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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 - A& S\" k: D3 n5 p
- %
5 T( W) N. b/ @, |) O5 Y - % % % % % % % % % % %
- c6 _* U3 b/ ^ -
; g$ j, O( @2 L2 _ - %initialize the parameters of ant colony algorithms $ |8 C+ z\" S8 w; K, B: a* k
- load data.txt; 6 `# E2 ]. g- T7 D
- d=data(:,2:3);
5 L2 J: |* d x1 `. { E - g=data(:,4); . z6 L& M+ }# \, r0 R+ {/ l4 I& B
- m=31; % 蚂蚁数 2 H+ b0 {# w1 ?+ k
- alpha=1; ) M+ W/ ~' `& W1 H
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数
2 w6 e3 u3 Y0 T- ?. I - lmda=0;
. K2 f# V$ R$ N- w0 S t - rou=0.9; %衰减系数
# M$ L' {9 ^2 Z2 l; T - q0=0.95; & s+ `$ Z. K3 B/ t
- % 概率
+ K8 ~: Q( K1 S1 I - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
+ V% }4 `+ V7 Y9 p( [# p - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 2 C3 U3 y( o\" I. e0 ]8 W( X
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
1 q6 X. t* Q2 t% C1 @5 {- O0 J8 s - QV=100; % 车辆容量
( `0 O ^( W! F - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 . A0 \9 h/ g0 W+ u9 f5 ?
- V=40; ( R1 W; O6 Q+ b3 f: ~; l8 ~\" [& }
- % 计算两点的距离 ! x$ t# D. G6 s\" ]. l; L
- for i=1:32; 8 ]9 r! ^7 u$ ~
- for j=1:32;
+ r+ |6 |3 b, p; z- N _8 P# U - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); 4 q, S* B3 D3 O3 n% M
- end;
/ y, G! H7 w4 l5 w( Q - end;
d* |# C6 C) G! ? - %给tao miu赋初值 1 [9 |! P9 O% O
- for i=1:32;
) t c' @ g7 ~) C5 [; I' P - for j=1:32;
' p* s8 P, a$ D) K5 V+ g - if i~=j; 4 q+ d$ {# [2 @7 q0 @( q; W
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
+ l' q, j l) [ - tao(i,j)=defined_phrm; , k; q! p\" O* y* B$ {
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
# n! A7 [$ \7 Z% W% }* S - end; ( |- f$ m' W2 W/ e' y% F E- Y* {
- end; ' K; M. P; n) j+ W5 M
- end; & q* T5 K: v# e! c! N. z+ }- Z! L
- - }1 [; M9 O! h: u8 J5 C
- for k=1:32;
\" \, w/ r. ? h/ b6 P+ B( R' a - for k=1:32; ! O8 d4 k\" L# z* ^ n1 @\" I( ]
- deltao(i,j)=0; & P! ]$ h( Q- b( M- K2 x' K
- end; ( z* k( ]5 i0 V& A4 ~& l
- end; # I9 J* v6 z: |0 g4 ]
- best_cost=10000;
2 c; V+ T- _$ i/ ~2 r- g% a9 h c) K - for n_gen=1:50; 3 |; t* Z+ V( r7 h! m1 u
- print_head(n_gen); ; J, x! T( v\" z4 K2 l$ z
- for i=1:m;
8 _( y\" a6 L5 a* X; J) ~; _7 } - %best_solution=[]; 5 w P o! h! E7 e# @
- print_head2(i);
- P, ~' n2 N; h) \\" L, p - sumload=0;
/ Z' X, c, R5 t\" ^# l6 L - cur_pos(i)=1; # g+ u2 R( b# ^8 u/ \
- rn=randperm(32);
2 j% U4 ^* A4 @0 A - n=1; % [% E7 h\" T( D4 g3 ?$ G* S
- nn=1;
6 s# k6 G+ ]- @- K( m8 p5 x* z7 H* J - part_sol(nn)=1;
, T+ N0 ?) e' a' J% C3 k - %cost(n_gen,i)=0.0;
, A# m' h* V7 Q - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 - C1 x* P) C9 g% A7 g' E v6 `
- M_vehicle=500; 4 j+ N5 P, K( N' d0 I1 Y
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0 9 o [9 Q0 m! `! x5 X3 `
- 9 ^* A% O% g W! k\" g
- while sumload<=QV; T! o6 D\" c$ J' Q
-
/ f$ a3 @- y$ [. R/ a4 \' h - for k=1:length(rn); 3 h6 S. \: K' ?( l6 e
- if sumload+g(rn(k))<=QV; ) F2 F* x1 z# V5 x
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
. ~% p, G+ {( |\" W& R: ` - A(n)=rn(k); * U4 Z8 g N0 X5 O* j* w3 j% x
- n=n+1;
1 `9 {% d( Z. g - end;
2 R) G* c8 [' u+ ~, F - end; 4 Z6 \0 V. y! R; l2 u
- fid=fopen('out_customer.txt','a+');
% H0 ~$ L: N r# | - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
. @: O4 C7 q e$ N, r# f - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
2 N. v6 @ L) { - fprintf(fid,'\t%i\n',A);
& Y& h; k& E& } [+ u- k6 F - fprintf(fid,'------------------------------\n');
q7 N; A$ \: h# e; q$ i - fclose(fid); ; d9 I' o% [; o/ B
- p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); ' }7 o+ N7 ^\" ~( X\" j- U
- maxp=1e-8;
7 f2 u( k7 B- r. f; { q - na=length(A); 4 Y+ x$ r; [8 W' ?. I( F# S4 V! f$ n
- for j=1:na;
& [# C+ i: S8 \/ H3 j$ [; C$ } - if p(j)>maxp 4 U. J% X' X* z# y9 Q6 M, n$ V! K/ L( _
- maxp=p(j); : k6 n o# j8 {. X$ s- `/ t
- index_max=j;
* h2 ^\" [7 z, o6 X% ` - end;
# m4 A& t2 X, R6 H! ~0 E - end;
) n7 u2 c8 s) p! U& t) x$ I -
7 u( G9 O* a& h- @ - old_pos=cur_pos(i);
9 \( ^* ^3 F: [ - if rand(1)<q0 ( o$ M d\" c$ B7 r& K\" o2 r
- cur_pos(i)=A(index_max); : {% o$ p6 `7 R6 A# h' Q) h, ?
- else
' t: N9 J( t9 c) u6 A - krnd=randperm(na);
7 N3 c; w) Y/ l1 c h* d3 E - cur_pos(i)=A(krnd(1)); % s( f* p1 N# t% K\" v\" Q& v& w( T: q
- bbb=[old_pos cur_pos(i)];
; j/ X$ m( y* K @7 [8 X - ccc=[1 1];
7 a9 H8 W! O2 K6 T! } - if bbb==ccc; , q( w7 z( i6 y! _3 n# t
- cur_pos(i)=A(krnd(2));
- w. d2 ?8 @\" u - end;
0 ^3 l, s+ q0 {% X0 l3 J2 e - end; ; W8 q1 v- l- U* }0 f9 m* D( K
- 6 d2 E: b$ B, w: y\" ^( U
- 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 , D+ a4 P1 l3 ]$ j6 A D
- 4 K \3 y, l& Y# c; O4 M
- sumload=sumload+g(cur_pos(i)); ! a! k9 ?8 h1 ^. l$ y
-
0 _! x4 `) {7 ^0 n+ Q0 f - nn=nn+1; & A' D. k4 f9 x
- part_sol(nn)=cur_pos(i);
. @. Q! K3 ]% u1 h( u5 R - temp_load=sumload; ; A* u2 {% V7 X& H# x! M1 M
-
# A s, |0 ~% L/ }9 f2 o X - if cur_pos(i)~=1; / n7 d1 o- J/ z6 }. F% i
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
* D* ?4 y/ J+ V; @( p - n=1; 4 D1 R( H+ N: o$ M
- A=[]; w2 H: M! b6 [/ A, Y
- end; & {: |2 f4 h1 n+ D+ G* N9 Q8 s
-
7 w2 u1 [- [+ e; m j, Q% n3 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
1 ]7 {% R3 O, h - if setdiff(part_sol,1)~=[]; / F4 e7 B8 h$ a6 @9 r, S7 _7 V$ n% q
- 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 & W2 n9 L\" J4 x+ P/ M0 l- b( u
- fid=fopen('out_solution.txt','a+'); & {: r# a\" G# x6 v. Q+ h
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); : w9 z2 L S: B0 U
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); & H* r, k8 b5 Q) ~; D
- fprintf(fid,'\n');
% f2 m5 t6 E% l, O* Q7 G - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
: t/ _; L. n) c$ `# _! Y1 r2 H - fprintf(fid,'%i\n',temp_load);
7 E- u$ q. o K, D7 e' f* G - fprintf(fid,'------------------------------\n'); 8 D+ _; R% R8 ]; c
- fclose(fid); + @1 c8 Z, X7 `\" H7 T h
- # c. H1 h/ K- q1 @/ F
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 # M8 g2 [/ n! k2 l
- final_sol=exchange(part_sol);
/ E6 w\" N( k9 ^/ _6 [ -
& @2 M! H5 K0 L: B - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
* ]& H/ K! ^; M\" D; e) r - temp(t+nt)=final_sol(nt);
2 o& \4 _3 B) m! v$ p6 l; B\" s - end; . {$ Z7 u% a5 W+ w! s% Y3 I
- t=t+length(final_sol)-1;
4 E ?9 H$ T n; _% O% b0 q - - T! t2 t' v8 Q) f2 ?+ K
- sumload=0;
) q4 J. N9 ~- L' G, O6 v* h - final_sol=setdiff(final_sol,1); ( D$ A E! D) ?9 k
- rn=setdiff(rn,final_sol); \" e\" F5 H* ]6 b5 [$ F
- part_sol=[]; & B7 Q* F6 N3 B, u
- final_sol=[];
. o3 u. i2 C7 z' k5 d! m - nn=1;
$ @% Y+ E& r8 t2 b1 J - part_sol(nn)=cur_pos(i); # K3 N6 b- Q7 ?7 F9 h* {, @
- A=[];
6 h0 b; r6 h; k1 V - n=1;
) l2 h' x- y# f -
0 ?; z: C- Y# [; R - end; 5 c8 A% }2 j. G/ k
- end;
9 {9 `, P5 @4 ` - 2 h: X( i2 \+ P$ \1 G
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
9 n& O& d8 E2 ~\" E! [4 D3 d - n_sol=n_sol+1; 4 k# L) J U, g* h+ ~
- nl=length(part_sol); / b9 A% d8 L$ y: s H7 D6 F7 k, I
- part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 0 X8 R( k8 ?8 C9 _, ^. v' B
- # t. M8 x# `. K* u0 i
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 - k+ Z+ h$ Q' }5 [
- final_sol=exchange(part_sol);
|& j1 W5 z: P( i - 8 T8 d# C. ~4 N! [4 @. d4 B+ a* l8 x
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
8 b+ F) h! u2 @$ [2 i- x - temp(t+nt)=final_sol(nt);
) M# O1 A% _+ t4 ~ - end;
! }- f% n& L. I* }* q5 a: f, `7 A - 8 U1 ]: ~5 g' g3 b+ X7 o0 d2 W% Z
- 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
) r+ c4 v& O! h t3 P8 |* U2 [ - a( i: c- o! w- W6 s! s2 \
- for ki=1:length(temp)-1;
( |& J1 M$ ^3 J$ d1 x1 J - deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i);
4 g! T7 n. } f6 u - end;
/ U; z& M+ Q4 g+ A5 c9 ^ - W( q+ @. ]7 t6 U j0 E
- if cost(n_gen,i)<best_cost; , X% d, M5 H\" M. A$ M
- best_cost=cost(n_gen,i);
% ]( a) l( ]6 F - old_cost=best_cost;
# V: T! c6 K: R0 [* x E8 F - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 ) L, K# u: V; f4 E1 E# w
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁 ; f, b6 M ~5 @- R$ @. A) c
- best_solution=temp; 2 j! `* P) t; u# x
- end;
7 K r\" y% ^, |/ |3 K3 v\" d* N -
% H5 U: W% ~% N0 ?, p7 _& V5 \: R - 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 @0 ~9 b\" {! @ B, M - for ii=1:32;
^/ Q, L4 W- W3 i - for jj=1:32; + B0 n# W9 e1 g; W
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj);
5 Z! A: o* V) Q - end; * M: Y+ g' \& Y+ b: n8 m' W
- end;
$ H, \% {: N% ? - - Z( p5 |7 R. s$ m+ z k
- for kk=1:length(best_solution)-1; i& v! q, M4 @4 {: h
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); % i) T6 v u+ A
- end;
( j; j( x& d. b0 C7 @ - end; : P# r' r! O: p
-
+ y7 |- G$ d: i - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
8 B\" B3 d1 p$ H' e/ N - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:');
- g5 L/ L$ @* f. p6 L* ^0 ^6 O: l2 Z - fprintf(fid,'%i ',part_sol); # {% n% u' s2 \) [! P4 q
- fprintf(fid,'\n');
, l; O P1 a) ]1 J, k - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); 9 X7 C$ C6 R4 A: z H
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); : M5 P. _- V4 q# E# N% C\" N0 |4 q0 M
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); 3 _( G% n' M! f) X1 q+ n0 Y% v' F% }; n
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
2 w; Y- F' l4 J1 u - fprintf(fid,'%i-',temp); \" V/ y' x; u a# V
- fprintf(fid,'\n'); $ E# {6 G7 L3 l8 Q
- fclose(fid); ; m3 P5 s' i0 p1 e) ^- Q
- temp=[];
) [' {& X% p `: s7 s) B - break; ( n' N! J0 m; R* K
- end; 5 s. v& R* j0 b* Y- }
- end;
/ n7 n8 V6 G U$ \9 z# ?2 W - 0 o! l6 H8 T\" n9 P3 A\" q: F
- end; ( n0 @- |1 D& k
- end;
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