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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 , y# ?7 m( ?1 X
- %
) B& c! D) {) L/ h5 S - % % % % % % % % % % %
! j. \: e2 i# c* X7 q1 q2 N - ' u, N' i4 u. \5 p0 T
- %initialize the parameters of ant colony algorithms
& z2 m# ]) G a7 O- \# y - load data.txt; 5 @0 W6 P( S8 x( g0 V9 Q& S
- d=data(:,2:3);
, Y1 p- P& l6 _2 t. D6 [ - g=data(:,4);
/ b( y5 {' B/ D* K- N T0 E - m=31; % 蚂蚁数
0 Z6 e. [8 W7 }' U; d; W - alpha=1; . r( s+ X L: P$ V
- belta=4;% 决定tao和miu重要性的参数 1 M& \4 J5 |( h\" r0 i
- lmda=0;
1 o, {: \/ d5 A& ] - rou=0.9; %衰减系数 ' q8 v8 K1 X* @1 ]# I7 c\" R! z2 |
- q0=0.95; . V: M! n3 M' E- |6 r$ O9 z& U* y
- % 概率
+ a1 O* V: V0 O2 D# x* J% n3 w - tao0=1/(31*841.04);%初始信息素
9 Z1 g7 W8 n x3 Q - Q=1;% 蚂蚁循环一周所释放的信息素
) U& u5 ?4 @. |/ X) G: a - defined_phrm=15.0; % initial pheromone level value
0 ` e( W9 |- p- ^+ e - QV=100; % 车辆容量
+ k3 ~7 c9 i; B; f, c - vehicle_best=round(sum(g)/QV)+1; %所完成任务所需的最少车数
6 E/ C; b1 g4 ?- p' B' d( m- N - V=40;
' o* `. J9 v! U) {& C; @9 T3 u+ ]) R - % 计算两点的距离 6 `# O0 \\" z9 z+ H: B' h2 C# H
- for i=1:32;
% L) u% Z, ^# T. z - for j=1:32;
4 \2 \- }$ s: L$ P: d( ]+ I - dist(i,j)=sqrt((d(i,1)-d(j,1))^2+(d(i,2)-d(j,2))^2); : C5 q r. p- G# H7 \# o, _1 S# c/ r
- end; ) A7 W1 K( |5 W. ~ x0 ~
- end; 1 R3 @% D8 _: H1 B# g/ {' ]: {7 h
- %给tao miu赋初值
$ t: W1 e0 `9 |1 p! z6 | - for i=1:32;
/ ?& E* [9 l- R( f% W( m - for j=1:32; 0 h4 ~* r# x8 L9 K8 A
- if i~=j;
6 q6 d2 p0 D9 A& E8 R - %s(i,j)=dist(i,1)+dist(1,j)-dist(i,j);
& d$ d# \: O% }( D, Z! K - tao(i,j)=defined_phrm;
! _0 @8 r& c/ W0 J - miu(i,j)=1/dist(i,j);
5 f Z6 G3 V- T. T7 f! C9 o - end; ) ]* p, z8 w4 s0 A$ G2 j( N3 F. E
- end; / M7 ^1 z# a# D) m. ]+ G( _1 B/ j( S/ Y
- end; $ c/ Q5 `( M1 v! K+ v
- + U\" f1 v/ }/ w. a
- for k=1:32;
/ `5 \1 J k* I+ n\" E - for k=1:32; ; y: V r$ W, T, \2 a\" d6 `' K
- deltao(i,j)=0;
9 l' d1 @ ~4 c5 X! d' A1 s - end; . |* ?7 V. d' M6 f% W
- end; 8 ]( V\" G: b) S
- best_cost=10000;
7 [; f1 U3 A3 t. O( [- Q' o - for n_gen=1:50; : a\" x0 d$ N* }8 ^4 @; C& U2 A
- print_head(n_gen); 6 u& R0 I6 g0 k0 A) ^/ s1 D
- for i=1:m;
5 G' e' k# s; b7 Y$ B& E; ] - %best_solution=[];
7 N& k9 e s& D, c4 O( o4 M) C - print_head2(i);
2 _1 M W1 [ F- o% Y - sumload=0; \" G! u! k\" u7 l8 @ ]
- cur_pos(i)=1; ( N+ t2 H, z1 L% ~4 [. F
- rn=randperm(32); ( X. A, L; C* {' Y, `) F5 S
- n=1;
\" ^# d* ^. j I+ A5 Q4 d - nn=1;
q. y1 ~\" \* V, R1 U% @( X - part_sol(nn)=1; 5 _: y# u. \, |, M! c& z' b
- %cost(n_gen,i)=0.0;
; s3 L1 X# j* V6 f - n_sol=0; % 由蚂蚁产生的路径数量 ' }8 C6 M, o) g
- M_vehicle=500; ( J7 o9 k% g% Z9 g1 M9 h
- t=0; %最佳路径数组的元素数为0 6 [! C* R; I2 M0 R) Z6 O1 t
- % M3 J9 V1 o# \- o$ S p
- while sumload<=QV;
0 c\" B, U% h+ d, G9 K - 1 w y, ], {6 g* c# A& M: i }
- for k=1:length(rn);
: | ~) q' I+ x9 Q2 d1 ? - if sumload+g(rn(k))<=QV;
: L9 S, D+ G, X, @( w, |\" P - gama(cur_pos(i),rn(k))=(sumload+g(rn(k)))/QV; * T2 q; Q( A7 y) D. [
- A(n)=rn(k); / A* f1 `7 P9 o( H: }( {\" m
- n=n+1;
\" l, x$ }* j A* Y# W, |' z \ - end;
( s: ~1 L1 `9 d, e - end;
% q( K* v, L3 y- J% k - fid=fopen('out_customer.txt','a+');
H4 x2 j9 N1 d\" G1 ^4 l) q - fprintf(fid,'%s %i\t','the current position is:',cur_pos(i)); , ?3 p4 J\" a, [4 h$ f7 a6 s* |' k0 v
- fprintf(fid,'\n%s','the possible customer set is:') 4 | m4 `( T3 i0 j$ o! K% `
- fprintf(fid,'\t%i\n',A);
& F4 G\" b. r* I- \9 | - fprintf(fid,'------------------------------\n');
+ R g# N+ S: |! H/ x- A - fclose(fid);
7 q+ F# S Q8 f3 R! C* I0 h - p=compute_prob(A,cur_pos(i),tao,miu,alpha,belta,gama,lmda,i); + f4 r& k9 }3 C* X1 v
- maxp=1e-8; 1 t' f d f\" _) Y) s& Q
- na=length(A);
* @5 D D: y* Z - for j=1:na;
' W/ I6 ~, K& U8 Q+ _+ q - if p(j)>maxp
* R/ p' D$ d8 f& F - maxp=p(j);
2 H& W- M l\" }; ?5 l4 _' }' b - index_max=j;
~4 B3 e& H | - end; - ~9 T O! ^6 k0 v2 B8 ]# e$ W
- end; . ~; [7 C2 P0 h
- * {! h- R* t# G. U+ d
- old_pos=cur_pos(i); / f& g+ S2 |! h9 u
- if rand(1)<q0
! q7 Q: h- Y- ]( d& K5 {& k - cur_pos(i)=A(index_max); 2 i0 d1 I+ }, q- _, C* `2 {7 x+ E6 e9 J
- else
' }+ ]. u7 g% ^6 L - krnd=randperm(na); & ], M$ }1 s/ U' G& H
- cur_pos(i)=A(krnd(1));
0 ~) H9 x7 |+ O$ @) S - bbb=[old_pos cur_pos(i)]; 8 H) ?! c, o) P\" `) w% j+ Y
- ccc=[1 1];
1 _* {: ^; t) U. [+ U - if bbb==ccc;
7 c8 A7 X) F. S\" J9 } - cur_pos(i)=A(krnd(2));
8 |: G Y3 @2 g a _) m - end; 2 d' L) h4 S' y3 H9 d5 i$ I1 m$ v
- end; - {5 N- n% j* V, E2 d
- 2 ]7 C, j4 g6 L$ h6 }$ _
- 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 , d3 T8 T+ A8 g4 n\" f8 f: M1 K
- 7 z; T: q, e* b
- sumload=sumload+g(cur_pos(i)); ( g\" K( J# @) a q& I2 e; H
- ; A$ L; M. x4 X; G! t5 Y/ r
- nn=nn+1;
: R* z/ W! o# y - part_sol(nn)=cur_pos(i);
5 _+ {: u, M0 K6 ? - temp_load=sumload;
& K5 G. a8 P: U0 t, L V3 ~5 Q -
$ S3 m9 P* j7 n1 q! R. u! l' X- F# T6 g - if cur_pos(i)~=1;
0 T; O' l# f+ O/ A; Y - rn=setdiff(rn,cur_pos(i)); , g! h( T1 W1 h1 f& I7 h6 C
- n=1;
) M' m; I! p$ v; w O6 w2 V8 F - A=[]; 9 _+ u* o. |+ X2 H) W) k
- end;
0 c# r0 B/ W, h4 Q$ A - 6 ^% u4 F* H5 r\" X# m
- 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
) C9 q. |) j( e! e - if setdiff(part_sol,1)~=[];
2 p# Z% w) k5 ?$ l/ f- 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
\" t; S8 K) e# Z: ~9 _/ A - fid=fopen('out_solution.txt','a+');
; x# s$ {/ O3 s6 _3 K3 H- N - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'条路径是:');
6 O2 c\" l* A: I7 s) \7 _ - fprintf(fid,'%i ',part_sol);
- S8 W u# H( d - fprintf(fid,'\n');
2 [6 r* P* M1 f& `& E0 E - fprintf(fid,'%s','当前的用户需求量是:');
7 f p- H# B, C\" z! A7 j( |8 S - fprintf(fid,'%i\n',temp_load); / Z( G4 C, o\" Z R
- fprintf(fid,'------------------------------\n'); ) Z c# v; @) { b
- fclose(fid); ) f/ P- ?. z0 n2 [% L2 ^
-
! B9 v$ y9 A( D - % 对所得路径进行路径内3-opt优化
: x; o& F- n9 J\" [+ T/ ^ - final_sol=exchange(part_sol);
# w* d+ o! Z/ k: c$ r6 r% Z -
, e' p, `- S6 n7 r! i - for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组
, h$ X* C$ m/ d G& B - temp(t+nt)=final_sol(nt);
$ k* I4 C) N5 u - end;
0 `9 H: n* g# V\" @, a+ L9 p\" U' e - t=t+length(final_sol)-1; . |8 W4 z# ]' V- W% I
-
% s; A( X. f; H6 b% _ - sumload=0;
; T# p/ i* v) m2 d) V5 W - final_sol=setdiff(final_sol,1); 8 d' q$ Y' h. Y
- rn=setdiff(rn,final_sol); 8 A& Y5 b2 x# O( H1 p; Z
- part_sol=[]; 3 e\" B+ B6 A! }; @
- final_sol=[]; - h6 ?# `7 _& O( r5 b, V
- nn=1; , k7 t4 G& P; F
- part_sol(nn)=cur_pos(i); ) i, G! u3 X- C5 _, i
- A=[]; * A& R' W& z: [1 e
- n=1;
3 j: l\" [( b. u C5 e8 Q+ t -
* \: I% g0 D2 \3 P- X - end;
0 N- ] [6 l\" W. q- u$ S - end;
+ f$ H; | V* M! j4 X -
' A3 V$ n/ V* M\" O9 [# P0 t - if setdiff(rn,1)==[];% 产生最后一条终点不为1的路径
1 J8 `8 i8 f8 S9 @, d - n_sol=n_sol+1;
0 ?' D\" H- u& A% N& }& T7 u( @ - nl=length(part_sol);
; l, U* S& c+ G( k1 d! d - part_sol(nl+1)=1;%将路径的最后1位补1
) _- ^' A/ O6 f8 ]0 e2 A - 4 f9 Y) e1 ]8 h# Z1 C
- % 对所得路径进行路径内3-opt优化
/ W! X& X3 I1 P/ z% d - final_sol=exchange(part_sol); . s) \# d% d8 X d( r6 N2 ?% s; L2 W+ S
- t: p: c! ~/ e& ]- ]! T
- for nt=1:length(final_sol); % 将所有产生的路径传给一个数组 3 U! J\" [ U! o/ V. T+ N
- temp(t+nt)=final_sol(nt);
6 f' }2 ~- _# Q$ @. k+ d) `+ k - end; d, z! y; q: z0 X4 \2 z
- ' l* U p. x1 r x& Q\" n% 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 - X# Z* [/ ~\" U
- - [: M; G6 }7 d( i) N; x1 T3 n0 J
- for ki=1:length(temp)-1; 4 b; h, a) t9 W0 l$ q
- deltao(temp(ki),temp(ki+1))=deltao(temp(ki),temp(ki+1))+Q/cost(n_gen,i); - h1 E( {2 g1 \/ X1 b$ j5 n0 o6 i
- end; 4 s/ I% R) a4 t' F# U
- . n4 ]6 N9 K; d- G# I, r
- if cost(n_gen,i)<best_cost;
, X' b* `9 X+ G! Y9 w - best_cost=cost(n_gen,i); 8 t7 Z# G/ [9 F& r6 Z: O
- old_cost=best_cost; / n( G7 ?3 k z: ^* Z. M1 z
- best_gen=n_gen; % 产生最小费用的代数
# e; U' f, g9 X7 N7 d - best_ant=i; %产生最小费用的蚂蚁
\" L5 N# J# ^# x% R - best_solution=temp; % T0 o! i3 Q! P/ R9 U
- end; 1 }; ~ t. G9 g7 N6 K9 n+ w9 X8 E1 ?
-
0 a! x: X3 L0 l \5 j+ 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
$ Q: O7 B) e2 ]* @# p0 @+ h - for ii=1:32;
1 o3 C& j: |, H. p2 j9 V# K - for jj=1:32;
; M5 P, s9 p# |# |, r - tao(ii,jj)=(1-rou)*tao(ii,jj); % }9 J8 ~2 n# g- \ t& x
- end;
* B# [ V1 O! X5 m - end;
+ s7 ]+ K' Z; F6 \' U# o: ^& G3 _5 `\" f - 6 D( o7 u8 |4 q! M& k! t6 W
- for kk=1:length(best_solution)-1; 4 z. I9 l\" |. G( ]4 a. l
- tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))=tao(best_solution(kk),best_solution(kk+1))+deltao(best_solution(kk),best_solution(kk+1)); 8 s+ E* D7 G( ~' r
- end;
# t! M$ P\" X2 }% I* p% n, z - end;
, c( w) x: ~& x8 G& g - 1 j; M3 A' n. \/ ~7 k; [
- fid=fopen('out_solution.txt','a+');
& D3 a+ [9 ]3 R- C2 a - fprintf(fid,'%s%i%s','NO.',n_sol,'路径是:'); & z, H% V4 W, i# M5 V5 |5 R
- fprintf(fid,'%i ',part_sol); 2 p+ c: ^$ i6 P* J8 L3 a
- fprintf(fid,'\n'); - z4 S' F K$ W6 [
- fprintf(fid,'%s %i\n','当前的用户需求量是:',temp_load); / s' c. i9 X; j F9 s% ~
- fprintf(fid,'%s %f\n','总费用是:',cost(n_gen,i));
\" w! u# u( N, l% C$ ]5 v - fprintf(fid,'------------------------------\n'); ) E. q7 q& ?9 ]& p' E) D6 a' i
- fprintf(fid,'%s\n','最终路径是:'); 5 z8 o\" t- W6 Y i' B8 a
- fprintf(fid,'%i-',temp);
9 O( A, }' o5 V0 L7 t% s - fprintf(fid,'\n');
8 A- B( g% P2 Q7 Q) ? - fclose(fid);
: w$ y: x! i7 } - temp=[]; ) E8 u) W5 e& }* z
- break;
& j2 Q' U$ d8 } - end; + f$ q5 J4 @8 ?* Y( p8 R
- end;
% H6 p6 E\" L5 H2 j9 `\" h8 t5 Z. ] -
0 Z. F* y$ t: ?* r - end;
3 j' S( r\" X( b\" S1 o - end;
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