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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
5 e4 v/ p% q$ Z* U% O5 p* P - %
: g' s6 M- ~- z% C' ~ - % % % % % % % % % % %
. Y: R& { v) m+ ]0 l8 ` - ! t\" d* R! U* G5 \1 H. T9 S2 T
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
' L; S3 ^' \5 w8 d\" G) v. y - load data.txt; + N( Q: _\" ~! `
- d=data(:,2:3); ( n3 [& O+ K5 M2 r! f
- g=data(:,4); ' r7 Y\" y* @8 C I& T\" M/ a
- m=31; % 蚂蚁数 ' `: D. B* ?2 x/ l' l) _
- alpha=1; 9 L# C7 O J5 [8 Z+ D# w
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 ' y( W R: k3 B, z; M
- lmda=0; % z$ v9 c6 s1 C' r/ }6 K3 G
- rou=0.9; %衰减系数 . t1 `+ ] R+ ?) J: {! H
- q0=0.95;
6 z$ Z! b# Z) E; p2 \ - % 概率 ! V# M2 y+ E9 N: f0 I
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 ' g# p8 B' @3 E/ g9 c3 k( z, D4 W% g1 r
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 $ A2 ?: Q. d U7 L9 r
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value % \! a/ I' W) E1 Q4 e( p: _$ `
- QV=100; % 车辆容量 ' m b5 j: f. I\" g
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数 6 f. ?$ L/ A7 ]% k
- V=40;
! t# S% u' e5 o# Z' h8 t z - % 计算两点的距离
2 q1 s1 {\" f- F7 W9 N - for i=1:32;
% Q4 F/ o, N( X3 E: C* J% p - for j=1:32; ! r C% p# \! H: B. v7 C
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); # g8 `4 a! q* M7 K
- end; 4 d* S Y3 i3 [9 ~+ |
- end;
# n. ?! J, v\" b+ p! ? - %给tao miu赋初值
3 \/ b$ e\" S! p/ z - for i=1:32; 3 U: v- M\" C! x
- for j=1:32;
4 n/ u& |/ l7 P - if i~=j;
; r( e$ k. k6 ? e$ ` - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
% l, r% q+ Z1 t5 O - tao(i,j)=defined_phrm; 5 T0 _: L, u! O) `
- miu(i,j)=1/dist(i,j);
9 M$ r' f+ y. o) ]! Z, Z8 r* U - end; ' L; `, h1 O& e: h- o. A- B& {
- end;
) |6 J2 ~4 M. @ o+ Q\" J - end; - Q6 o2 H8 W6 o3 B. R& M1 P
-
) s c0 J7 p: ]+ C - for k=1:32; 7 J+ `1 `& z& y+ }9 F- o
- for k=1:32;
3 U9 {1 }4 g Y\" o - deltao(i,j)=0; . c7 t& s# z5 Z9 v0 P0 t& U7 x9 u
- end;
5 _6 p; b+ A5 O% g, Y3 L( y$ J - end;
. d- U* R& F0 G% k - best_cost=10000; X1 A) R9 O3 f8 V8 M
- for n_gen=1:50; & ]- W& v6 Z. f0 M
- print_head(n_gen); : F. J9 Y' u& z; H
- for i=1:m; $ Z& I7 a\" }- b3 G& Y+ t. e
- %best_solution=[];
: L: e1 |7 l7 h5 c% T1 J. q! m - print_head2(i);
# q3 L$ T! B; v: E/ V - sumload=0; 5 _+ g0 f7 k; B6 g
- cur_pos(i)=1;
$ D6 M8 f8 S6 j - rn=randperm(32); 2 l1 X\" w8 o) H* `( D\" `
- n=1; 2 j\" _+ C- F7 A* `$ c1 r
- nn=1;
* e6 r5 z9 m* P$ r$ o4 P- D - part_sol(nn)=1;
2 S3 V; F$ V0 `3 c. y+ i3 \ - %cost(n_gen,i)=0.0;
( \6 b5 p- ?8 S\" q; z% J( `& @( Q - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 5 Q# L7 b0 N& Y. ^8 ?
- M_vehicle=500; , t. m\" k8 q. |% S
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0 ' n9 Q A( ^: {6 s5 C; D
-
+ B\" d\" z- y\" M3 w, Y - while sumload<=QV;
7 `* ~8 `( F; i2 r! B, J - 8 P3 o6 I# k* x/ ] K
- for k=1:length(rn);
7 X$ F5 p9 x. {2 N! j - if sumload+g(rn(k))<=QV; 6 C% W4 ~4 \, z0 c h2 N
- gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; % A+ {' ?/ |2 U r& X
- A(n)=rn(k);
# ^& A$ [6 R% J3 [ - n=n+1; 9 j# t5 F' N1 Y$ `2 ~: s) Q
- end;
2 y& Y9 U# r# j& L1 i - end; * \: I. t1 O* U$ v
- fid=fopen('out_customer.txt','a+');
1 X I4 n5 }+ o' E- \ - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i));
0 B+ R1 m7 y% P4 E4 W, I3 s, K/ y - fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 5 I3 f1 q4 T; A5 x7 u
- fprintf(fid,'\t%i\n',A); ) H' |5 o; p( `) }$ M, ^* i
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
7 ]( ~: ^! \4 y% b* c7 N - fclose(fid);
. m& L* i t# k( U( q' g\" w - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
* K3 l\" J# R7 o6 @$ N - maxp=1e-8; , W6 Z& L& s: { v' U
- na=length(A); & `1 O* Z6 I9 @' L8 u9 T1 O% g& s- U
- for j=1:na; ( y, e4 } n* o3 P
- if p(j)>maxp
( I( m6 p\" z1 ^8 |, Q$ N. d - maxp=p(j);
3 S0 D4 o3 b% |7 Z2 l - index_max=j; # J3 {. L$ L, M1 o
- end;
5 a' |- b5 m m0 F - end;
! S* I) G! s4 G9 d& @' U - 6 \7 {' }& `4 r0 o, C
- old_pos=cur_pos(i);
/ @2 }! y& z4 n - if rand(1)<q0
Z; N F$ n\" g\" g# X9 r - cur_pos(i)=A(index_max);
0 f$ T9 Y# O) |/ B - else * ~& g% n8 S) @* B1 J; @' ~ r
- krnd=randperm(na);
( \/ f. n( |0 d2 R1 _2 ] - cur_pos(i)=A(krnd(1)); , d* D1 a' Y8 I T
- bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 0 {0 r$ A o# t
- ccc=[1 1];
' K: |\" ]( Y2 \0 w; @ - if bbb==ccc;
6 p9 V0 b T- t, ` - cur_pos(i)=A(krnd(2)); ' m! k9 f& t& J
- end; 2 U8 C, M; a7 U2 A. z
- end; 7 B0 Z% _+ W2 @3 f+ t8 ]8 g K
-
- r: O: e8 }, F5 X - 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
3 Y\" B, s! r, M2 w3 g - 5 D6 q* Z' C9 g7 W+ r
- sumload=sumload+g(cur_pos(i));
0 Y; x\" t7 T/ k L -
+ N/ y8 M* U; P1 Q. T - nn=nn+1;
1 e/ T$ A+ B\" O! K - part_sol(nn)=cur_pos(i); # K. c( A6 C6 K) K8 M a. ]8 x( W- K8 a
- temp_load=sumload;
- P2 D3 ]; W; u$ z# w -
* G' z7 G1 R. b0 b* f( o) u2 [% x - if cur_pos(i)~=1; : n6 j- [. R, @( k\" f
- rn=setdiff(rn,cur_pos(i));
! w3 Z, D\" D( X5 H7 J7 D - n=1; 1 B/ X/ o+ b' `; X' X: a
- A=[];
\" w9 G2 L- U4 m. E. f5 h# K+ M K - end;
& g' O# t& a' V0 y% H! g7 h3 d( D% b - . o8 ^( @5 H( {. 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 : Q* k* h1 Q6 `: N2 P/ `( {
- if setdiff(part_sol,1)~=[];
( t9 w9 }0 M# k% l - 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
; h5 ~5 K. c& d1 E8 t# q r3 i' M - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); 8 c% [+ Z' @: t% s
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:'); 8 m% T3 ^2 E3 U' o
- fprintf(fid,'%i ',part_sol);
' Q% H4 t' H d3 S* h, E. l% d - fprintf(fid,'\n');
6 G\" H( s+ a- V - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); - D- {4 y) K+ E T2 i2 @
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load); + W2 i1 u, K, t+ f2 P# V6 D+ K* K
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); ( b\" m7 W6 P w3 u5 |- X
- fclose(fid); ) v. l% ]/ A2 r' \ u0 c% c
-
, J3 A, z% A+ f! {% L8 U - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
- u7 m7 f5 l3 R% e5 I* x9 v& X - final_sol=exchange(part_sol); . S3 L8 ^\" O: X. c; u
- 6 R+ S; k+ h0 {/ P# s7 @3 s4 V# {
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
/ l. x\" q& T0 x6 ^ t4 Y+ q - temp(t+nt)=final_sol(nt);
$ a) i\" t4 R! h% S/ M8 j5 e, m - end;
$ H5 K( o' A+ j8 F - t=t+length(final_sol)-1;
\" h9 R\" \% C8 y7 e! }& ]- b - , _4 t$ @3 Y, r6 \+ T
- sumload=0; 1 y$ j$ c: t( G T8 ], e
- final_sol=setdiff(final_sol,1); 0 X( P+ b0 ^$ L4 a
- rn=setdiff(rn,final_sol); 2 ^0 ^) Q' b, g5 P( Q\" s) r
- part_sol=[];
+ b# @\" O; x; \; V4 e& Y5 j3 h, M O - final_sol=[];
: ~6 N; g. j$ ` - nn=1;
( V7 V' X, B: A, ?- z; N - part_sol(nn)=cur_pos(i);
* T8 z) [! O4 R\" V - A=[]; % y& ]# c! [ T5 a, n
- n=1; ' u6 m' _1 f) N8 |% u4 \4 I v
-
; d6 {# z8 M- q - end; ! [ ^9 x7 w3 {/ ?+ t1 [8 m! z
- end; / Y4 Z; P0 y) c$ V/ n
- % t6 I, U1 e, k4 p/ y
- if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
7 c# W$ h# h6 c5 c/ b - n_sol=n_sol+1; * |! R7 `& J$ O) E7 R7 A7 y& E7 B
- nl=length(part_sol);
' m3 S# V S, E: V - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1 * G; ~: B1 E\" W' K
-
5 f: ]8 N* }! ^7 f - % 对所得路径进行路径内3-opt优化 8 `' v1 x& W r
- final_sol=exchange(part_sol); 5 w. Y% y7 _- s: q n* x
- 7 U( A! t- i/ b0 t9 B- w\" ]
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
6 i7 p& p7 q, F Q - temp(t+nt)=final_sol(nt); ( X# ]- d, m, }7 |6 F7 c% D
- end; h- b+ o( ]7 ~: ^
-
2 N Y) @: q/ e - 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 ( S3 k; x0 ~% o! b* B
- : @, j) x% p9 B
- for ki=1:length(temp)-1; ! I$ P- c! _; Z
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); 5 L% y- p+ u, P; `
- end;
0 m5 U) U* Q\" t -
$ @( z, Q# a\" X\" c: b( Q0 u$ H - if cost(n_gen,i)<best_cost; ) _- |5 u3 n$ J7 Y& X& k) K
- best_cost=cost(n_gen,i); 4 h; c1 A) ~/ i/ `0 R) y0 s
- old_cost=best_cost; \" ~\" @8 V) W/ c\" R- i$ C
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 $ v4 D( q J5 f) `6 N; z1 e
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
3 Z- M$ k. k ~3 B - best_solution=temp;
8 N, F; v! M0 Q+ p+ ~: J/ W- l1 v/ O - end; 9 W9 p5 v4 K! m1 G\" V5 B\" \ p* P
-
7 F7 n3 h4 R- u0 h( 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 - W- }. z% f# @1 i' I
- for ii=1:32; , `. p5 i, s& T) E' v4 H* I* s
- for jj=1:32;
& c+ w4 i# `2 G/ V& A4 i; V - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); 7 R: F! I& g! l0 w* |; o
- end;
/ J+ u5 k3 G, b\" q6 b - end;
, f. Y8 R i3 F1 t+ H6 s -
^5 A* [3 z& [ - for kk=1:length(best_solution)-1;
9 X1 S7 B7 S2 i, M - tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 6 x) G7 V6 u( \! a6 m
- end; 2 `) d! g/ h5 v3 q
- end;
$ E, x) H\" a& p -
8 J; B* x; h/ K% T. h# J* v8 s - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
1 c7 N- s3 R9 q\" K, J' r# } - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); , s# x3 L: r! R3 L4 m
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); 7 T* Y0 M2 U, N
- fprintf(fid,'\n');
' b! E+ o* o5 v# y, A: M- J - fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load);
2 u\" h* Y1 s9 k/ \8 ~ - fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); \" V) V; E0 S' u9 B
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); & T; |5 n. J% P! l
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); 8 s: Q* B+ M1 i! ?# V8 e! @
- fprintf(fid,'%i-',temp); ; r: s\" i* @\" x! n& ^ M
- fprintf(fid,'\n'); * \) J1 B! K6 t3 o
- fclose(fid);
5 K8 \# _6 u K/ U, e! m! w - temp=[]; $ m, j/ G9 l' H/ N) ?
- break; ' l9 ?& V! m$ R
- end;
9 K# i) A; W2 m( b* m' v - end; \" q( x/ y x e\" s
-
( `2 V\" \4 Q# s9 O2 q& ?3 K# i - end;
5 I' ?/ g1 H8 M - end;
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