【VRP问题】基于遗传算法求解多约束多无人机灾情应急救援路径规划问题附matlab代码

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⛄ 内容介绍

遗传算法是求解多约束的优化问题的一种有效方法,可以通过不断的优化适应度函数来得到最佳解。对于多无人机灾情应急救援路径规划,我们可以将每个无人机的路径规划看作是一个个体,然后通过交叉、变异等操作来产生新的路径规划方案,并计算适应度函数来评估其优劣。适应度函数应包括多个维度的约束条件,例如时间、飞行距离、救援效率等。最终,通过迭代优化,遗传算法可以得到最优路径规划方案。

遗传算法是一种模拟自然进化过程中的选择、交叉和变异等遗传操作来搜索问题的优化方法。

  1. 初始化种群:随机生成一组符合问题要求的解组成初始种群。
  2. 评估适应度:计算每个解的适应度值,适应度值可以根据问题的优化目标来定义。
  3. 选择策略:根据适应度值,采用选择策略从种群中选择优良基因,包括轮盘赌算法、锦标赛选择等。
  4. 遗传操作:对选择的基因进行遗传操作,包括交叉、变异等。交叉操作会将两个基因进行配对,然后按照一定的规则生成新的基因;变异操作会随机改变一个基因的值。
  5. 生成新种群:将经过遗传操作后的基因组成新的种群。
  6. 判断终止条件:判断是否满足终止条件,通常包括种群终止代数、适应度达到一定程度等。
  7. 输出结果:返回最优解。

⛄ 部分代码

clc,clear

close all

tic


%% 约束条件

% 配送车辆的数量

% 配送车辆的行驶速度

% 无人机数量(每个物资集中点一台)

% 无人机最大载重量、。

% 无人机行驶速度

% 无人机最长飞行时间


%% 第一步:将数据进行处理,导入matlab

%每日物资需求量

MaterialNeed=[12 90 24 15 70 18 ]; % 前三问的数据


% 需要配送的地点

Position=[1:1:6];


% 需要配送的地点数量

PositionNum=length(Position);


% 应急物资集中地点

DistributionCenter=3;


% 物资集中地点数量

DistributionCenterNum=length(DistributionCenter);


% 点与点之间距离

Distance_1=[0      40         50          0          0        960          0  

   1      25         85         20        591        874         10  

   2      22         75         30         73        350         10  

   3      22         85         10        473        588         10  

   4      20         80         40        418        913         10  

   5      20         85         20         40        390         10  

   6      18         75         20        249        646         10  

   7      15         75         20        281        438         10  

   8      15         80         10        272        581         10  

   9      10         35         20        236        625         10  

  10      10         40         30        470        687         10  

  11       8         40         40         33        510         10  

  12       8         45         20        166        399         10  

  13       5         35         10        359        911         10  

  14       5         45         10         35        457         10  

  15       2         40         20         39        538         10  

  16       0         40         20        214        415         10  

  17       0         45         20        359        909         10  

  18      44          5         20        338        451         10  

  19      42         10         40        205        422         10  

  20      42         15         10        511        682         10  

  21      40          5         10        158        391         10  

  22      40         15         40        263        606         10  

  23      38          5         30         45        522         10  

  24      38         15         10        598        883         10  

  25      35          5         20        348        904         10  

  26      95         30         30        509        668         10  

  27      95         35         20         57        664         10  

  28      92         30         10         68        349         10  

  29      90         35         10        131        376         10  

  30      88         30         10        114        497         10  

  31      88         35         20        102        347         10  

  32      87         30         10        564        797         10  

  33      85         25         10         51        673         10  

  34      85         35         30        462        631         10  

  35      67         85         20        396        905         10  

  36      65         85         40         43        712         10  

  37      65         82         10        530        703         10  

  38      62         80         30        131        544         10  

  39      60         80         10         36        800         10  

  40      60         85         30        233        544         10  

  41      58         75         20        207        664         10  

  42      55         80         10         33        624         10  

  43      55         85         20        549        718         10  

  44      55         82         10         62        491         10  

  45      20         82         10         37        677         10  

  46      18         80         10        435        662         10  

  47       2         45         10         38        366         10  

  48      42          5         10        636        904         10  

  49      42         12         10        423        576         10  

  50      72         35         30        471        662         10  

  51      55         20         19        281        490         10  

  52      25         30          3        109        360         10  

  53      20         50          5        284        585         10  

  54      55         60         16        568        753         10  

  55      30         60         16        421        896         10  

  56      50         35         19        404        829         10  

  57      30         25         23        347        566         10  

  58      15         10         20        380        902         10  

  59      10         20         19         42        466         10  

  60      15         60         17        613        894         10  

  61      45         65          9        230        405         10  

  62      65         35          3         29        587         10  

  63      65         20          6         39        353         10  

  64      45         30         17         20        497         10  

  65      35         40         16         11        570         10  

  66      41         37         16        423        828         10  

  67      64         42          9        112        543         10  

  68      40         60         21        441        902         10  

  69      31         52         27          9        532         10  

  70      35         69         23        211        930         10  

  71      65         55         14        201        400         10  

  72      63         65          8         27        382         10  

  73       2         60          5        255        436         10  

  74      20         20          8        427        913         10  

  75       5          5         16        183        400         10  

  76      60         12         31        162        493         10  

  77      23          3          7        360        900         10  

  78       8         56         27        195        654         10  

  79       6         68         30        258        565         10  

  80      47         47         13        426        942         10  

  81      49         58         10        369        460         10  

  82      27         43          9         85        338         10  

  83      37         31         14         19        326         10  

  84      57         29         18        304        605         10  

  85      63         23          2        318        489         10  

  86      21         24         28        332        485         10  

  87      12         24         13        365        472         10  

  88      24         58         19        100        539         10  

  89      67          5         25        565        897         10  

  90      37         47          6        324        513         10  

  91      49         42         13        651        906         10  

  92      53         43         14         14        669         10  

  93      61         52          3        298        928         10  

  94      57         48         23        385        518         10  

  95      56         37          6         20        299         10  

  96      55         54         26        538        705         10  

  97       4         18         35        546        667         10  

  98      26         52          9        109        354         10  

  99      26         35         15        170        565         10  

 100      31         67          3        262        930         10 ];  % 点与点的距离(不包括无人机路径)

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