ U! L4 m* @; q
-
: ^$ B3 Z+ ~$ z\" i( u6 \' k - while sumload<=QV;
+ ^& I8 a\" q: Q6 J, D) n; F$ t: J - . M& L' ]2 H& t4 S9 q4 S4 K' J% z
- for k=1:length(rn);
% G9 r0 ~\" V6 _9 B! \ - if sumload+g(rn(k))<=QV;
+ x% ~& Z* _' V4 c( Q - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
/ N. d5 b( l( L. K( W - A(n)=rn(k);
! V/ M: L* X, F - n=n+1; * [; t6 h) b' T, h, v' s4 K/ J; f9 [
- end; 1 L6 a- M\" Y( U9 R2 m
- end;
4 z9 l% X+ Z' X& Y ^9 Y8 P# K. C5 [; y - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); ! y1 V5 Y) [4 u3 N/ E4 L
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
9 M* K M9 X9 m - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 0 L9 f# |: y- }! y2 r
- fprintf(fid,'\t%i\n',A);
( U3 U6 J5 B) ^/ b4 A - fprintf(fid,'------------------------------\n');
# i. [, Q9 E# d/ G5 v0 J# [ - fclose(fid);
# R4 w\" B% s' q6 h - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); * I# f! v/ N4 f/ I5 I
- maxp=1e-8; , ]/ ]\" f! U: k* q\" I9 N9 G
- na=length(A);
, s3 @& E3 J6 |; d+ a - for j=1:na;
( a; L. G3 b* t% U) ? - if p(j)>maxp
! |2 n% ~0 u. X& ?0 Z& d9 W/ H - maxp=p(j); 9 |5 _3 c/ G* }- p- J
- index_max=j; , S9 y2 Z& E' Q
- end;
/ H9 s0 r. z: x! V# z3 ~% U# ^: ]) n - end;
2 q/ g. M! I9 |& g- W6 r -
6 T9 N$ P& O I\" x) o* ^ - old_pos=cur_pos(i);
* C( g$ c4 n& {3 v3 f - if rand(1)<q0 & B7 f/ z% Y+ F. |+ q3 b- V
- cur_pos(i)=A(index_max);
7 U/ ^$ L; g4 [ k* @\" r\" _+ S - else
; Y: }6 {7 L9 b2 K# R U6 W3 F - krnd=randperm(na); 1 H8 k( D; g* j+ |& o9 L1 T5 U! x
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
( K2 B) i! V/ K - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; # Y6 I0 S! ^8 a. i8 p
- ccc=[1 1]; $ ?! r- y\" U# R# i' b3 j
- if bbb==ccc;
: y) u\" ^# D1 C3 u2 ?+ \& i s - cur_pos(i)=A(krnd(2)); : t6 W0 F$ f- T% a) P
- end; $ D# j# n\" J, \* Q8 K
- end;
$ ~1 H, X$ R' z S - \" W; t( a4 v* {+ i; P
- 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 Q/ c! P. j& I3 T3 i - * \3 r\" u7 g0 `
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
8 L& c; K# Z/ \$ \5 ]; F! { - / w* t/ C, G6 G b' B: {
- nn=nn+1;
( E, Q( n6 I' D) o) e: Y - part_sol(nn)=cur_pos(i); ' t3 e7 e ^& f$ y6 g, q7 ^ t+ m/ {
- temp_load=sumload; ! x3 C* X+ G* v3 ~
- ( F4 }% z7 h3 \4 ?. E7 ]
- if cur_pos(i)~=1; \" l$ x4 ?4 `4 l( b! v2 K
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
\" _8 |! Y: y! c3 Q9 Y' L - n=1; ; H8 ~) y& u: B( F' e
- A=[]; $ B$ T& R/ @1 |( I+ K
- end; 0 K5 I# A4 n& d @3 w
-
Q; Z0 X, O$ O, ` - 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
6 n& x! U! r! |/ j - if setdiff(part_sol,1)~=[]; S6 P6 U5 H& e4 ~8 { F5 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
$ ^( A+ `$ E) n - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); ' E) z9 G0 O/ x4 `) z# o- _0 y
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); : x4 ~: X5 r7 N% X$ u- _$ k& s
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); - A6 l% V, J( i2 K
- fprintf(fid,'\n'); ( e\" U3 R; |0 R$ _4 r1 T& T
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
% j, M I- g6 H6 N+ k - fprintf(fid,'%i\n',temp_load); ( o, p E* j% j\" \/ _1 D
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); D& T5 J\" ^* ~
- fclose(fid); 4 s0 m9 L8 O( t3 b/ S
- 0 x7 P, p( Z) \7 @* v( ^
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
+ {6 B% l+ f1 ~2 P2 l# k8 ] - final_sol=exchange(part_sol); : m( N' `3 Z: h W+ l
- ( T! ]# e4 n B/ Q) T0 }0 Z
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
4 j. Q3 V0 C: F1 B - temp(t+nt)=final_sol(nt);
5 }# S& J x* @# _3 L - end;
/ o# [7 V2 i, i& q2 i- ^ - t=t+length(final_sol)-1;
5 u\" l) l' M9 L8 V- T - - [( F6 q* \( b6 @$ v
- sumload=0; % O/ d. Q8 D. U/ s
- final_sol=setdiff(final_sol,1);
4 U9 ?% m; i! \. T- k+ q J# D - rn=setdiff(rn,final_sol); - J/ G; N% a9 c\" z. L. o/ T
- part_sol=[]; 0 D; p- c; ?' ?$ `, B& L
- final_sol=[]; z\" J$ N, l8 v+ |& N5 ?; R w, I\" t
- nn=1;
4 ^, g: S4 [& o$ s* _ - part_sol(nn)=cur_pos(i);
1 s7 J6 ]; P' S; i, a' f - A=[]; 6 A% w8 m3 ]( l% m) g
- n=1;
$ S- U/ T5 t' s O* k- E0 @$ O - 9 R6 z' @# u) v1 k& u. E5 c' \; S! t
- end; + t) @) @. q. H. r/ ~7 A. V
- end;
: C% U9 X) G+ w* H8 { -
, E# O; X\" k( r# ] - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
; l9 S$ D. @2 p& t\" U* z- e2 D9 i - n_sol=n_sol+1;
3 g- e* r, A6 O8 e! ?\" R - nl=length(part_sol); 8 h ]- Z. w9 \0 _* E7 D4 V9 j
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
9 t, Z# G1 F7 E -
P2 U3 Q6 o4 s0 |( A1 Y9 P9 Z - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 / k( C$ U# e5 K+ C3 H
- final_sol=exchange(part_sol); 1 w( W7 n v0 e. ?6 ~: U% B( X
-
8 Y/ j, n+ ]' C - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
4 X5 J j- k5 d: i: O$ F - temp(t+nt)=final_sol(nt); 0 j5 w: i+ R. g1 z* ~$ e
- end; . J! o\" R8 b. r; w! J
-
) Q. ^: T( o( W9 _, u - 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
1 m1 B3 t9 {+ O2 g3 `4 w, l -
/ H1 C8 t8 {! k3 j - for ki=1:length(temp)-1;
( i( z8 p3 [9 q) @' ~! S( o+ R - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
\" E/ n& ?) u8 U) X2 O0 S - end;
' N\" |\" b7 l+ T ]( [6 A -
3 R5 D1 g! T! }) q) g9 N7 @6 X7 t - if cost(n_gen,i)<best_cost;
# |. @ u: d5 _/ [ - best_cost=cost(n_gen,i); ) I0 |3 X* P( a1 Z1 s\" H\" F
- old_cost=best_cost;
\" [' X; E8 u8 |; J/ @3 E - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 . n) V9 R/ @8 W) V\" D1 Y1 n3 d
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 e* j\" R6 M. r% H6 F/ U% C. w
- best_solution=temp;
8 A' X8 f. x/ j# g( L) c2 y - end; - V6 j/ ~6 Y, K# }
- 8 {0 U6 Q4 j, 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
: M! z0 |+ O\" e\" a# I+ g) B - for ii=1:32; ; z/ X+ I0 b( F D
- for jj=1:32;
\" b( k: E8 v3 t$ ?% @9 W% [ - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); ! p& h/ E. d+ p\" H
- end;
2 R4 ]8 k7 ?9 ^# B+ ? - end;
: t' M8 F- u7 l5 ~ - , c4 ^$ A- r4 j; q0 K
- for kk=1:length(best_solution)-1;
6 ?' h. L4 Z j7 q( ]/ m - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
* j- s5 Z+ [$ E3 _) H- m. n- p - end;
O+ ?; a- {* k - end;
0 u5 V8 d) i7 L( V2 {9 W* C -
% ?\" t6 w8 _9 g7 v1 w - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 5 }. D+ l G4 x0 G0 I5 z\" P0 _
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
' W+ w/ ?9 d) Y, N' W- }\" k - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
1 v0 C' T& J& i9 Z1 z - fprintf(fid,'\n'); * z( M/ b* n. U( K. ]- p
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); ( W; A0 ]; v) Z. G5 g
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); 3 ^( P# L/ r% l% V) h
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); ' x* V) h0 ?' {7 H\" O\" ~
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); # x0 p) D1 C) k- v
- fprintf(fid,'%i-',temp); % }9 K9 M0 k: ?
- fprintf(fid,'\n'); ; g0 l% S$ M! Z6 m
- fclose(fid); * `( O% ^' t7 {. E3 U* a. X
- temp=[]; 4 j( c0 Z/ F2 H! [- P/ G# r7 O
- break; ) }( n+ w# a3 ^# h( E/ C4 G. M
- end;
; k l. W8 G$ o; j - end;
! [5 z8 i' P! f\" |( x5 b - 9 l3 L4 F/ D' ?, P9 e
- end; $ a1 [# p l' k2 Z. b
- end;
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