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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
: U, p( y( o4 B9 v/ `# ?. \( y - % ( y; F, W9 O, M+ C1 l4 D* n
- % % % % % % % % % % % 7 t9 |# I0 p+ z
-
, E4 E+ j3 H' v# C# k& C3 T3 H - %initialize the parameters of ant colony algorithms 3 r) z) P2 B+ x! Y. d
- load data.txt; ; d$ Y- T3 u* s! ^: n
- d=data(:,2:3); & E1 y$ [# Z5 C- u
- g=data(:,4);
c% j7 L3 s1 v% Y8 |$ q, I - m=31; % 蚂蚁数
* R7 m* f8 P0 O3 x( M% A - alpha=1; 1 }- n- r! _6 h6 Y0 p
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 / s. q$ H. b k( B# k( U7 f
- lmda=0;
: E, J1 n+ H4 E/ s! k5 W. v9 V - rou=0.9; %衰减系数 g% @. Q* Z2 N, A9 Y. E
- q0=0.95;
) i& s _0 _: @6 F$ g/ P: _ - % 概率
$ K' A R( f! v9 P- g1 f! O - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 ( p$ X% c) {\" a: Z ^
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
% `$ M9 ?2 {! T; Z2 t - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
( b5 S) z, e; X8 j - QV=100; % 车辆容量 * _9 I5 a% U+ @6 w5 ^6 A6 a$ m
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 2 c\" M! o- k5 i\" p( u7 |
- V=40; ! x2 i8 E. D* Q& M# h
- % 计算两点的距离
, }\" {+ G3 Z+ k- E! U$ B - for i=1:32; 9 Q\" p! ^9 l2 [
- for j=1:32;
H( P/ ^! ?# f2 j+ `3 v2 M- k% _3 a, W - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 3 i6 `' O S* ]0 r, ]2 v$ ]' Z f
- end;
, Q. k+ w) _. ^6 I. G - end;
( i/ `; s2 l# t3 \& R- j7 ]& b( k - %给tao miu赋初值
* x% G) ?# f! z \ - for i=1:32;
) r1 Z- J4 i& m* H4 L* o\" w+ r - for j=1:32;
) F& ?& j* b# z8 G% O - if i~=j; 2 G7 Z+ U' I p) T
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); 2 l( K% {5 G' Y% A% _) t* C
- tao(i,j)=defined_phrm; . r! G# J) P4 X+ L) A# f7 Y\" y
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
' A4 y% X; n: X1 x$ q - end; ' R' C; x* x, t `3 M: o
- end; % g, a, z: D$ [: Q8 Z/ |- x' m6 D
- end; 6 L* Y1 ^* ], `& m; r
-
8 b0 J; o, `( V1 c+ j0 B+ c( l - for k=1:32; 7 t2 c, Z7 ~! F0 k, z
- for k=1:32; 9 e% }' H& L) C) N: G& L
- deltao(i,j)=0;
8 g' F3 ]8 V\" H |- Y4 G5 O - end; 5 P# l8 x8 C B, ?9 u0 j. F, b, [1 _
- end; : ^$ }+ ~* c' j& `/ e+ u# Z& \
- best_cost=10000; % f3 r) I; C- R6 c; q& Q* T
- for n_gen=1:50; , H. R1 k$ ]! M3 _6 d* h- z
- print_head(n_gen);
) J' F6 F% w7 M$ r6 C- a - for i=1:m;
0 L; P% j$ ^9 w5 y7 \3 b - %best_solution=[]; 8 S, o7 s* R) r0 J8 Y: k8 K
- print_head2(i);
4 J' F9 K4 z' P/ x9 p0 v - sumload=0; . ~\" w4 N- d+ F) n6 s: K6 I
- cur_pos(i)=1;
) J2 [0 H, ]$ @8 J! \ - rn=randperm(32);
2 k6 _2 f' w# P - n=1;
|0 L( j# u. J! P3 J - nn=1;
5 p. Q$ O, [& V' k' I1 c - part_sol(nn)=1;
4 t2 s8 c9 C- b* e( n5 T4 Q) s - %cost(n_gen,i)=0.0;
( D% N; U5 N, z$ C) K. n: b - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 , o( H; `6 d2 X+ \- i4 F
- M_vehicle=500; : H/ f& w S\" J# r
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0 / ?9 t; I4 t6 ~$ R( w+ ^
-
5 C# ~, T7 D; g\" T; x - while sumload<=QV; 4 z7 T! n- S* c, I# \
-
- j( C3 H8 W+ Z: o* a - for k=1:length(rn);
) e4 t) e/ P' @* S2 Q - if sumload+g(rn(k))<=QV;
! D, x4 A8 c4 c/ E1 L - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; 7 H( v3 {2 S% j. l6 v9 o
- A(n)=rn(k); 0 h- q/ B4 d, j6 f: r1 ]9 x
- n=n+1;
: [) Z: U2 R v9 N; z - end;
$ b q1 [9 \4 z( m! Q - end; . Z5 a7 Z* l% }# S
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); ( J, y. h' p\" {6 k! h0 O
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); # i$ y\" Q( O% {5 H g
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
\" s N) v( R5 X4 E3 V - fprintf(fid,'\t%i\n',A); 9 W i5 ?! N! C0 m6 C\" N
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); & k3 F+ i( D* T7 r S
- fclose(fid);
$ z0 R% q% l3 V: h9 |9 y - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); 7 X( a4 B. ~2 c6 T5 t6 r! Z
- maxp=1e-8;
- J0 i4 q8 h3 p: c1 L( Q' o2 t+ B - na=length(A); , w3 I' ]( }4 }9 g
- for j=1:na; ' n8 D! w- V) ?2 \: S5 h; l
- if p(j)>maxp - b5 p1 ~$ j9 {3 C4 W
- maxp=p(j);
2 x5 x0 b* T: a - index_max=j; / R! k; q% _$ u6 _! J' Y
- end; - s4 v; X8 U2 P\" Z9 J
- end;
% Q7 ~# E% m8 d. _ - 7 r s8 J/ D; k0 P$ e O& c
- old_pos=cur_pos(i); : \/ g' T% ^0 n4 f( i
- if rand(1)<q0 6 ]8 K( I# ], _6 L
- cur_pos(i)=A(index_max); 4 U* _# d. w( O t% y: a
- else 8 h. m2 j0 w) |* D6 K
- krnd=randperm(na); % u. A* K K- _* _, [
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
+ U! t- s, l0 m9 R6 b$ w. @ - bbb=[old_pos cur_pos(i)];
8 V# w) ~5 T- X8 N\" C( Z - ccc=[1 1];
* u6 E/ `) Y0 J( \) t3 p - if bbb==ccc; # R7 i$ s/ B5 x2 b& H# @8 R
- cur_pos(i)=A(krnd(2));
; |% m/ D8 a! f: T6 y - end; 3 a9 x' G+ c7 v$ @9 I$ w& Y\" H
- end;
/ j m\" B/ w9 ` -
% M. p9 p0 X9 q - 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 ) s$ P9 T4 K! @0 i% |8 X3 ^
-
, |) ~ `- p' Y7 x - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); 6 r& K% J+ w$ S5 g/ p' G8 {4 v
-
6 V\" o; {3 g% P - nn=nn+1;
! v' I, L6 S, T( _: O - part_sol(nn)=cur_pos(i); % m& ?9 O P, z( j$ e! O
- temp_load=sumload;
0 e! |, i; Y. y2 @% E -
$ S8 m( G+ O; T/ l3 s. [ - if cur_pos(i)~=1;
# I& \( h1 {2 l0 k! H# c - rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
- _& V- `: V X( P3 | - n=1;
2 L) s1 p6 ? w\" @1 Z( Q - A=[];
1 W\" t( S f7 b( V' x9 l. m - end; ! M3 A' D$ c) K8 @9 j
-
+ T3 @# F8 {7 z+ ^ - 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# o' Y' a6 q- q- q6 Z1 T - if setdiff(part_sol,1)~=[]; 5 y9 s/ x7 ]9 q& q% F. D9 q# d\" 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
' J' C' [* s7 ^0 i! d - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); # P) H4 q( n1 k2 u; I
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
4 [. d' ~0 Z0 x, j) C+ x\" b - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
, M+ G) m; z+ E& r; B5 J - fprintf(fid,'\n');
4 i+ r. }5 @+ M - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); & `* A3 G9 z0 T- U- B2 W
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load); 8 J& R\" z, `2 x/ C; |( M# L, l! b
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
8 Q2 I2 j/ ^. L\" m - fclose(fid);
0 m5 n* s+ M- y7 j( t; d -
) _! ~/ S3 @) X - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 + K$ F, K5 }4 g X; ^
- final_sol=exchange(part_sol); ! B+ w. n* ?8 Q/ ?( b0 U
-
3 o6 E* h/ i0 C0 t\" w9 g1 |- r9 I H - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
% v5 B0 `0 u3 M& s - temp(t+nt)=final_sol(nt);
5 N6 b& ?5 }& g0 ^6 G( @ - end; 7 _% A. K0 s# y6 f& X2 H* t
- t=t+length(final_sol)-1;
& L1 P* o5 W( M2 E% [ -
1 \9 ?8 w, w; k - sumload=0; + P0 b( m/ D. H4 t6 H# C
- final_sol=setdiff(final_sol,1);
$ s0 b& j: E5 x0 d2 p6 n; y - rn=setdiff(rn,final_sol);
2 B; \7 j, @! N# \2 l& p$ @ - part_sol=[]; # o: k6 w0 e6 w8 ^\" v( c5 u\" Q
- final_sol=[]; - `! `, B4 w7 m
- nn=1; & @! f/ G& ]+ y4 c1 H& h$ E& ~
- part_sol(nn)=cur_pos(i); ; l8 `! C4 v- Y7 R1 O# ^5 l) U
- A=[]; + F7 a- o. o0 f8 Z
- n=1; 8 P2 i+ j. I6 |# D& p7 U7 ^
-
7 M) k1 d( w4 b! |8 y - end; 9 L' s( `$ E3 R$ D\" v0 C0 P: q
- end; ~, X7 \' M. D4 n% N5 \
-
6 u& T% r. ?' S/ u* | - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
$ J B4 j8 r; t. \7 B5 Z; ~ - n_sol=n_sol+1; ) E$ h/ T% Q; x8 w. D
- nl=length(part_sol);
/ b8 ]; K& U7 c7 c\" C: ] - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
* p9 E7 r\" ^7 b4 G) s1 ]! a - + K8 v: v: F% b5 P$ }
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 / a0 K1 D# y; i& ?4 X) N
- final_sol=exchange(part_sol);
3 R% s8 @8 d2 m+ Q+ G -
5 u% Q/ R% \ A, ^% i/ a - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 7 ^\" c1 b3 S! E6 h j
- temp(t+nt)=final_sol(nt); ; q6 k! [+ a4 [6 ~) G! E2 B
- end;
- I+ V u' l0 F: R# ?9 a\" } -
5 J( H, w; L' y& _% P$ w z8 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
* Y* ~1 v' o- a' N/ C, v - * z- F9 A; x4 l9 ~5 o
- for ki=1:length(temp)-1; 4 Q2 y) Z1 Z& o9 A( t
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 6 I. [3 j. R$ y5 G# {
- end; 4 m) m/ k: }* _% m! U
- ) h; k1 k4 k\" Y% i; K7 X
- if cost(n_gen,i)<best_cost; , k5 i4 O0 i4 K) i* k
- best_cost=cost(n_gen,i);
5 u1 @, M' s; Y1 ~0 {; l - old_cost=best_cost; : f2 L9 o$ n. [* ^) ?
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
% p0 [4 L0 V* u e0 L3 i# B - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
/ M/ x* c$ ]8 _\" H% q - best_solution=temp; _9 I) A! x) }) K' x* Q Q
- end; 1 r$ k) r' A0 h2 ~/ g8 d2 {
-
5 w7 d& q4 f\" n! U9 z( x - 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
b- W1 Q# C: |/ S( T% T4 Z. ? - for ii=1:32;
* K( v9 u. G! d1 w s1 \7 m6 W# h - for jj=1:32;
0 `& F; ^- e$ G; M: S: a$ e' G - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); - Q1 y\" _1 l/ T0 j e% O
- end;
! o1 A* c: M4 x8 k! x' d - end; % J' h: {0 Y9 h/ y: g/ s8 J
- 8 o9 E' e$ Y; e4 y e
- for kk=1:length(best_solution)-1;
^/ m! Y& p% ?+ i/ n2 N! {% ]# U - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); ' X' R9 f( t3 X' C9 F! O! K
- end; . o& U9 T) b% y5 j( \
- end;
: a0 x8 c) e6 c+ A; g - 6 p% y% I2 f1 z. n4 u4 A
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
# P. m! u8 B' q7 F( ?: z - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
5 \$ W! ^1 \2 Q8 D! J n4 x - fprintf(fid,'%i ',part_sol); : F+ q m! B' S! N! N1 r
- fprintf(fid,'\n');
% Y4 Y1 M* c' a - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
! e; r% U* P& X4 h3 K9 L! n - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
9 x$ w9 ^( z! V\" l ~* K g - fprintf(fid,'------------------------------\n'); / n2 A. Y: v, i
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); + d/ _) P4 l1 I, u$ t/ W4 e
- fprintf(fid,'%i-',temp);
( d$ u! R/ b7 M* m2 ^/ m( }$ z - fprintf(fid,'\n'); 7 [3 Q# v/ b2 M9 h% L6 `
- fclose(fid);
1 p\" S( H) d% ? - temp=[]; # K$ s6 V+ s! `* A
- break; , ^. t+ {4 q7 q% i
- end;
, s7 {5 v/ i e6 \7 b1 ~, G2 Z& a8 E - end;
4 l- P1 C1 z& B9 }* T; `. d1 B2 C' ~: J - 1 i. D: P& p- F. |0 x
- end;
: E0 \% a- p( n& O, q! z4 _ - end;
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