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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
+ c/ `\" r2 Y6 {\" J4 c1 v' A& v) w - % 0 L3 h6 r* U/ L+ N; y
- % % % % % % % % % % %
! I# y b; z* D4 X9 x -
. Q: x! T6 @* V: p - %initialize the parameters of ant colony algorithms
- }7 c, M9 ~% F$ D - load data.txt; - _- A6 X/ L$ `4 R
- d=data(:,2:3); % Y' @- {; h0 p2 J: f
- g=data(:,4); 8 ?7 ^# y\" ^8 \
- m=31; % 蚂蚁数
( W0 u: g6 n: ] - alpha=1; 2 t+ K7 K/ P' ^% k, P9 j1 Y
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 & O8 g/ b9 I! {5 [
- lmda=0; 7 P$ u4 W0 c# L8 P- ]0 Q% Q* b
- rou=0.9; %衰减系数
5 q5 E d) y\" \: i' C |& T; P# O - q0=0.95; 1 m' B0 j( _$ W3 A' ?; D
- % 概率 5 D( U2 E' H: Y+ B( ~( G8 b3 L9 Y
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
: p9 @# P: V* g* Z/ m - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
/ S$ R2 Q* E5 m4 q6 V% P0 ] - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value r3 O# M2 f; l
- QV=100; % 车辆容量
3 B\" I0 A& n) q. p# Q9 a - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
7 ]\" ~9 d: j7 F\" o9 w' \4 |! B - V=40;
7 l9 k- C1 X1 d, h# _ - % 计算两点的距离
' R p! x& v3 z4 f. T - for i=1:32;
0 P1 U& w$ r! e/ d- _# { - for j=1:32; 2 V$ t; }/ [1 q; g$ R: x3 x
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); ) d7 |& J6 K9 w7 _' H4 e9 Z- p* D! r
- end; - v) r: `; a- B! p `
- end;
1 z; d! _. @4 } - %给tao miu赋初值 . V6 w5 v0 ^$ F$ e
- for i=1:32;
; e! a) `; G0 k; v, W8 l( h) B - for j=1:32; 8 B7 Y X, h\" H( t
- if i~=j; 6 H4 b; R; A3 V1 E. S* @% l
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
5 \) x; E+ a4 N& ~ - tao(i,j)=defined_phrm;
' ^\" X3 ]/ x; Q6 U - miu(i,j)=1/dist(i,j);
9 y! ^) n7 |2 c! y\" B - end; 2 b9 o7 D G$ G; u
- end; / [\" F& @0 V- c# d* C' U' G1 l
- end; ' N% ~# Y; B1 j( v2 Z
-
\" c* C b. B; ^4 b2 Z; L& y8 D$ U! M - for k=1:32;
* ]\" n$ \/ u) y - for k=1:32; 4 l; S/ f' ^0 ?; H8 p( A
- deltao(i,j)=0; + d5 ~& G+ W4 k2 c\" f- S
- end;
5 y1 u, Q\" V# @' l0 N( [ - end;
. m$ a6 s+ A& h - best_cost=10000;
3 x& c* g* Q7 S) ^+ s - for n_gen=1:50;
6 |! x* m: p9 X, k6 T4 k - print_head(n_gen); 5 o9 V$ B9 ~$ ^. b3 U6 d
- for i=1:m; - y& W. l- U& {% j
- %best_solution=[]; ) k3 Z/ M! o7 ^* d1 l
- print_head2(i);
0 E* d! i2 a3 x7 ~0 r3 a# ?- b - sumload=0; - x2 L( F/ e/ Z
- cur_pos(i)=1;
4 M* i$ x# t0 Q6 v - rn=randperm(32); * ~' d. c- ? c Z& h
- n=1;
* j: U# f. V5 J) m8 F% w+ O - nn=1;
7 c* X# H; r- c9 S+ t e5 @ - part_sol(nn)=1; 3 ~+ C- `9 F& g4 J% ^) r
- %cost(n_gen,i)=0.0;
3 b t* K: C* o - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
. G5 p: p/ [1 O1 T - M_vehicle=500;
+ I+ o- B- m\" L, \ - t=0; %最佳路径数组的元素数为0
! q) v+ d, M5 a& f! E% g -
# x) U6 ^7 M3 g) `% K - while sumload<=QV;
3 E& V8 l% ]\" t: h6 S& e - & ?0 Y3 V) ]) F& P. s% |# v
- for k=1:length(rn);
; ~2 g6 ?$ `: k* s - if sumload+g(rn(k))<=QV;
0 d/ C: ~+ M0 C- Y! Z. h$ V8 x - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
# Y' T3 w& Z' o+ @ - A(n)=rn(k); $ D# I$ f' \+ H) H- N9 p4 x# Q! [
- n=n+1; & S; |; a- x2 G) g3 I
- end;
6 }' @$ i1 T1 ^, c# C - end;
8 C, W* q! Y. }/ O) H/ B$ |/ } - fid=fopen('out_customer.txt','a+');
7 F' ?! ~, O( y5 [, K - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); ' v# g3 ^/ p; P& v# p
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') \" ], e- y2 G1 c0 }8 M
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); / H& r( f; u* B0 B; j
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
& _7 U) ~9 W& V/ }* m( H - fclose(fid); / W! }8 O1 h) i. o+ L& _% t
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
; M7 L6 Q$ v4 ? - maxp=1e-8;
S1 V4 p5 }7 ]9 Z* Z - na=length(A); # Y3 {- A% F\" R- d
- for j=1:na;
* W, g( ^/ E! S7 y, \ f - if p(j)>maxp
/ U3 u& `6 X$ U& k* E - maxp=p(j); ) J+ d- Y4 }7 k( ~& D
- index_max=j;
- g6 ?' t. ?+ D3 F - end;
; O) B w6 z0 e - end;
9 `9 u6 }+ Q& G/ L - ! S, p3 B$ j' f& ?3 e p$ [! ]* ^
- old_pos=cur_pos(i);
7 O& Q, i2 q3 k' o8 l - if rand(1)<q0 5 @' z\" [' R( i\" f0 @. s# M. e! _
- cur_pos(i)=A(index_max); 1 _1 `6 H, }9 c. n
- else
7 A2 j) z5 i( j: i8 A+ ] - krnd=randperm(na);
5 `$ n( W5 R! W2 f! O1 q - cur_pos(i)=A(krnd(1));
/ p) \7 _4 j' m8 _ - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 8 r9 e- {- e) q: ? L
- ccc=[1 1];
5 I( J( ^1 L# g4 E+ v - if bbb==ccc;
4 ^' E: F; }. ~ - cur_pos(i)=A(krnd(2)); : M$ Y' o8 u x1 `9 Y
- end;
- ^/ L* c& c4 F% d0 J9 O. ^4 w - end;
$ A4 P* ?$ D! t- G\" a5 z7 h - ; ]1 x; \2 v5 Q5 K6 a. `\" l% D; T
- 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 % g6 F$ n6 ]3 v- ~) c* ^
-
% `$ T6 }\" A. o% H - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); & p5 B$ U8 u7 u- K- _\" G
-
% t% h7 T* l' z - nn=nn+1;
& l' O) n7 S2 ~' w: z7 W, l - part_sol(nn)=cur_pos(i);
/ | a\" s# a' s2 e: p - temp_load=sumload;
9 Q1 K\" X. J2 m' |; _ -
2 G q\" b4 d9 ~4 B z - if cur_pos(i)~=1; 9 l* V& n, M' G& o) [
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); ! `) f3 B9 ]+ W7 l$ {* l
- n=1; # S4 q# M$ Q; x7 A# l$ k* B0 p' j6 J
- A=[]; ) W$ d/ H8 g9 { C$ ~
- end;
/ Q, Z* ~* z4 Z5 q -
' h: R+ }* S% D& X c - 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 & R/ i# C. K1 Q6 M
- if setdiff(part_sol,1)~=[]; 5 a1 U/ q+ O+ \7 m- [# }
- 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 , ]3 }& M* H' B+ {\" W q
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
3 b5 K5 y8 k1 L - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
. ]$ @- J& E! } f - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
G: y\" Q6 W2 Y) d+ J - fprintf(fid,'\n');
5 ?: u5 h1 l F }0 q% z - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
1 @ T\" d$ X( M3 d( {5 ^ - fprintf(fid,'%i\n',temp_load); ! `0 ?9 {$ N5 A# l6 i\" D
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); ) ]$ b+ }- m6 E' j x' S
- fclose(fid); ) G, H3 n7 B# ?% Z- {3 X
-
6 }& v# F N& ] - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
$ o+ s' P6 x+ O! U) J7 @ - final_sol=exchange(part_sol); e, N8 m* ~8 Q' |3 B
- - K' m3 D7 Z3 U2 u& L( c
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
2 Q; S+ G: q0 {, d/ c1 }; B! N7 b8 R6 I3 { - temp(t+nt)=final_sol(nt); . a F\" Z8 r! t; Z& B* s. }
- end; \" W% R0 ?9 [% g) l4 U+ ?
- t=t+length(final_sol)-1;
8 f* w; _) }1 [& ?9 x& P6 ? -
/ u3 F t$ G; ?\" ^ - sumload=0;
B5 a h$ [4 ?4 d - final_sol=setdiff(final_sol,1);
$ q' D: [) W: D2 G - rn=setdiff(rn,final_sol); - t% I2 `% s' B7 @, L' q
- part_sol=[];
4 X! P: G6 J9 F8 }/ m - final_sol=[];
5 c; r6 q+ }1 v# I1 d7 K - nn=1;
* ^( `3 Y. f7 {. C - part_sol(nn)=cur_pos(i);
& `( p4 `+ D6 }$ l5 m6 [ - A=[]; 5 l+ K X8 s* u' _7 ~) [/ F
- n=1;
/ {! X$ P+ ^! a8 W- B! H -
1 Q0 F7 i. f: M% o; _ - end; \" y\" b/ u# h8 v5 h8 ^
- end; , r8 r. h n- O7 E/ q) z+ P5 V
- 1 I. h- B1 b4 E: j6 u/ j3 u
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 % F) B; A; g# S1 `$ b5 }0 k
- n_sol=n_sol+1; 7 B* D5 \8 l) o
- nl=length(part_sol); ) c: ~* g+ `4 r. v p. r
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
' e\" M9 {* D T/ A - 3 _' J6 Z8 `8 L4 Y2 K- E
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
Y7 B! ^8 e! M+ X& j3 B3 R1 A - final_sol=exchange(part_sol);
7 b0 H. M0 v4 ?! n - - h4 @$ D: `. `9 `9 }
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
& h4 R S& p/ I+ X - temp(t+nt)=final_sol(nt); 7 _6 P5 o# ]2 v; m: z) O; e/ U, C
- end;
2 H\" p' k% ~1 e0 ] O -
4 ]* m9 t2 o' _% W& P+ p - 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 \" B) s; g: |, _
- 4 j3 i; x! F( a
- for ki=1:length(temp)-1;
% ~! D- r0 s) M; T# p; s - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
: h' P5 [3 ]\" `7 o! e - end;
6 W, N) ^; j+ E7 z5 Z -
9 \- w! S) s+ P0 A& k - if cost(n_gen,i)<best_cost; ( f3 W5 Y5 ^; w+ M
- best_cost=cost(n_gen,i);
/ Y: Y; c+ ~\" j5 o9 n7 s+ |9 ? - old_cost=best_cost;
. w# O H/ Y) K( t\" \8 q - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 ) H: `: c; p4 f2 G$ }
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
8 ^3 L) L. X9 O4 k - best_solution=temp; ' ^: B1 A! h2 a1 Z! Z
- end;
/ t, d* w/ g& J. h# k6 k! ~1 W- S - 1 Q W( k7 O2 N# \& q% C' ], d
- 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 2 u- |' i3 T% |1 L, X9 k
- for ii=1:32;
( ~, g\" Q! \( P - for jj=1:32; 4 v0 q: E6 H7 j2 s' f4 @, |0 I# t
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
0 I; E; }, y2 T* f% l, L/ I( C - end;
9 H* E3 D' _. \1 s. i9 \ - end; \" \# y5 o/ _/ B( K) N* ?
-
; h+ O8 v\" Z6 y: A - for kk=1:length(best_solution)-1;
6 D* C9 l6 w/ h: K\" x2 r/ ^) } - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1));
; {2 O* a& g- |% P; M! f - end; ' ? s. V% `- O' \% M, H( `% \
- end;
5 ?. A0 ~ G/ O, x -
9 L; n* {! F8 k% s8 A2 |9 f3 S - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
* X( T5 }8 g* v- Y' m Q - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
$ x9 k+ v0 A\" {1 P - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
( a9 n1 B; e+ i$ \' t) E0 ~3 n3 i7 ~ - fprintf(fid,'\n'); 2 D+ U' `6 k\" D& s. Z( b
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
\6 Y7 n7 v6 ~ U; H! B - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
0 b% T1 p1 Q! }' r* f0 H$ ?; w9 W7 e - fprintf(fid,'------------------------------\n'); ; y' n- }' f; |9 O- m
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); / \) I+ ~# K; `4 C
- fprintf(fid,'%i-',temp); / Q: ^\" _\" X/ y$ y; Z
- fprintf(fid,'\n'); * f/ E4 b+ b* O E. V- U
- fclose(fid); 5 z9 ^/ s8 I' E) P& E
- temp=[]; ! a& z. o! p( w
- break; 9 `. f- T- X7 M! E. d
- end; & `# e2 l, m8 e7 s
- end; + D8 t+ f% K7 R1 {1 |
- # s4 t+ y: U/ i. ] C
- end;
! D P1 m) w! m# c { - end;
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