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上传时间: 2010-09-03
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%-- Unknown date --% else p(:,j)=0; end; if maxp(1)bestsolution_NC(NC) bestsolution=bestsolution_NC(NC); end; linear_index2=find(bestsolution==bestsolution_NC); size4[1,NC]; [r_index2,c_index2]=ind2sub(size4,linear_index2(1)); bestroute(1,:)=bestroute_NC(c_index2,:); initao=tao; end; %% ******** Otuput the best rusult of TSP ******** %% for NC-1:NCmax bestroute_NC(NC,n)=g(NC,c_index1(NC)); t(NC)=NC; end; bestroute(1,n)=bestroute_NC(c_index2,n); polt(x(bestroute(n)),y(bestroute(n)),'*'); hold on; end; line([x(bestroute(n)),x(bestroute(1))],[y(bestroute(n)),y(bestroute(1))]); hold on; for j=1:(n-1) line([x(bestroute(j)),x(bestroute(j+1))],[y(bestroute(j)),y(bestroute(j+1))]); hold on; end; hold off; xlabel('X coordinate'); ylabel('Y coordinate'); title('best tour in NCmax iterations'); %% ********Funtion: Open and improt file of city coordinate in TSP %% ******** %% [fname,pname,fiterindex]=uigetfile('*.*','All Files(*.*)'); set(handles.text_filename,'string',filename); fid=fopen(filename,'r')' if fid==-1; warndlg('can't open the file','WARN'); fclose(fid); end; [A0,COUNT]=fscanf(fid,'%g'); n=COUNT/3; set(handles.edit_citysum,'string',n); fclose(fid); m=str2double(get(handles.edit_citysum,'string')); NCmax=str2double(get(handles.edit_ncmax,'string')); for NC=1:NCmax for k=1:m g(NC,k)=fix((n-1)*rand(1))+1; end; end %-- 10-9-1 下午4:54 --% %-- 10-9-1 下午8:09 --% load('E:\苏雪敬个人资料\苏雪敬-开题报告\程序代码\matlab.mat') %-- 10-9-2 上午9:01 --% load('E:\苏雪敬个人资料\苏雪敬-开题报告\程序代码\matlab.mat') %% ******Initialization phase ****** %% global A0 global n; %city number global g; m=str2double(get(handles.edit_antsum, 'String')); %set ant number by using Matlab GUI initao=str2double(get(handles.edit_tao, 'String')); alpha=str2double(get(handles.edit_alpha, 'String')); beta=str2double(get(handles.edit_beta, 'String')); Q=str2double(get(handles.edit_q, 'String')); rou=str2double(get(handles.edit_rou, 'String')); NCmax=str2double(get(handles.edit_ncmax, 'String')); A=reshape(A0,3,n); %get the city coordinates in TSP x=A(2,:); %get x=coordinate y=A(3,:); %get y=coordinate for i=1:n for j=1:n distance(i,j)=sqrt((x(i)-x(j)+(y(i)-y(j))*y(i)-y(j))); end; for i=1:n for j=1:n if j!=i tao(i,j)=initao; yita(i,j)=1/distance(i,j); end; initao=initao.*ones(n,n); detatao=zeors(n,n); bestsolution=10000000000000; %% ******This is in phase in which ants build tours ****** %% for NC=1:NCmax tabu=zeros(m.n)l for k=1:m tabu(k,g(NC,k))=1; maxp(1)=0; for j=1:n if tabu(k,j)==0 psum_medium0(1,j)=(tao(g(NC,k)^alpha).*(yita(g(NC,k),j)^beta); else psum_medium0(1,j)=0; end; psum_medium=psum_medium0.'; psum(k,1)=sum(psum_medium(:,1)); for j=1:n if tabu(k,j)==0 p(1,j)=(tao(g(NC,k)^alpha).*(yita(g(NC,k),j)^beta/psm(k,1); else p(:,j)=0; end; if maxp(1)bestsolution_NC(NC) bestsolution=bestsolution_NC(NC); end; linear_index2=find(bestsolution==bestsolution_NC); size4[1,NC]; [r_index2,c_index2]=ind2sub(size4,linear_index2(1)); bestroute(1,:)=bestroute_NC(c_index2,:); initao=tao; end; %% ******** Otuput the best rusult of TSP ******** %% for NC-1:NCmax bestroute_NC(NC,n)=g(NC,c_index1(NC)); t(NC)=NC; end; bestroute(1,n)=bestroute_NC(c_index2,n); polt(x(bestroute(n)),y(bestroute(n)),'*'); hold on; end; line([x(bestroute(n)),x(bestroute(1))],[y(bestroute(n)),y(bestroute(1))]); hold on; for j=1:(n-1) line([x(bestroute(j)),x(bestroute(j+1))],[y(bestroute(j)),y(bestroute(j+1))]); hold on; end; hold off; xlabel('X coordinate'); ylabel('Y coordinate'); title('best tour in NCmax iterations'); %% ********Funtion: Open and improt file of city coordinate in TSP %% ******** %% [fname,pname,fiterindex]=uigetfile('*.*','All Files(*.*)'); set(handles.text_filename,'string',filename); fid=fopen(filename,'r')' if fid==-1; warndlg('can't open the file','WARN'); fclose(fid); end; [A0,COUNT]=fscanf(fid,'%g'); n=COUNT/3; set(handles.edit_citysum,'string',n); fclose(fid); m=str2double(get(handles.edit_citysum,'string')); NCmax=str2double(get(handles.edit_ncmax,'string')); for NC=1:NCmax for k=1:m g(NC,k)=fix((n-1)*rand(1))+1; end; end %-- 10-9-2 下午4:47 --% %-- 10-9-2 下午8:02 --% %{ ? 当前蚂蚁移到邻近区域内的没有被其他蚂蚁占据的节点 a) 输入参数 ? 蚂蚁编号ant_no ? S局部查找范围 ? ant_matrix（蚂蚁的窗格矩阵） ? Z平面窗格总区域 b) 输出参数 ? 蚂蚁前往的结点坐标 %} function ant_matrix=ant_move(ant_no,S,ant_matrix,Z) %1、获得ant_no点坐标 %[x,y,z]=ant_matrix(ant_no,:); one_ant=ant_matrix(ant_no,:); x=one_ant(1); y=one_ant(2); z=one_ant(3); %2、获得上下界限 x_low=x-S/2; x_high=x+S/2; if(x_low<0) x_low=0; end if(x_high>Z) x_high=Z; end y_low=y-S/2; y_high=y+S/2; if(y_low<0) y_low=0; end if(y_high>Z) y_high=Z; end %获得所有邻接结点下标数组 %{ allneighbours=[]; [row,col]=size(ant_matrix); for i=1:row if i~=ant_no [x,y,z]=ant_matrix(i,:); if x>=x_low && x<=x_high && y>=y_low && y<=y_high allneighbours=[allneighbours i]; end end end allneighbours=[allneighbours ant_no]; %} [row,col]=size(ant_matrix); positions=[]; %遍历所有上下界之间的点 for i=x_low:x_high for j=y_low:y_high status=0; for k=1:row % [x,y,z]=ant_matrix(k,:); one_ant=ant_matrix(k,:); x=one_ant(1); y=one_ant(2); z=one_ant(3); if x==i && y==j status=1; end end if status==0 positions=[positions;i j]; end end end %随机产生这个位置 [row,col]=size(positions); i=ceil(rand*row); position=positions(i,:); ant_matrix(ant_no,1)=position(1); ant_matrix(ant_no,2)=position(2); %{ ? 求Oi点在平面窗格内S*S区域内的邻接点的下标矩阵 a) 输入参数： ? Oi点 ? S局部查找范围 ? Item_Window（结点的窗格矩阵） ? Z平面窗格总区域 b) 输出参数 ? 所有在S*S区域内的结点的下标 具体算法： 1、S区域的上界 2、S区域的下界 3、比较一下点在哪些区域内 %} function allneighbours=get_allneighbours(Oi,S,item_window,Z) %1、获得Oi点坐标 %[x,y]=item_window(Oi,:); one_item=item_window(Oi,:); x=one_item(1); y=one_item(2); %2、获得上下界限 x_low=x-S/2; x_high=x+S/2; if(x_low<0) x_low=0; end if(x_high>Z) x_high=Z; end y_low=y-S/2; y_high=y+S/2; if(y_low<0) y_low=0; end if(y_high>Z) y_high=Z; end %获得所有邻接结点下标数组 allneighbours=[]; [row,col]=size(item_window); for i=1:row if i~=Oi % [x,y]=item_window(i,:); one_item=item_window(i,:); x=one_item(1); y=one_item(2); if x>=x_low && x<=x_high && y>=y_low && y<=y_high allneighbours=[allneighbours i]; end end end %{ ? 求两点空间的距离函数 a) 输入参数： ? Oi点 ? Oj点 ? 点的空间矩阵Item_Space b) 输出参数： ? 两点之间的距离 %} function distance=get_distance(Oi,Oj,item_space) distance=0.0; X1=item_space(Oi,:); X2=item_space(Oj,:); size=length(X1); for i=1:size distance=distance+(X1(i)-X2(i))^2; end distance=sqrt(distance); %{ ? 设计函数计算群体相似度计算 a) 输入参数： ? Oi点（需要计算的点）、 ? S（S*S区域内）、 ? Alpha、 ? Item_Window（结点的窗格矩阵） ? Z（Z*Z区域） ? item_space（结点的空间矩阵） b) 输出参数： ? Oi点的相似度 程序流程： 1、计算Oi的所有邻居 2、所有邻居的距离相应的和 3、判断和值和0的关系 4、最后决定值的大小 %} function fi=get_Fi(Oi,S,Alpha,item_window,Z,item_space) %1、计算Oi的所有邻居 allneighbours=get_allneighbours(Oi,S,item_window,Z); %2、所有邻居的距离相应的和 len=length(allneighbours); fi=0; for i=1:len distance=get_distance(Oi,allneighbours(i),item_space); fi=fi+(1-distance)/Alpha; end if(fi>0) fi=fi/(S^2); else fi=0; end %{ ? 放下概率的计算 a) 输入参数： ? Oi点（需要计算的点）、 ? S（S*S区域内）、 ? Alpha、 ? Item_Window（结点的窗格矩阵） ? K2 ? Z（Z*Z区域） ? item_space（结点的空间矩阵） b) 输出参数 ? 放下概率 程序流程 1、先计算群体相似概率 2、计算放下概率 %} function Pd=get_Pd(Oi,S,Alpha,item_window,K2,Z,item_space) %1、计算群体相似概率 fi=get_Fi(Oi,S,Alpha,item_window,Z,item_space); %2、计算放下概率 if fi %{ ? 拾起概率的计算 a) 输入参数： ? Oi点（需要计算的点）、 ? S（S*S区域内）、 ? Alpha、 ? Item_Window（结点的窗格矩阵） ? K2 b) 输出参数 ? 拾起概率 程序流程： 1、首先计算群体相似概率 2、计算拾起概率 %} function Pp=get_Pp(Oi,S,Alpha,item_window,K1,Z,item_space) %1 fi=get_Fi(Oi,S,Alpha,item_window,Z,item_space); %2 Pp=(K1/(K1+fi))^2; %{ ? 判断蚂蚁所在处是否有点 a) 输入参数 ? x蚂蚁横坐标 ? y蚂蚁纵坐标 ? item_window所有点的坐标矩阵 b) 输出参数 ? 蚂蚁所在处是否有点，有点返回这个点在item_window中的行号，无点0 %} function position=has_item(x,y,item_window) %{ [row,col]=size(item_window); for i=1:row end %} %position=find(item_window(find(item_window(:,1)==x),2)==y) position=0; [row,col]=size(item_window); for i=1:row if ~isempty(find(x==item_window(i,1))) && ~isempty(find(y==item_window(i,2))) position=i; end end %{ ? 初始化函数 a) 输入参数 ? 蚂蚁的数目ant_number ? 点的数目item_number ? 空间尺寸Z，空间大小Z*Z b) 输出参数 ? 蚂蚁的平面窗格矩阵 ? 点的平面窗格矩阵 %} function [ant_matrix,item_window]=initialize(ant_number,item_number,Z) ant_matrix_x=randperm(Z); ant_matrix_y=randperm(Z); item_matrix_x=randperm(Z); item_matrix_y=randperm(Z); %生成蚂蚁矩阵 for i=1:ant_number ant_matrix(i,1)=ant_matrix_x(i); ant_matrix(i,2)=ant_matrix_y(i); ant_matrix(i,3)=0; end for i=1:item_number item_window(i,1)=item_matrix_x(i); item_window(i,2)=item_matrix_y(i); end %{ test 测试程序 整个程序流程 1、初始化： 2、迭代tmax次 3、所有的蚂蚁运动一次 4、产生一个0-1之间的随机数R 5、如果当前蚂蚁处于未负载状态，而且当前蚂蚁所在处的有点Oi 5.1、计算群体相似度f(Oi)和拾起概率Pp(Oi) 5.2、如果拾起概率Pp(Oi)》R 5.2.1、当前蚂蚁拾起点Oi（注意Oi在窗格中的位置是不断变动的） 5.3 5.2结束 6、如果条件5不成立，如果当前蚂蚁处于负载状态，持有点Oi，而且当前位置没有其他点 6.1计算群体相似度f(Oi)和放下概率Pd(Oi) 6.2如果放下概率Pd(Oi)》R 6.2.1放下节点Oi（注意点Oi在窗格中的位置是不断变动的） 6.2.2修改蚂蚁状态为卸载 6.3 6.2结束 7、5结束 8、当前蚂蚁移到邻近区域内的没有被其他蚂蚁占据的节点 9、所有的蚂蚁运动一次结束 10、迭代tmax次结束 输入参数： 1、ant_number 蚂蚁数 2、item_number 点数 3、Z 区域范围 4、tmax 最大迭代次数 5、S 邻接区域 6、Alpha 相异度参数 7、item_space 点的空间矩阵 8、K1 拾起概率参数 9、K2 放下概率参数 %} clear; clc; K1=0.1; K2=0.15; Alpha=0.15; %S=6; S=30; tmax=300; ant_number=20; Z=50; axis([0 Z 0 Z]); item_space=[ 5.1 3.5 1.4 0.2; 4.9 3.0 1.4 0.2; 4.7 3.2 1.3 0.2; 4.6 3.1 1.5 0.2; 5.0 3.6 1.4 0.2; 5.4 3.9 1.7 0.4; 4.6 3.4 1.4 0.3; 5.0 3.4 1.5 0.2; ]; [row,col]=size(item_space); item_number=row; %1、初始化： [ant_matrix,item_window]=initialize(ant_number,item_number,Z); item_window %2、迭代tmax次 for i=1:tmax %3、所有的蚂蚁运动一次 for j=1:ant_number %4、产生一个0-1之间的随机数R r=rand; %5、如果当前蚂蚁处于未负载状态，而且当前蚂蚁所在处的有点Oi %[x,y,z]=ant_matrix(j,:); one_ant=ant_matrix(j,:); x=one_ant(1); y=one_ant(2); z=one_ant(3); %rows1=find(item_window(:,1)==x); %rows2=find(item_window(:,2)==y); %Oi=find(item_window(find(item_window(:,1)==x),2)==y); Oi=has_item(x,y,item_window); if z==0 && Oi>0 %5.1、计算群体相似度f(Oi)和拾起概率Pp(Oi) %fi=get_Fi(Oi,S,Alpha,item_window,Z,item_space); Pp=get_Pp(Oi,S,Alpha,item_window,K1,Z,item_space); Pp; %5.2、如果拾起概率Pp(Oi)》R if Pp>=r %5.2.1、当前蚂蚁拾起点Oi（注意Oi在窗格中的位置是不断变动的） ant_matrix(j,3)=Oi; end elseif ant_matrix(j,3)>0 && Oi==0 %6、如果条件5不成立，如果当前蚂蚁处于负载状态，持有点Oi，而且当前位置没有其他点 %6.1计算群体相似度f(Oi)和放下概率Pd(Oi) Oi=ant_matrix(j,3);%代表当前蚂蚁所携带的点的行号 Pd=get_Pd(Oi,S,Alpha,item_window,K2,Z,item_space); Pd; %6.2如果放下概率Pd(Oi)》R if Pd>=r %6.2.1放下节点Oi（注意点Oi在窗格中的位置是不断变动的） item_window(Oi,1)=x; item_window(Oi,2)=y; ant_matrix(j,3)=0; end end %8、当前蚂蚁移到邻近区域内的没有被其他蚂蚁占据的节点 ant_matrix=ant_move(j,S,ant_matrix,Z); end end item_window axis([0 Z 0 Z]); plot(item_window(:,1),item_window(:,2),'--rs'); %-- 10-9-2 下午9:11 --% load('E:\苏雪敬个人资料\苏雪敬-开题报告\程序代码\matlab.mat') %-- 10-9-3 下午2:54 --% load('E:\苏雪敬个人资料\苏雪敬-开题报告\程序代码\lf蚁群算法.mat') matlab7 ...展开收缩
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