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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
- E0 h; \+ {3 Z! J4 r& L - % 8 R7 I% o( ]: i0 F m5 g
- % % % % % % % % % % %
, ~8 I F/ @6 d n- k7 I Q\" G - 9 t4 \2 R* W1 q3 e- j3 H% Q0 R% E
- %initialize the parameters of ant colony algorithms 4 R! d1 E! i' z% n
- load data.txt; ( x0 C- ] q4 u3 m) ]
- d=data(:,2:3); $ V) q/ m& B; V
- g=data(:,4); ( F' q( w\" R1 {: k) U- c\" v2 e2 B% k
- m=31; % 蚂蚁数 + t) \8 x- U\" V( {: ~
- alpha=1; $ Z4 M; e# u! C( p! T) a/ s
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
$ B9 K* j! z& p' ^7 u% T' Y1 a - lmda=0;
( t% X$ ^) i! \9 E* w7 c8 @+ |: Q - rou=0.9; %衰减系数 3 `. _. Y, `! A! H: d
- q0=0.95;
: h! ^2 q' x b {! \ - % 概率 6 d. M2 C' g: v9 m
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 5 k\" i# x5 u5 f3 J! f) T\" ^
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
* ~9 I( h+ G. @5 R5 c - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value ! B* ]3 `% i/ R/ b/ \) n) O
- QV=100; % 车辆容量
* S2 e6 v\" \1 x - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 & }9 Z. {8 Z7 J1 \
- V=40;
5 V! I2 z ?, S. k, } - % 计算两点的距离 / }2 b: J) |- @9 q4 V; h( e1 D
- for i=1:32;
. U/ D( ]0 \' V7 L D - for j=1:32;
- ~( I3 B- e% i( B - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); |% ?$ r$ \; p# d( J6 y
- end; ]! T. K0 D3 q
- end;
# s1 ?$ n# z$ {, G3 w - %给tao miu赋初值
, Z% m2 J. `! e6 h# { - for i=1:32; # T6 e3 e( r z/ T* `
- for j=1:32;
& h: f) S8 U/ y9 T3 Y3 f- E - if i~=j;
( \3 O7 i5 y6 S1 [( O; y - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
- A) {\" _+ B5 C( ~6 V - tao(i,j)=defined_phrm; 3 J( H+ M+ O& i7 l; a; p6 `
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
: a$ G) P0 H9 ^+ o! ^3 ?. f - end;
) O( d+ H: e$ y. h% p - end;
' J7 d' I7 w( a - end;
, B+ M: @! F- t) y1 p1 z -
& Q4 R% x6 u( z( l+ s - for k=1:32;
9 N$ H! x O3 ?$ u& A) v - for k=1:32; u% |/ y; r2 }3 W& R
- deltao(i,j)=0;
2 X% w( S4 T, i4 }2 o - end; : v! g0 y H4 }* k, V% c3 v. [/ P
- end; . ^6 O# T: w: D; Z# G3 R
- best_cost=10000;
! ?/ R! T7 Q) Z6 L7 M | - for n_gen=1:50;
) M8 u) X U8 O+ N0 k - print_head(n_gen);
' p$ k; Q; M9 U. D9 z8 I - for i=1:m; ) J! A# r$ C0 Y$ ^3 H
- %best_solution=[];
, D5 F( k( {. c+ X- p/ X0 ^: R6 W - print_head2(i); 8 S! z) B( g, G3 ?' ~
- sumload=0;
. E* H' z* X8 X# k8 a - cur_pos(i)=1;
* U5 U/ v* s2 L: \: _2 N: d( l( s - rn=randperm(32);
+ j7 A* |: w# a/ P# ?: T7 I\" P& v5 Y - n=1;
! R0 M- _* |6 c* ]& @, k# |& h2 { - nn=1; ; @\" h, p( k& v9 ~2 |
- part_sol(nn)=1; 2 ~, ]3 N\" u1 V2 F1 T0 h- B
- %cost(n_gen,i)=0.0;
; j/ I$ \\" j& s( ~ - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量
, a/ Z\" i: S5 n# B1 V* W - M_vehicle=500;
, ^. f. m3 h1 [; }\" ~6 w - t=0; %最佳路径数组的元素数为0
, Y% M z1 K* C -
+ i6 E1 N4 l* H - while sumload<=QV; % q) B' F2 p0 M. j+ h
- , c, Y* a# D; ^
- for k=1:length(rn);
4 ?/ e$ P( L\" k& i# s# q - if sumload+g(rn(k))<=QV;
+ ]: w6 T$ |6 u V - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; 6 P' x\" Q\" H- ~9 n9 P% v2 m
- A(n)=rn(k);
% G9 Q0 Z. W9 J+ N* ^ - n=n+1;
7 S6 M3 E- j: g. M( T - end; D) N7 g% [# ?
- end; & h3 _6 L: C) ^\" e
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); ! ~9 ^/ j! I& F! D( H
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
, |5 Y7 V7 N9 `* t - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
3 a! c& _7 y* e4 i( N9 k - fprintf(fid,'\t%i\n',A); 8 `3 k- U6 e5 h) R0 x7 c e
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
$ h9 S9 U* z1 k7 v - fclose(fid); 0 W9 e; z1 G: L# a6 h
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
9 q% F$ h$ W; S0 r: a - maxp=1e-8; 3 V I& f5 e5 `/ U& E5 p$ j
- na=length(A); / ~% M. G: \1 ?6 F
- for j=1:na; 7 y d* U o1 V6 i! m' d/ W
- if p(j)>maxp 8 t ~0 g% g$ L# G7 }
- maxp=p(j);
& B0 B3 f# R+ U# m - index_max=j; / l4 `0 j, Y+ v2 h) M; _' }; c
- end;
6 v: S5 k1 w: n! p; l- ?0 J; a - end; 0 M- O q8 o9 _& g
- ! T, R4 a; O- Y3 G- C! I
- old_pos=cur_pos(i);
C4 u, X# I9 ^+ g) b\" Z; |! Q - if rand(1)<q0
$ _$ ]7 \$ ]: {& g/ S- d - cur_pos(i)=A(index_max);
8 r1 q) ]7 w\" O - else ! g\" b0 U$ ~4 V# b
- krnd=randperm(na); \" f9 ~6 w5 k. K6 j; A4 z
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
2 |% y% e0 R% G# u/ V# Z5 ~ - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; . Y\" E\" k$ _9 u& r
- ccc=[1 1];
0 h0 U. R! h* ^9 E' B - if bbb==ccc;
/ @+ {0 P- i2 c! J% S* @2 ^ - cur_pos(i)=A(krnd(2));
! P) Y( x- l$ P& [9 t - end; * m\" v- \3 q5 o4 J0 B
- end;
; T9 a4 W# F6 m& ?1 G8 R - # Y2 B3 N- l2 Z* F( c& J
- 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
$ x4 ~/ c) F0 w* ^& A( k; ^: U( N - 5 t1 F9 d& b, ]. ]; y: m8 ]) q
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
0 W: \, Z8 ?* K5 S# v( d\" L, H+ _( r -
4 `\" L$ V0 f% P4 d - nn=nn+1; % x7 b6 _\" N4 S3 M5 S* P
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
3 g( q+ G0 h! ]. f/ O) V6 x - temp_load=sumload; : E( H' x5 v8 Y2 G9 @% {, _
- 0 ]; T! Q7 q: i6 W
- if cur_pos(i)~=1;
8 P6 U; N; ^: k/ u6 F0 n5 g$ a7 Z - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); & f9 }6 R1 [% [+ g) \
- n=1;
. ?0 v& j! `3 A8 p8 i - A=[]; ! I5 C9 K# ?* Y$ n2 e7 E
- end; ) O% ]% V3 T8 ^
-
4 C% D7 v' g5 ]9 t3 ]. X0 R7 T - 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 : V* t& t& Z2 R; V5 O5 l# L2 d3 {
- if setdiff(part_sol,1)~=[];
: l8 w4 H' e7 Q, V - 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 ) b' R, j8 B1 U, X3 T, _
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); # S& k' Z, b% a
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
! q- V$ x7 A; Y3 ~ - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
, _/ E) j5 Y7 w' U t# {* N - fprintf(fid,'\n');
& C\" M, |8 @/ R6 H9 Y& c - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
2 u, S+ k- u, I8 ^' o - fprintf(fid,'%i\n',temp_load); 7 T# Z' b/ D* c
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
( k8 [. `' [; r5 K! u9 X- d - fclose(fid);
) h5 ]( i h, y q8 c) o1 V) m) |# y3 i - * m J+ r$ e; R. l. z
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
6 ^) G% \# I* p' L* r& n% L - final_sol=exchange(part_sol); 4 ^7 B8 h- d/ x; z
- : ^0 R+ k; G8 r$ r* j- s
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 . l5 m9 [4 N! u3 V5 R& E, A
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
2 p, w2 b! I' l1 e - end;
( l$ N. L1 k6 Y; {8 [! w - t=t+length(final_sol)-1; * Q( |+ z9 @* g) `: @
- , G7 ^* o\" a' M* ~8 h5 w: d
- sumload=0; \" L; |+ R# {& B/ l\" K
- final_sol=setdiff(final_sol,1); ) }# r: M- t7 `( F, l8 L* K
- rn=setdiff(rn,final_sol); ) G0 L! t. i( v4 _1 p) j' C5 \
- part_sol=[];
4 e' C6 f' y5 N+ m& t4 z - final_sol=[];
4 m9 d! V% a( `7 A - nn=1; 2 |6 b$ f8 o6 ^: r5 K: I
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
. z- g+ ~- a/ f2 ?/ ]\" r+ A - A=[];
9 j, s; b8 y4 q/ O* v) z - n=1;
. ^ J& W: k) _- R' X -
$ S9 W8 f8 `, T' U1 G7 ? - end;
* V4 a9 k8 g- Z4 V3 }2 D& { - end;
- m1 p3 d) s0 ~ -
1 O. X5 P8 i- g& f; t\" g - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
' g8 I/ U5 M: c$ ` b! ~7 c9 M\" ]- ] - n_sol=n_sol+1;
) G& h4 M. v* O8 q - nl=length(part_sol); 6 @3 ]' q. F( i
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 9 A+ F w: D, W/ z R8 _) O+ B* T
- 9 L, A! J) ~- S9 Y) v
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
* c' o4 K$ C* i - final_sol=exchange(part_sol); . Z! i# V$ t; U
-
1 q$ h* M# a/ k6 N: X* i - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 5 p# L# m& J$ o, ~8 u
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
6 n4 Y( _ w/ }: @- N6 O0 k - end; ) `+ m# G' N8 |+ t
-
\" b# F) Z8 G5 i1 L9 ]8 H# M/ e w6 D - 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 7 w3 [' i* p5 ]\" `
-
- P; ^! Q% K: q5 r3 N& s$ u, i - for ki=1:length(temp)-1; , F/ _/ n: |& z/ w/ U6 _
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); ) A$ v& S- r; l% M
- end;
3 p\" S( ]8 x8 G/ ^ - . f$ Z r. J( Z2 ?
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
2 Z! f3 j- h/ J\" W! ~6 b% }3 Q - best_cost=cost(n_gen,i); - R) j6 u# R. f! J T
- old_cost=best_cost; * b8 a- w; |& J: B
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
% l7 }- M' G6 Y# Z% R/ H - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
7 [0 W6 q# c& r; T% g4 X9 Q! ~0 l: E - best_solution=temp; ! G7 r L/ G+ e1 N& b) ~; e0 H
- end; # u* y& ^* @' R1 f+ C% o, w\" B
- 0 n( F# }5 p6 B: F/ q) ^( H. f5 g, v7 k
- 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
# ~: b7 W0 w2 A* n3 y7 n - for ii=1:32; # L\" Z6 I: B( [, I. C
- for jj=1:32;
9 z\" u! d$ R+ p: X1 _1 {: \1 h - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
5 l0 t( F: w. x3 X - end; ; q7 \- Y6 M3 J- D$ R% w
- end; * e/ ~/ d. X, Y# c4 k
-
' p' D. s& ]5 \ - for kk=1:length(best_solution)-1; 1 x5 j\" H\" w& y+ f% O' V: c
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 3 i/ `9 D; m: ]0 f- W6 L4 I
- end;
6 u P( T5 r3 t1 ?: q4 J5 p - end;
+ o0 g& O, ~- v -
\" [8 P/ q. M9 s5 S' S. I# n$ U) c - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); / H1 f$ }( s% d. h6 k
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); + F# {! G7 b\" Q
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); ' P; P8 a, X7 Z, K4 V% G* m
- fprintf(fid,'\n'); ! F5 p/ J. H- H6 u ~
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
+ B1 p0 A* _, s4 O- }/ S0 m - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); 4 R; X5 i6 N) c
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); 0 H9 l* @( G- S5 Q- H
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); 8 z- d& g3 O- o
- fprintf(fid,'%i-',temp); # c; a\" s\" e. J0 G
- fprintf(fid,'\n'); ' t2 [8 \) _; \7 L8 K8 ?
- fclose(fid);
$ s7 L$ G' [7 J. i- ?$ [ L s - temp=[];
: H7 o h8 i, r: l# k7 h8 Q - break;
! {6 U5 J! P5 o8 g3 S\" a3 k$ R - end;
! k9 R3 H/ N. w; X- h' s - end;
% c% q4 Y6 c( c9 g -
+ K. K4 t6 b& C/ R - end; , Q) S9 k& C* \ P2 w
- end;
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