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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 \" d) C6 U8 `# _* I
- %
* s8 H A$ c3 f9 W5 z+ g - % % % % % % % % % % %
6 T) W% y5 S& ]5 P Q0 x# A - 9 g6 ?) m! W# d( Y) \
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
- U% V* ?4 p B! ~ - load data.txt; q) `* G' x( H4 Z9 X' O# M/ y
- d=data(:,2:3); 2 F1 v* H- W. Q7 l+ b- F3 g
- g=data(:,4);
2 f; t9 e% f1 Y9 O - m=31; % 蚂蚁数
9 e6 x9 t& V. Y; x3 T$ C+ A) w - alpha=1; % R$ ?7 K. m7 d
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 6 Z9 P: G* Y- F4 E9 E0 S
- lmda=0; . J5 G' d\" L Y* _- G4 b6 |# W
- rou=0.9; %衰减系数
' V$ S) G; N3 s# s+ Y - q0=0.95; , o, _/ {$ N% U0 c
- % 概率 ! `4 D8 P1 H2 k7 b1 g+ Q
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 1 \. r8 \6 Q& w$ E
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
; O( V+ N7 F: p0 ~/ L - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value 5 h/ m% a: k0 l, f
- QV=100; % 车辆容量 4 `3 K# ]( M$ q6 @
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 ' n4 `4 t0 c- ?
- V=40;
: P/ Z1 l$ ]! V: J6 {( Y - % 计算两点的距离 ( Q( H2 ~' f& V
- for i=1:32;
6 h4 I& N: u x - for j=1:32;
4 v! `4 |' R6 u% y+ u - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); ; _) n) z2 W7 D/ G
- end; ! m P1 m0 {2 u w\" z' a
- end;
8 N$ r6 i7 `9 X7 C1 w - %给tao miu赋初值 p% W: |3 t3 {) W. O2 C, ]# q8 R7 q; H
- for i=1:32; 2 K$ `8 ?: e\" {7 X
- for j=1:32;
: t: Z\" y* @6 ?. n7 O - if i~=j;
}+ K\" g0 A4 ] - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
: P4 I8 p/ B! ^1 l9 c - tao(i,j)=defined_phrm; - z7 A$ [, ^, \
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
( R* z& O% I2 b6 y! Z* E - end; f' m$ C: s$ `6 o
- end; 6 s! Y* `$ G0 _4 T\" X& M* n5 x {
- end;
9 s3 z5 d/ h. @/ r# d% P - 4 \9 W* n V7 G( ~+ B
- for k=1:32;
' l- P+ s) H; Q7 t- S - for k=1:32; ; C\" X& w, r. ]\" B9 {
- deltao(i,j)=0;
6 U% M. W. k! F' q( y) [ - end; 4 J: g m; c; ^2 f* h7 }/ q
- end;
& k& J0 R) _+ [: e7 ? - best_cost=10000;
0 L1 V2 M6 w7 e7 Q - for n_gen=1:50;
; P/ f+ l! E ~# ~, L- z# ^& ?, X - print_head(n_gen); 6 w# l; _) F2 b
- for i=1:m;
7 M9 w& G# Q. [: |; u+ Q - %best_solution=[];
/ L( B* Q' D( A; \0 j! A& m- { - print_head2(i);
' r0 t9 a+ t# B3 Z% }\" ]. z7 z0 V4 ^ - sumload=0; 8 o/ q1 {! D% n3 T6 n r! y
- cur_pos(i)=1; 4 g0 }. ]$ k) q; ^
- rn=randperm(32); ( L, y, r$ f; p N* ?9 Q& e
- n=1; ) j( P% w) G# H2 c7 H4 u
- nn=1;
' F6 g. G0 D' E( Y& z( Q\" z - part_sol(nn)=1; ( k$ e# V* h# q( U0 n
- %cost(n_gen,i)=0.0; # j7 l- Y8 [. z8 G: \2 F( w3 |' ?5 E\" @
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
/ o Q r( ^2 V7 _/ J r$ V# j) U - M_vehicle=500;
3 V' O' _7 B+ Q: d5 h - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 ; f1 I* s; u1 D+ M+ H3 g
- ) e i: ~' l D A) |0 k
- while sumload<=QV;
' m7 G% ]( }. b! A/ V' v7 v\" h -
% S- N' x, f4 y/ B* z- w+ j\" b - for k=1:length(rn);
- I7 q( c2 \; G) |7 X- j& @2 I - if sumload+g(rn(k))<=QV; & h3 H( S Y4 o) s
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; 9 c W5 o& O# F6 u; y+ \& Q3 |$ I! ~) B
- A(n)=rn(k);
, |9 t/ _: F$ l, e) Y - n=n+1;
5 J! C6 l W/ ^9 D2 F* q, v5 o8 v# N: \ - end; ' B0 _; S4 s! V4 l- z0 m
- end; ' Y1 L# F9 T& h3 A' E, v: [
- fid=fopen('out_customer.txt','a+');
, Y2 B' d, n6 \5 B - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
+ G' j6 ^7 C# W$ v& j) V5 n1 P; m - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
. P! f3 H2 X* U, V) u# Y2 J - fprintf(fid,'\t%i\n',A);
7 Q4 A5 `% a, N2 L/ R& L - fprintf(fid,'------------------------------\n'); m' t- o \* _
- fclose(fid);
s% ]+ ^6 B' |) P4 R - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); 7 [9 {: j& A* b% P
- maxp=1e-8;
. X* ^* g5 T& Z# @: g6 Q+ k3 M - na=length(A); 0 e3 c) `4 T' q% I
- for j=1:na;
/ D\" G9 u7 W1 L+ \& m# a6 R9 L3 s - if p(j)>maxp
+ t* m, N4 H/ g - maxp=p(j);
6 l' a4 _$ K* e+ b- s0 h4 \ - index_max=j;
7 ~- v6 Y7 a) C$ ?5 X0 } - end;
4 E& @: t$ Q' E+ b v - end; . _# \) R9 \& h$ ?! ]$ ^1 ^
-
' m3 B: u$ X! {& k - old_pos=cur_pos(i); 1 G- ]\" w& q+ _! c; c0 \9 d7 S- T6 ^
- if rand(1)<q0
@9 {7 h) K0 J! w* C1 p - cur_pos(i)=A(index_max);
. c8 w$ M# u( h$ e5 a - else 5 P! }* b6 M$ s7 A3 {
- krnd=randperm(na);
* t# @( r8 |! s, g- I. p0 B: B' C - cur_pos(i)=A(krnd(1)); 9 z2 a) [2 O$ {5 A* a1 h0 E. ]# G
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
( Y1 Z6 _\" N7 C8 d, } - ccc=[1 1]; ) a! X) S% }! v+ L$ g
- if bbb==ccc;
6 C4 m* w( m* f; r3 Y9 t. q5 _, O - cur_pos(i)=A(krnd(2));
1 ?* g* \* Z6 X6 `5 z6 Y - end; 1 Q6 e' i0 Z( f4 e, b c- g- {
- end; # Z. {! h. P- D/ a9 i# W
-
0 C$ X2 v) q5 ?' e0 { ] - 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
g; a! N) A8 o, v5 d -
. @+ x6 P$ b; R( P8 P5 B7 P - sumload=sumload+g(cur_pos(i));
) p3 A! C# q% [3 M: p2 O& O. m -
# i+ S u7 l3 M6 ^: s D1 @ - nn=nn+1;
, [' d V+ K* _7 R3 ^ - part_sol(nn)=cur_pos(i);
' {( J: H5 D3 V! b: c$ Q0 e) _- t - temp_load=sumload;
# S+ v2 T9 c! e* l - . s+ }6 u) @, b# V5 w
- if cur_pos(i)~=1;
% N9 j# y/ d0 m! ?# {/ C+ u - rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
$ H6 j0 Q! n\" A2 a3 K' c ~ - n=1;
% y2 h9 q6 N4 J4 u - A=[];
4 D8 M S: O\" q5 n Y - end; + y! Z5 l- X9 T
-
8 p5 h# G4 s\" p/ h( {8 H - 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
& }' J% j: k+ m- w* @ - if setdiff(part_sol,1)~=[]; 5 k/ s& K9 v+ r2 {* D# N4 s
- 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
' Z* p% C\" Y. l9 f' T3 H - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
' O! S- S0 A) m o - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
4 ]( M( X2 `4 k! Y6 w7 v9 S - fprintf(fid,'%i ',part_sol); 9 q' c% W9 s- K: |4 }7 g+ |
- fprintf(fid,'\n'); 3 c2 J/ [4 y4 ~9 C
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); + s1 Y1 v$ i% c. c
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
, B) j3 n. F' @7 p y/ i! Y+ O - fprintf(fid,'------------------------------\n'); 7 n* m\" M2 v8 l, P) ^% v$ v; x
- fclose(fid); ( Y( p- s& d3 x0 T, y! X
- , c- A- k2 f\" b' E5 }$ I
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 ; K! u4 {' Y6 ]* g8 P w7 X
- final_sol=exchange(part_sol); 3 R5 O8 C7 s X* j
-
1 K9 D: P9 b. W+ j5 B G! L* G5 j ^1 k - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 7 [% j8 A$ N* J& _
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
\" a8 B' K( k T7 l$ X3 T8 m0 V - end;
, I! l/ n; n X9 U* I - t=t+length(final_sol)-1; 7 d# j5 l1 J4 A! j9 q5 v5 \3 X\" Z
- 0 `& F. d3 x5 @- ~1 d. ?( q
- sumload=0; ; Y) v; A4 a\" H\" C7 \, x
- final_sol=setdiff(final_sol,1); 6 x6 `7 I% ?7 c- x
- rn=setdiff(rn,final_sol); 7 Y6 Z) s2 ~+ }+ \5 `' m
- part_sol=[]; 2 u2 V% E\" [; P2 c
- final_sol=[]; # N$ Z# m! K# N1 {; ^ p
- nn=1;
+ {1 [: r2 d0 v4 X4 d! q - part_sol(nn)=cur_pos(i);
0 N* c3 q ^ K - A=[]; 8 F; F$ B/ Q, M6 T6 \: B+ w
- n=1;
1 `$ d Y2 |' k7 c' }- F' G- ? - ( V; V$ a; r- I\" L: C% _, ]
- end; / r8 O: H' Z7 `6 N. @8 t
- end;
5 N9 B2 p; q- m# @0 D) S- e- ^ - 7 \4 T% Z0 o3 i. \
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
# B+ f/ q$ B9 `/ `9 N' S - n_sol=n_sol+1;
% [% X5 t- U4 P5 s/ `\" W - nl=length(part_sol); ) G, ]0 i& b. v3 x7 R
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
# o# {2 z; s/ Y6 Q: B -
c6 `# D\" _9 w* K$ Z5 R3 q% u! a - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 ; V. ]4 ]# P0 R( h\" j
- final_sol=exchange(part_sol); ' o9 P8 \/ N+ _: ^0 s
- 9 `8 q/ p( k% C1 W
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 ( j) U5 P$ f* u' y# s+ i) L2 g
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
6 @8 R9 \+ M- L+ P\" L - end; & j2 n; K5 ~+ C1 M$ N9 t
-
4 }\" E! F) _4 n. e: X# R - 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 / X& L% ~( } A8 Q+ d7 y! L
-
6 I5 w/ q X: J! L9 Y1 A - for ki=1:length(temp)-1;
3 s. J0 T% e+ v8 q9 w0 d1 b - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 0 [) o; r$ t; l- V3 G9 [
- end;
, `+ H* m9 I5 X -
\" \( D) t% O6 t7 R9 S - if cost(n_gen,i)<best_cost;
( b& V* _+ Y\" ^( @4 Y7 q! _( L - best_cost=cost(n_gen,i);
0 z/ L3 a; a5 q& [! [- n8 x; ~+ U# R - old_cost=best_cost;
7 S- N9 f1 u& Y3 z& A - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 5 D, J$ \3 w5 b1 R
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
! A0 o\" \' k A: C, @# j5 _$ ` - best_solution=temp;
* ^6 {4 B- p\" K1 o% ^. n( \ - end;
' `7 s: d3 p b* L* q; h7 K* _ - . h6 w/ Y. l. w3 P/ R& w* v
- 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
( h0 P$ w7 v/ k8 }\" v8 q - for ii=1:32; \" V, J; ^) k- m
- for jj=1:32; 3 S/ G8 k) y7 J
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
4 P: W! J( w1 D* n! C5 G - end;
! ^$ l5 l! @5 V# G/ Q - end;
, a: P. X2 S1 J9 q8 ^ - $ N! m9 e9 v2 @8 p0 m
- for kk=1:length(best_solution)-1; + H. [\" Z( B\" ~7 G. z
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 8 N% C3 W5 c9 g! }% t
- end; & m; p; V& d0 @1 @\" H0 u5 B4 `
- end; ' T! W4 d; m: F. ~6 H7 {
-
. M7 r8 D& } Y: M: t4 w( y - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
, m% s. W1 z8 q7 U* e) }$ C, P - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 1 q. _) d T7 g5 D, T* d6 ^0 x# T
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); % l/ q! y. x- e7 E7 N* S
- fprintf(fid,'\n');
- y0 L7 O4 _! b5 ~6 k - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); @' X& f0 v0 {, _; `' L
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
0 D% X7 J6 f; `: I# Q. w7 } - fprintf(fid,'------------------------------\n');
4 @; f. t3 ^1 b0 ?% o - fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); % _9 a e2 t9 u6 K
- fprintf(fid,'%i-',temp);
9 f\" m+ q6 [0 Y3 `4 r - fprintf(fid,'\n'); % v\" {7 x4 T' y- r
- fclose(fid); ; `* r\" d8 O2 P
- temp=[]; * R0 \2 J( r/ c5 q& V; z' Y3 J
- break; $ c6 |& W$ ^ n2 F9 d. s
- end; ; w9 K\" t D2 C) h
- end; ( C\" H6 G* }/ k. { s; @+ {6 y8 V% P
-
* W# L: ]' V9 i$ K5 h - end;
: D, b! V7 @7 D0 A - end;
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