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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
5 F5 m+ N\" [ ~( V9 o7 e - % \" |% j6 x\" N. v; ? @) k
- % % % % % % % % % % %
* Q: W0 l. V) r4 G# T7 s) M5 t. W -
& m! f( q! S8 Y; ^\" c+ T* U) l - %initialize the parameters of ant colony algorithms ' n, g, |; U3 T
- load data.txt;
4 _7 L* X0 X x4 A\" p - d=data(:,2:3);
* w4 B. Z9 i+ p* j1 F* R - g=data(:,4); ) j* U A; T7 U- a
- m=31; % 蚂蚁数
g* P+ r/ h8 e - alpha=1; + a. {\" l. {- C& ^( j
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 ' |4 Z7 @$ z( h
- lmda=0; ' n4 {+ \( A# F
- rou=0.9; %衰减系数 5 Y7 ~' M3 A. }3 a
- q0=0.95;
2 T* W v+ r) k/ u - % 概率
1 Q3 `6 c9 @4 m, r$ J - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 ' N\" t- R. Y6 I% ?+ L( ]
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
- M1 ?8 S; g% F\" _5 K - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
\" ~ y+ A! B& g- V\" }, ]9 J - QV=100; % 车辆容量 3 Z5 k. T0 e% j( Q# V% n! j
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 0 Q( |1 Y4 [. B5 Q8 r( o% n
- V=40;
* J- x$ p L0 S0 d - % 计算两点的距离 / y. F1 w3 |# D
- for i=1:32; : _8 j; L8 g, j7 Z. a
- for j=1:32;
4 _: X\" E) d! \+ u: Z8 f3 b% h) k2 @ - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
7 `. p+ {) `9 [7 z4 ]; Y( j2 B - end; : j/ [, l6 m; L H6 l8 q/ d. |
- end; + _7 Q$ [7 V2 @7 F5 s% F: x
- %给tao miu赋初值 3 }$ `7 V6 X, M$ l
- for i=1:32; ; b. j! V\" Q5 c$ l
- for j=1:32;
9 S6 p7 @: b% T& Q% ~+ I - if i~=j;
, c/ N* }, m/ u' p\" |. A* v# S% G5 C - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); ' h# g/ z `1 P( n' {
- tao(i,j)=defined_phrm;
. I6 g+ g/ g' `2 m* C - miu(i,j)=1/dist(i,j);
2 p5 v( x. W: n. A - end; 1 w& B3 N: G\" X: u5 R
- end; # C4 o. A6 j, H0 u% a* B7 K
- end;
7 P# V+ v4 I g3 z: s+ o -
7 r/ e6 j2 V, M7 w8 t9 M6 k5 O# D - for k=1:32;
6 Z* G) v\" k9 O - for k=1:32; ) r$ l/ s* \& K$ c1 j/ [
- deltao(i,j)=0; ; ~# k8 p. g/ O' v' [( j
- end;
( t. Q) O& p& R) ]$ p5 x - end;
6 O. a& e+ ?! ]1 k0 w6 p z - best_cost=10000;
! U1 w% {% h m - for n_gen=1:50;
6 E+ e$ {# U7 e6 [) L0 _2 V - print_head(n_gen); 9 S8 z0 E0 F. b. O7 u: s
- for i=1:m; 8 s a6 ~. G0 B6 J0 p8 ]6 X
- %best_solution=[];
\" l. T( U8 o+ q2 R$ ]8 J3 l4 r - print_head2(i); 2 T: d C8 Y' ]4 i0 @
- sumload=0;
& G3 J2 j* r4 j% ]7 } - cur_pos(i)=1;
\" b3 O# q\" t5 Z4 B\" v% C8 o0 S - rn=randperm(32);
$ s/ A2 Q( W# E4 y4 R+ S4 t, l3 u# N/ O - n=1;
1 z6 e$ d% I1 g& R - nn=1; : w# O8 ~\" J c4 ^
- part_sol(nn)=1;
8 J$ h/ Z- H/ Q+ r- d - %cost(n_gen,i)=0.0; 3 D: c( ?6 i! f6 n
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 $ e6 _4 ^7 w! @& F1 O: Z5 D
- M_vehicle=500;
* `9 t3 x' j/ V/ u c3 j - t=0; %最佳路径数组的元素数为0
# Q: v- L+ y\" j# {7 | n0 e$ O -
) D5 h* v. u$ c\" Z$ A - while sumload<=QV; - ^! O7 [/ j3 [& l
- , ^5 ]\" a/ F' x- o
- for k=1:length(rn); ; u/ \3 Z1 u( q7 l, y
- if sumload+g(rn(k))<=QV;
0 r5 ^) v5 j/ D, [, R, w9 ~ - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
4 [, J- O. g1 z! `/ [. |* M - A(n)=rn(k);
& D5 ~9 f, s$ l$ R0 ~ - n=n+1; . [2 }' f }4 Q; z' M, Y
- end; ) u3 }0 G H% d0 ?9 y\" @
- end;
: ~5 Y\" W- t# T- E( w; V - fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 1 T0 l- }% M% e9 S+ G
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
% T3 {( H& Z: a0 A& ^2 { - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') % H8 ] N @' r5 W4 L& f8 o
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); , r& j$ A4 C6 r, m( }7 u% e; e
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
9 }8 k) }6 W# ^3 a6 [ - fclose(fid);
5 u- u' k$ A* D+ u5 C- | - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
+ b/ T. R. }. m' w. n x - maxp=1e-8;
% t& {$ [$ A' i: Z\" S, ]0 }2 W - na=length(A); 8 ]- E' \) s8 H, Z, z: f0 P
- for j=1:na; ' ^6 G6 X2 D! O
- if p(j)>maxp : m- n& z4 H8 i8 S
- maxp=p(j);
* J1 @, f0 N0 t1 j8 s% T - index_max=j; |) D+ F9 A. E5 \
- end;
# F+ `; M7 ?: m8 M - end; 1 _: O0 X9 Q. v1 |* P1 M
- / E0 |\" ^- l) P3 m6 K: j5 U% J0 @
- old_pos=cur_pos(i);
) T. X: w+ I8 Q. ]6 p - if rand(1)<q0
% S/ b9 t# B3 ] - cur_pos(i)=A(index_max); \" V6 l/ n- h9 U8 h\" R6 ?5 D
- else
. B6 d2 T' q @; T# q - krnd=randperm(na);
: J! \$ {6 E* q e- B f - cur_pos(i)=A(krnd(1)); ) L0 X, Z [8 G! ^& U p ]\" r, N
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
9 @2 }; v4 L8 g1 k6 T# v - ccc=[1 1]; 3 k& x+ P0 n1 C
- if bbb==ccc;
\" p. d& `' _! X\" |8 I4 t9 U1 ` - cur_pos(i)=A(krnd(2));
3 b+ T\" K) n+ C# Z- f - end;
\" O\" d) L7 d6 ~2 T - end; 2 n/ M* } y. R3 B
-
! h5 I\" c9 s& j' b, e9 ] - 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 7 u& z4 `. x0 q8 H4 M
-
\" C% K3 @! h0 |, s' G( L7 k - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); . L1 a& _1 k\" h% ^
- # }# X# m& ` @8 m: }
- nn=nn+1; ! ~' b. Z+ l$ D) d+ z. N. C
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
+ e8 [# K: i9 x Y( l - temp_load=sumload;
6 f: z! K! K9 p' y2 E - 4 a0 N7 w' P2 \( o+ |
- if cur_pos(i)~=1;
/ P8 M% O, G; ]+ \/ X - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); 0 b6 r1 b( N. C
- n=1;
# O; w1 |' ?3 ^' Q% |' p8 ~ - A=[]; |0 x _ \: ?' @) w
- end; & D3 l6 u9 l\" F; ^+ `
-
) l# z$ m$ x% R0 n2 A% h! w - 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
/ v0 X) }7 d+ N8 M5 d0 r0 a: G. f( o - if setdiff(part_sol,1)~=[]; ) z; w% _\" p; v7 ^
- 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 8 \2 D% t; g, Y1 n/ T- N
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
9 J! H, }6 h/ g o\" j* i - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
/ ?9 ^7 O( }4 `\" O4 V; R - fprintf(fid,'%i ',part_sol); + W$ F! y8 g% Z# v- a5 a2 E4 y# [
- fprintf(fid,'\n');
* {5 j Q1 x1 F# D) C9 F2 B+ B1 \ - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); % K( h, x3 m' |( }( I& S) l
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
8 Y8 e8 U. z' l/ m9 x. E7 o! M - fprintf(fid,'------------------------------\n');
+ J, D\" g2 p1 D7 m& c5 e - fclose(fid);
& _% \* o9 Q6 X; ?5 r w - 8 v4 [: | \' R
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 * b0 S5 D. M. O
- final_sol=exchange(part_sol); - G/ l1 A, c% ~$ g2 H2 c
-
# q U/ F- Z2 v) C& S6 ^' F4 W- Y1 z - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
2 N$ ~1 I+ n5 i1 j' W/ @ - temp(t+nt)=final_sol(nt); / k- |7 c6 Q2 {3 G% Q
- end;
7 w\" }, Y- C3 x, [+ |8 t - t=t+length(final_sol)-1;
@ g# g k! J - $ S8 B: c\" w: S9 q
- sumload=0; 6 f6 O' g' M1 |' ]0 ~2 A! a! G
- final_sol=setdiff(final_sol,1); 4 m! R: x$ @. p2 d) _
- rn=setdiff(rn,final_sol); ( V1 F+ i2 @0 u! d1 X2 ~ \# U, N\" E
- part_sol=[];
' `+ ~( y! Q\" t0 {/ S - final_sol=[];
% x+ F8 G5 P# `7 {9 m z( ?/ C - nn=1;
\" c/ ?8 Y9 K5 c2 x1 x - part_sol(nn)=cur_pos(i);
0 P* I9 X% x- d$ D! u - A=[];
, c5 N( {9 B0 T& c* Q3 m# v - n=1; 3 R8 u& _6 `- r8 ~
- 6 V& `* @, w; W+ ]
- end;
0 \: a1 k' U1 S) v$ B# B% _' D& v - end; 7 {8 m/ T/ k& M$ U
-
& I1 e& U4 h7 n3 T - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
' l5 n/ v1 y# }4 o - n_sol=n_sol+1;
, q$ T( }) B\" d$ Z/ l - nl=length(part_sol); : R8 L a! G( v/ n& T' g: p
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 $ {/ o2 k3 G$ @3 o: A) Z8 k
- 7 Q6 C O6 v1 C- f
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 7 \1 G, J\" `( A0 a* w) C8 [
- final_sol=exchange(part_sol); $ [) M$ p\" H( {! X6 X) k2 r4 d: }
- - t5 n, t7 z8 U$ S$ y
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 \" z# F( w9 A% p& L1 ~9 Z! z/ a0 i6 D9 e
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
* T( Y$ d# R6 ~ - end;
) q* a% y- a2 ^# A& S$ }7 N - 4 ?7 x0 q# s* v* F: h: W( s4 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
1 K3 @6 R/ u% } -
4 w4 p/ I3 r; M/ w4 o5 ~6 T& k. l - for ki=1:length(temp)-1; ( z% }5 a0 X2 n- _( I
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
. j# t2 X0 ?3 o4 ]6 W( b - end;
9 {& ?0 v7 i* b! `% ?% n - 3 X1 o* m/ M6 c( H
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
\" ?* G o; b% f1 [$ R$ c9 D - best_cost=cost(n_gen,i); 7 A$ U: z o3 D# b\" T' M8 ^) m
- old_cost=best_cost; 3 N! b: U4 h) i( @\" A; j# Q5 r
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
/ M2 o$ ^4 \# N9 S& Y) } - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
! k2 Z( C9 B; _( P\" |3 X - best_solution=temp;
2 t g+ ]9 P$ r$ W; U3 K; }$ O - end; % L2 S: l& j9 I. c
-
- y& u# J) o8 I3 `8 B& H( N - 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
. H- J( o4 M4 Y' `$ _ - for ii=1:32;
0 T\" p0 i* V8 F+ i* z- I7 b! f - for jj=1:32; 6 q. @, l( K% A: y# v9 f6 k7 \
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
( v: t* u3 {! @\" N - end; 4 `( Y& A9 d3 T: l! f( h U$ E7 [
- end; ) X$ w\" i$ B( B' X* ^. R
- ( N5 Z% {\" O% V# {( {) G$ r
- for kk=1:length(best_solution)-1; 6 n) y0 w! H9 t) m: m0 Q1 v
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 1 w4 p7 x5 Q\" |5 j$ \2 ?6 }
- end;
7 L! I1 B8 e* Q4 t: g' b\" P - end; 7 S0 L2 I\" w) |# p5 E9 `
-
* f0 k) n' w6 | B* o. Z - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 0 p/ g& L+ R8 ^8 J\" ^2 g) f
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); - ~4 {+ ^6 w% a* g# F( M9 x
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
\" `, q: M- b' ^8 q1 J - fprintf(fid,'\n');
7 Q- D# V5 r* A' X6 g - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
/ a1 u1 K( t z3 q; ?3 ~ - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
; @$ Z; q. t. O* i: {. x* v - fprintf(fid,'------------------------------\n');
' q9 O1 R, D0 I) W6 g - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); 1 m1 g7 J7 m- Q; m1 G7 J0 m
- fprintf(fid,'%i-',temp); 5 Q+ b* I9 ]( q: G3 Y- S- |
- fprintf(fid,'\n'); 4 e, i- u# Y: |% \! V: x9 g5 s: {: @
- fclose(fid); 3 J8 ]9 u. P\" H9 s% `\" C0 m
- temp=[]; 7 `) R+ }- d. }9 ~4 D9 g
- break; 6 m- s6 w\" {; {
- end;
+ D( G& ~6 _4 _4 d3 A' G: z - end; \" N3 R$ W+ T/ j
- : t6 r* }7 f- \7 S
- end; $ z\" J/ k/ B* e S( h
- end;
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