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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
/ s+ e' k5 t; n3 e# d, Y - % & D/ \2 s0 ` b- Z% k4 a
- % % % % % % % % % % % U% w: W7 O* \) s6 _$ B2 r* M
-
\" l# P# h5 l: B. B, e/ N# E2 k1 @ - %initialize the parameters of ant colony algorithms - ^2 j% U9 X6 H+ B
- load data.txt; 3 J4 V, ]4 D' v; o5 t8 Y
- d=data(:,2:3); 8 L F9 h7 @$ m) A m- t& n
- g=data(:,4); - v# k9 S1 N# ^
- m=31; % 蚂蚁数
, m) n- V& J8 {' p+ M, d - alpha=1;
\" J5 U; X) b) T. B- f6 ~ - belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 5 [ n) ~; T% E
- lmda=0;
5 c5 Y+ L& _0 K! R) S\" m - rou=0.9; %衰减系数
/ l; j' V+ X1 P8 e# J' { L - q0=0.95;
0 }5 }% H# I& D/ p - % 概率 ; B: D& F& H5 e$ O
- tao0=1/(31*841.04);%初始信息素 7 t; W3 l, k) m, ^/ }$ S( o% p
- Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素 8 Z8 q% T' ^1 l! p+ d7 B
- defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value 7 ^# g2 ?( i6 w6 M, t2 e
- QV=100; % 车辆容量 ' c9 n/ R- M9 b
- vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
5 ]- z' b3 H0 R4 Y( F8 ^2 S! k1 [\" L - V=40; + g+ R: |0 V9 ^- C# x' t
- % 计算两点的距离 {: \: @' h) O3 G3 Q
- for i=1:32; ( G$ v1 [/ K: w% M' \8 w
- for j=1:32; % g o1 e, Y: T! S- V# D* J) N
- dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2);
' _- F( A9 L/ i t9 `9 { - end; 0 a, `& y0 Y3 k. ^% z0 v
- end;
4 p8 O# {8 ]; u4 @ - %给tao miu赋初值
4 d/ h) Y$ z. {& d/ M - for i=1:32; 3 A% e e8 {4 E7 j1 a4 c- H7 C$ e' h
- for j=1:32;
0 a- G7 f8 ?9 o7 R - if i~=j; # g9 ?\" W0 k8 p
- %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j); 5 ], G! g$ y1 L0 b1 N
- tao(i,j)=defined_phrm;
7 }( B9 f+ f' ?1 X% d3 j- q) n - miu(i,j)=1/dist(i,j);
2 z# m' @5 e8 _8 _; B0 ~ - end; 7 ]* ?- c5 n0 y7 R
- end;
3 f6 ?$ I\" |$ i+ E\" x9 H; Q! l - end; ) w% P Z% Y# S9 I0 I
- \" n! z$ o; R% Q8 n: j( d& |, c8 L
- for k=1:32;
7 z9 z% |& T% @. s+ [ - for k=1:32;
; y8 V) F; S F$ p+ r1 O6 `! x - deltao(i,j)=0; % Y2 J+ J) H4 r# i! z! t! S
- end;
3 Y: @6 N, w1 z1 l - end; ( ?( H; |' V% E f5 A
- best_cost=10000;
. [; q7 Y\" u+ D; c - for n_gen=1:50;
3 r+ [# W8 X# t - print_head(n_gen); * F! I+ r& ~\" h* \% ~
- for i=1:m;
3 }, x4 B0 p( {$ R - %best_solution=[];
5 P s. z+ i; r5 X: k - print_head2(i); ' Z+ W2 {0 ]; g2 E2 s
- sumload=0;
6 T/ u4 Y$ Q( P: }3 M. o - cur_pos(i)=1; 6 n- {- ~9 O5 |% ^0 ]% {) Z
- rn=randperm(32); 4 z3 J$ I/ s; R% P1 D6 `
- n=1; : R' T: U0 S& W- W& i; O+ E
- nn=1;
8 u* y2 U# U2 T7 m* T; u - part_sol(nn)=1; * X7 Q4 U\" |+ ~
- %cost(n_gen,i)=0.0; / k# C# N2 F- {% X3 v& j
- n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 # |\" x0 v' e. o: m6 W, w3 {2 |$ e
- M_vehicle=500;
9 K' \( _ ^+ T( x7 x! k - t=0; %最佳路径数组的元素数为0 4 Z( U! X+ @+ p/ t
-
- P\" O, a4 L/ v5 u, @% D7 o1 k - while sumload<=QV; 2 t* ]1 A, e% n9 G+ d
-
, a- {. E\" ^9 d/ D - for k=1:length(rn);
% |6 i9 Z6 a( m) O1 m - if sumload+g(rn(k))<=QV;
. f- k9 d4 k( @7 I; w - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV;
6 |\" {\" l8 e5 d+ a6 s# J' c - A(n)=rn(k); ) Q+ c8 @' Q( M4 m
- n=n+1;
/ v( f- {$ T2 w( _: ~! w0 {& U - end;
1 D, }% W0 A1 k\" L7 e - end; 2 R- ^, {$ L- s+ f' G9 c
- fid=fopen('out_customer.txt','a+'); 3 \) ]4 ?8 @! w- N/ ?- |/ Y
- fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); / o% z0 @- g2 Z1 }
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:')
\" `) M3 L+ T: d0 T; j9 N% p - fprintf(fid,'\t%i\n',A); \" c4 X7 ~0 S2 m! ]4 x& [
- fprintf(fid,'------------------------------\n');
4 `* T! s; C3 S) T( Q - fclose(fid);
- b1 O+ X! y7 q; u3 u8 \* e! w - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i);
& g3 B5 `/ ]$ z# J1 o, F7 d - maxp=1e-8; 9 E' L) M; ^, ^* i( O! p
- na=length(A); 8 h0 _; A0 O2 i( L9 S7 }7 l9 P
- for j=1:na;
3 S; a3 ~0 h4 S1 e. M+ L$ p, A - if p(j)>maxp
6 A& \8 F/ O% U/ U3 l$ ~0 G\" m7 w' | - maxp=p(j);
4 I\" u0 a5 j7 e* ? - index_max=j;
( r3 [' t2 e+ C* u - end; & A4 b9 i& O' s1 q1 {' a\" M [, u. v, ~
- end; 2 g- l2 D3 T! E' S0 |& M& y' T
-
: w% \* Z9 q ] W - old_pos=cur_pos(i);
# Y) M1 v: ^( [ - if rand(1)<q0
; \% s/ Y9 c( w( a - cur_pos(i)=A(index_max); / D5 b& a% H; f. W) |
- else
. l0 z' K u- S# b1 ] - krnd=randperm(na);
# Z. z9 s7 {0 z Y# w1 o - cur_pos(i)=A(krnd(1));
\" j' _\" Z3 D. M7 S3 v; F, Q2 O - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 8 q/ Q8 t% `* w5 K0 ~& p
- ccc=[1 1];
3 `5 R3 U- X$ z, D0 p' T$ o - if bbb==ccc;
/ _1 N9 Y: w5 q) h - cur_pos(i)=A(krnd(2)); # ?1 j* n9 x U$ e9 U
- end; 1 Y$ _% F/ m; c
- end;
o+ ^5 x; W! G! m% R; T - 5 Z2 c% A& H p- J$ r
- 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+ @% D9 ] f* G& W$ T
-
, A9 L# `& |# Y7 W B3 X - sumload=sumload+g(cur_pos(i)); 7 X ^& E- I) n; l0 |, m# v0 f
- ; p5 R, ^' I9 E7 M3 h( F$ A
- nn=nn+1;
8 S$ ?9 ^3 k5 h* l8 N- X - part_sol(nn)=cur_pos(i); 6 ^\" N S7 d9 v+ t& ^8 M
- temp_load=sumload;
, ~/ \ s( z5 N) p# R2 {4 D# c -
6 g8 g( `$ t* I: } - if cur_pos(i)~=1;
# H5 T- @. ~( q7 o - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); E( W, ?; y3 k8 v# \/ w
- n=1;
( T7 G7 V! `+ k* [2 L - A=[];
\" z! k, C1 G- B% F4 A. O - end;
, F9 z b5 u' A: a/ N - + W& {* }\" Q( M- Q1 R) j- A
- 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
; A% k8 h6 z; V8 L$ H& @* g& ]# @ - if setdiff(part_sol,1)~=[]; ' y& j7 K+ W: L& d
- 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
w/ R& a5 c& y$ l$ J) x - fid=fopen('out_solution.txt','a+'); ) q$ _4 }/ f' I d8 V
- fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
1 _# K8 F! L0 F8 Q - fprintf(fid,'%i ',part_sol); / j2 B$ O2 \+ d
- fprintf(fid,'\n'); , k0 S) @) u8 r6 o$ c: L
- fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:'); 1 [6 g' _* x N! _% c
- fprintf(fid,'%i\n',temp_load); 6 R; T\" r# e2 D4 t4 Y: p8 u
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); ! s' k z- c% Z/ |- [4 U
- fclose(fid);
4 Z0 Y2 q4 S7 k0 [\" m3 O\" n -
6 I. \8 ^9 I( v/ g; a3 q - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
@# b& Y6 P6 t7 G7 C. w - final_sol=exchange(part_sol); \" L, `- k; x, ~! r c5 E
- : I2 \% @9 {' O4 D5 [7 P6 B* Q9 [
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 5 @% F* C# x4 J3 C
- temp(t+nt)=final_sol(nt); / w0 {6 E\" P* Z3 C
- end; 2 E6 f4 {* S8 E) x& a% z
- t=t+length(final_sol)-1;
; F6 K' C$ m+ z1 ` -
w- ^, R8 Q( H6 x3 z% M - sumload=0; \" D3 ?7 g x' ?0 X
- final_sol=setdiff(final_sol,1); 5 s% `4 Z6 q: Q7 P; @
- rn=setdiff(rn,final_sol);
1 s& m |/ G1 V+ u - part_sol=[];
1 g$ K$ q7 |, P9 x: i* `# q' _ - final_sol=[]; # n' v+ z) z# Z2 N5 d; F1 W( t
- nn=1;
8 _+ }( b0 h& y9 X. Y, `9 ?# K - part_sol(nn)=cur_pos(i); ) s9 W$ e) v7 D( c* E a+ B3 x% {' j
- A=[];
1 @\" j. F8 e5 E5 q6 \1 ? - n=1; ' F& W: Q\" Y' I' D$ B\" Y g7 y
- , N0 k4 U$ z( D3 o+ ?4 H0 j- l
- end; / r* \1 k6 `% P\" ]2 r
- end;
# [/ z+ a( W/ | -
9 r3 \2 B; e/ c1 {3 ~ @: Z - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径 : G. E8 ?4 C8 W5 x
- n_sol=n_sol+1;
& x4 g0 f6 @! U) v - nl=length(part_sol);
' z, u8 I3 Q! s3 {3 S' t6 w - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
: z% G; s* }; \. o - % w0 N# N* S( r t E! K0 ?7 c
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化 + J/ ?4 x5 p, p9 P! T2 v# A m
- final_sol=exchange(part_sol); 0 c( t. Y% a! w6 O
- * }% ^5 t& T+ W* V! u
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 + G; \: {2 q4 g! \' Q& d5 ]
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
6 x% A2 }$ L% r/ |: j - end; \" C4 C- M d0 [) G
-
6 I( ~% a0 Z! h5 p9 S5 v7 P& ]4 y4 N - 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
! M- G; E& y/ Q/ e -
( v5 x# e9 h6 [7 T - for ki=1:length(temp)-1; ' E* \! z- c( q+ s
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); : Y' M4 w$ g: i3 T
- end; $ U\" P( {3 ~! B h' h7 u
- ; z. N- b5 w0 N! {$ X- n+ I/ O* @$ s
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
9 y6 O0 }1 y! U1 n2 K+ T - best_cost=cost(n_gen,i);
5 h: E9 _7 H) P( K - old_cost=best_cost;
2 D- R: n: J3 h* S - best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数 $ W# E1 a, w6 O8 _6 ^% q
- best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
$ O$ p) G* Q) y/ t3 r - best_solution=temp;
* V8 ]5 u, x8 t0 M - end;
/ G# U( X3 x5 Y% G5 D - + N0 C+ [- _) H' H# u
- 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 * ]) l% K; Z, O
- for ii=1:32;
# d6 ~* P) P2 j+ U; s - for jj=1:32; 6 o+ S! n* T' M7 X0 N7 D
- tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); ! B& q, |9 }, V4 V& N' K0 X6 [
- end;
! C% ^3 ]: w/ I% p - end; ; ?% N/ v! G% h$ H l+ q2 J ^
- 5 i# d K3 b J( O! g! K1 B
- for kk=1:length(best_solution)-1; # J0 M( v* G6 o% m7 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));
7 P# [4 a( a; ]9 p$ O9 J7 M. P - end;
, z. ^* R( p: O. @& i3 K - end; \" z. P* t2 l& e; n T! T6 o4 @! }\" ?6 n
-
9 O n; I6 v$ x3 L - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
2 {: B' Z- t7 A4 F; u( D! z - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); 2 J' ~0 O/ j( O# P7 G$ ~9 i l0 |$ s
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); - Z7 J; m$ e5 g) m* t
- fprintf(fid,'\n'); * |9 p8 G) ?* p1 [
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); $ L' K+ Q. N F
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i)); - f2 d& G* v; c+ j7 p1 b4 y+ n\" N
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); / \7 @7 n\" y1 z7 X
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:');
' K0 Q( A% v8 y Y, o - fprintf(fid,'%i-',temp); & Z) p3 }/ L4 u! r
- fprintf(fid,'\n');
3 K+ B; e& K/ K0 a6 w - fclose(fid); 2 R* W4 m( f. d; ?' n
- temp=[];
+ F/ V* R( K% q! x - break; , Q7 U$ f) [; u9 m, l0 R& W
- end; \" n/ r: k+ l% A1 m0 ?
- end;
/ R\" q4 ?% j) w -
3 R/ N5 M1 f' B% w4 F5 c( @ - end;
\" t2 @' r2 e) w- z - end;
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