声振论坛

 找回密码
 我要加入

QQ登录

只需一步,快速开始

声振论坛 展示 基础理论 查看内容

路径优化的Floyd,dijkstra,A*算法的matlab代码

2012-10-24 15:27| 发布者: aspen| 查看: 5165| 评论: 0|原作者: assist|来自: 振动论坛

摘要: 路径优化的Floyd,dijkstra,A*算法的matlab代码
本人自己写的蚁群算法。完全能够实现功能,就是收敛速度感觉有点慢。
  1. % function [R_best,L_best,L_ave,Shortest_Route,Shortest_Length]=ACO(C,D,s,e,NC_max,m,Alpha,Beta,Rho,Q)
  2. % function [Shortest_Route,Shortest_Length]=ACOR(C,D,s,e,NC_max,m,Alpha,Beta,Rho,Q)
  3. %%=========================================================================
  4. %% ACO.m
  5. %% Ant Colony Optimization Algorithm for Road Select Problem
  6. %% LiLixin,ShenYang Insitute of Aeronautical engineering ,ShenYang,China
  7. %% Email:myassist@163.com
  8. %% All rights reserved
  9. %%-------------------------------------------------------------------------
  10. %% 主要符号说明
  11. %% C n个城市的坐标,n×2的矩阵
  12. %% D 道路连通加权矩阵
  13. %% s 起点
  14. %% e 终点
  15. %% NC_max 最大迭代次数
  16. %% m 蚂蚁个数
  17. %% Alpha 表征信息素重要程度的参数
  18. %% Beta 表征启发式因子重要程度的参数
  19. %% Rho 信息素蒸发系数
  20. %% Q 信息素增加强度系数
  21. %% R_best 各代最佳路线
  22. %% L_best 各代最佳路线的长度
  23. %%=========================================================================
  24. %
  25. clc
  26. clear
  27. % 设置初始参数如下:
  28. m=10;Alpha=1;Beta=5;Rho=0.1;NC_max=100;Q=100;
  29. %设定起始点
  30. s=1;e=50;
  31. % 31城市坐标为:
  32. C=[601.6        971.7
  33. 988.8        482.6
  34. 54.4        549.6
  35. 95.4        868
  36. 529.1        429.5
  37. 982        350.5
  38. 654.3        23.2
  39. 738.1        372
  40. 538.9        593.7
  41. 560.1        850.3
  42. 229.2        805.9
  43. 411.2        710
  44. 83.2        706.2
  45. 937.4        800.5
  46. 11.9        994.4
  47. 694.1        809.1
  48. 795.4        758.8
  49. 338.9        148.1
  50. 955.8        643.8
  51. 345.7        726.2
  52. 550.3        349.6
  53. 183.7        935.1
  54. 640        544
  55. 854.6        842.4
  56. 199.3        547.9
  57. 434.1        921.4
  58. 405.5        624.2
  59. 272.3        998.1
  60. 772        24.4
  61. 385.2        327.4
  62. 320.3        410.4
  63. 890        90
  64. 810        580
  65. 180        80
  66. 185        300
  67. 950        200
  68. 850        258.6
  69. 50        450
  70. 150        402
  71. 345        900
  72. 450        800
  73. 621        700
  74. 564.3        180
  75. 80.5        280
  76. 750        950
  77. 450        500
  78. 300        50
  79. 900        530
  80. 300        520
  81. 152        189.6
  82. ];
  83. D=[0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.92        0        0        0        0        0        230.95        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.894        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        157.34        0        0        0        0        0
  84. 0        0        0        0        0        140.78        0        325.12        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        155.71        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.913        0        0
  85. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        74.247        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        55.603        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.921        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  86. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        147.8        0        76.551        0        76.908        0        0        0        0        0        0        79.548        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  87. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        84.189        0        0        0        0        0        0        0        0        166.74        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.915        0        0        0        0
  88. 0        140.78        0        0        0        0        0        211.43        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.91        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  89. 0        0        0        0        0        0        0        205.65        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.91        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.901        0        0        0        156.87        0        0        0
  90. 0        325.12        0        0        0        211.43        205.65        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.979        0        258.19        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        73.841        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  91. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.898        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.382        0        0        0        75.438        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  92. 76.92        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        80.01        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.064        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.919        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  93. 0        0        0        147.8        0        0        0        0        0        0        0        0        147.14        0        0        0        0        0        0        163.89        0        60.464        0        0        0        0        0        151.26        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.852        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  94. 0        0        0        0        0        0        0        0        76.898        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.922        0        0        0        0        0        0        81.004        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  95. 0        0        74.247        76.551        0        0        0        0        0        0        147.14        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        155.58        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  96. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.124        0        79.49        0        0        0        0        76.899        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  97. 0        0        0        76.908        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.889        0        0        0        0        0        76.886        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  98. 230.95        0        0        0        0        0        0        0        0        80.01        0        0        0        0        0        0        78.141        0        0        0        0        0        0        154.69        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        157.07        0        0        161.07        0        0        0        0        0
  99. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.124        0        78.141        0        0        76.92        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        78.001        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  100. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        128.28        0        0        0        62.948        0        0        0        0        0        0        0        0        154.95        0        0        0        80.368        0        0        0
  101. 0        155.71        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.49        0        0        76.92        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.89        0        0
  102. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        163.89        76.922        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        163.74        0        76.919        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  103. 0        0        0        0        84.189        0        0        79.979        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        152.52        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        77.57        0        0        0        0        0        0        0
  104. 0        0        0        79.548        0        0        0        0        0        0        60.464        0        0        0        76.889        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.892        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  105. 0        0        0        0        0        0        0        258.19        79.382        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        152.52        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        161.33        0        0        0        0        0        0        0        0        157.1        0        0        0        0        0        0        0        0
  106. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.899        0        154.69        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        62.691        0        0        0        0        0
  107. 0        0        55.603        0        0        0        0        0        0        0        0        0        155.58        0        0        0        0        0        0        163.74        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.451        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.409        0
  108. 76.894        0        0        0        0        0        0        0        0        79.064        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        77.742        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.928        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  109. 0        0        0        0        0        0        0        0        75.438        0        0        81.004        0        0        0        0        0        0        0        76.919        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  110. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        151.26        0        0        0        76.886        0        0        0        0        0        0        76.892        0        0        0        77.742        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  111. 0        0        0        0        0        0        76.91        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.913        0        0        0        0        78.324        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  112. 0        0        0        0        166.74        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        128.28        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.988        0        0        0        157.22        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  113. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.988        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.911        0        0        76.918        0
  114. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.913        0        0        0        0        0        0        76.921        76.907        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  115. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        78.001        0        0        0        0        0        161.33        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.914        0        0
  116. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        62.948        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.916        0        0        76.923
  117. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        157.22        0        0        0        0        0        0        0        0        80.495        0        0        0        0        76.92        0        0        0        0        0        76.926
  118. 0        0        0        0        0        76.91        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.921        0        0        0        0        76.888        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  119. 0        0        0        0        0        0        0        73.841        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        78.324        0        0        76.907        0        0        0        76.888        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  120. 0        0        76.921        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.92        0        0        0        0        76.908        0        0        0        0        0        0
  121. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.451        0        0        0        0        0        0        0        0        0        80.495        0        0        76.92        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  122. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.852        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.928        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        77.96        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  123. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.919        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        77.96        0        76.893        0        0        0        0        0        0        0        0
  124. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        157.07        0        0        0        0        0        0        157.1        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.893        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  125. 0        0        0        0        0        0        76.901        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        154.95        0        0        77.57        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  126. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.92        0        0        76.908        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.921
  127. 157.34        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        161.07        0        0        0        0        0        0        0        62.691        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  128. 0        0        0        0        76.915        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.911        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.912        0
  129. 0        0        0        0        0        0        156.87        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        80.368        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.916        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  130. 0        76.913        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.89        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.914        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0
  131. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        79.409        0        0        0        0        0        76.918        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.912        0        0        0        0
  132. 0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        0        76.923        76.926        0        0        0        0        0        0        0        0        76.921        0        0        0        0        0        0
  133. ];

  134. %%第一步:变量初始化
  135. n=size(C,1);%n表示问题的规模(城市个数)
  136. gplot(D , C);%画无向图
  137. hold on
  138. XX=C';
  139. plot(XX(1 , :) , XX(2 , :) , 'k+', 'markersize' , 5) %画十字架
  140. for i=1:n
  141.     text(C(i,1)+5,C(i,2),int2str(i)); %加标号
  142. end

  143. for i=1:n
  144.     for j=1:n
  145.         if D(i,j)==0      
  146.             D(i,j)=inf;
  147.         end
  148.     end
  149. end
  150. Eta=1./D;%Eta为启发因子,这里设为距离的倒数
  151. Tau=ones(n,n);%Tau为信息素矩阵
  152. Tabu=zeros(m,n);%存储并记录路径的生成
  153. NC=1;%迭代计数器
  154. R_best=zeros(NC_max,n);%各代最佳路线
  155. L_best=inf.*ones(NC_max,1);%各代最佳路线的长度
  156. lastmin=inf;        %上代最小路径
  157. thesameNum=0;       %终止算法条件之一
  158. while NC<=NC_max%停止条件之一:达到最大迭代次数
  159.     %%第二步:将m只蚂蚁放到n个城市上
  160.     Randpos=ones(1,m)*s;
  161.     Tabu(:,1)=(Randpos(1,1:m))';
  162.     %%第三步:m只蚂蚁按概率函数选择相通的下一座城市,直到到达目的地
  163.     for i=1:m   
  164.         %按概率原则选取下一个城市
  165.         %只有当达到最后的节点等于终点时候才结束
  166.         j=2;
  167.         to_visit=s;
  168.         while to_visit~=e
  169.             visited=Tabu(i,1:(j-1));%已访问的城市
  170.             % 得到矩阵中最后一个不为0的数 ,即蚂蚁爬到的最后节点
  171.             col=size(visited,2);
  172.             lastvisited=visited(end);
  173.             J=[];%待访问的城市,随机分布
  174.             P=J;%待访问城市的选择概率分布
  175.             Jc=1;
  176.             JJ=randperm(n);%随机分布
  177.             for k=1:n
  178.                 flag=bHaveNum(visited,JJ(k));
  179.                 if  flag~=1
  180.                     if        D(lastvisited,JJ(k))~=inf
  181.                         J(Jc)=JJ(k);
  182.                         Jc=Jc+1;
  183.                     end
  184.                 end
  185.             end
  186.             if length(J) ==0
  187.                 break;
  188.             end
  189.             %下面计算待选城市的概率分布
  190.             for k=1:length(J)   
  191.                 P(k)=(Tau(lastvisited,J(k))^Alpha)*(Eta(lastvisited,J(k))^Beta);
  192.             end
  193.             P=P/(sum(P));   
  194.             Pcum=cumsum(P);
  195.             Select=find(Pcum>=rand);
  196.             kk=randperm(length(Select));
  197.             to_visit=J(Select(kk(1)));
  198.             Tabu(i,j)=to_visit;
  199.             j=j+1;
  200.         end
  201.     end
  202.     %%第四步:记录本次迭代最佳路线
  203.     L=zeros(m,1);
  204.     for i=1:m
  205.         R=Tabu(i,:);
  206.         F=thelastNum(R);
  207.         if R(F)==e
  208.             for j=1:(n-1)
  209.                 if  R(j+1)~=0
  210.                     L(i)=L(i)+D(R(j),R(j+1));
  211.                 end
  212.             end
  213.         else
  214.             L(i)=inf;
  215.         end
  216.     end
  217.     if lastmin~=min(L)        
  218.         thesameNum=0;
  219.     else
  220.         thesameNum=thesameNum+1;
  221.     end
  222.     if (thesameNum >0.2*NC_max)
  223.         break;
  224.     end
  225.     L_best(NC)=min(L);
  226.    
  227.     pos=find(L==L_best(NC));
  228.     R_best(NC,:)=Tabu(pos(1),:);
  229.     NC=NC+1;
  230.     %%第五步:更新信息素
  231.     Delta_Tau=zeros(n,n);
  232.     for i=1:m
  233.         for j=1:(n-1)
  234.             if Tabu(i,j+1)~=0
  235.                 Delta_Tau(Tabu(i,j),Tabu(i,j+1))=Delta_Tau(Tabu(i,j),Tabu(i,j+1))+Q/L(i);
  236.             end
  237.         end
  238.     end
  239.     Tau=(1-Rho).*Tau+Delta_Tau;
  240.    
  241.     %%第六步:禁忌表清零
  242.     Tabu=zeros(m,n);
  243. end

  244. %%第七步:输出结果
  245. Pos=find(L_best==min(L_best));
  246. Shortest_Route=R_best(Pos(1),:);
  247. Shortest_Length=L_best(Pos(1));
  248. F=thelastNum(Shortest_Route);
  249. Shortest_Route=Shortest_Route(1:F);



  250. plot(XX(1 , Shortest_Route') , XX(2 , Shortest_Route') , 'g' ,  'linewidth' , 1) %画结果路径
  251. hold off
复制代码

本文内容由 assist 提供

最新评论

QQ|小黑屋|Archiver|手机版|联系我们|声振论坛

GMT+8, 2024-5-5 03:27 , Processed in 0.050782 second(s), 15 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4

Copyright © 2001-2021, Tencent Cloud.

返回顶部