蚁群优化算法解决TSP问题(Matlab代码实现)

简介: 蚁群优化算法解决TSP问题(Matlab代码实现)

🍁🥬🕒摘要🕒🥬🍁

旅行者问题,旨在解决最优路线,是一个经典的路径优化问题。 TSP 是指一个旅行商为了去 N 个不同的城市,需要去每一个城市, 只去一次,然后回到原来的城市,形成一个圈,从许多可能的路径中找出最短的路径。TSP 是一种组合优化问题,具有广泛的实际背景和应用价值,可应用于监测山体险情的无线传感器网络系统的设计, 解决传统监测方法中精度有限、能耗高等问题 ,实现数据采集量大, 精度高、低功耗和可靠性高等优点。


由于旅行商问题具有重要的现实意义,相应地提出了求解旅行商问题的算法。最早的解决方案是线性规划,后来产生了多种算法来解决旅行者问题。其中,它大致可分为精确算法、近似算法和智能 算法。但是,近年来,出现了许多新的智能算法,如粒子群算法、蚁群算法和遗传算法。


✨🔎⚡运行结果⚡🔎✨

💂♨️👨‍🎓Matlab代码👨‍🎓♨️💂

clc;
clear;
close all;
%% Problem Definition
model=CreateModel();
CostFunction=@(tour) TourLength(tour, model);
nVar=model.n;
%% ACO Parameters
MaxIt=100;      % Maximum Number of Iterations
nAnt=6;         % Number of Ants (Population Size)
Q=1;
tau0=10*Q/(nVar*mean(model.D(:)));         % Initial Phromone
alpha=1;        % Phromone Exponential Weight
beta=1;         % Heuriatic Exponential Weight
rho=0.05;       % Evaporation Rate
%% Initialization
eta=1./model.D;              % Heuristic Information Matrix
tau=tau0*ones(nVar,nVar);    % Phromone Matrix
BestCost=zeros(MaxIt,1);     % Array to Hold Best Cost Values
% Empty Ant
empty_ant.Tour=[];
empty_ant.Cost=[];
% Ant Colony Matrix
ant=repmat(empty_ant,nAnt,1);
% Best Ant
BestAnt.Cost=inf;
%% ACO Main Loop
for it=1:MaxIt
    % Move Ants
    for k=1:nAnt
        ant(k).Tour=randi([1 nVar]);
        for l=2:nVar
            i=ant(k).Tour(end);
            P=tau(i,:).^alpha.*eta(i,:).^beta;
            P(ant(k).Tour)=0;
            P=P/sum(P);
            j=RouletteWheelSelection(P);
            ant(k).Tour=[ant(k).Tour j];
        end
        ant(k).Cost=CostFunction(ant(k).Tour);
        if ant(k).Cost<BestAnt.Cost
            BestAnt=ant(k);
        end
    end
    % Update Phromones
    for k=1:nAnt
        tour=ant(k).Tour;
        tour=[tour tour(1)];
        for l=1:nVar
            i=tour(l);
            j=tour(l+1);
            tau(i,j)=tau(i,j)+Q/ant(k).Cost;
        end
    end


📜📢🌈参考文献🌈📢📜

[1]邓慧允,张清泉.蚁群算法与遗传算法在TSP中的对比研究[J].山西师范大学学报(自然科学版),2017,31(03):34-37.DOI:10.16207/j.cnki.1009-4490.2017.03.007.

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