1、F面的Matlab 程序是蟻群算法在最短路中的應(yīng)用fun ctio n ROUTES,PL,Tau=ACASP(G,Tau,K,M,S,E,Alpha,Beta,Rho,Q)% ACASP.m%蟻群算法動(dòng)態(tài)尋路算法% Chen gAihua,PLA In formati on Engin eeri ngUn iversity,Zhe ngZhou,Chi na% Email:aihuache ng% All rights reserved%輸入?yún)?shù)列表% G地形圖為01矩陣，如果為1表示障礙物% Tau初始信息素矩陣(認(rèn)為前面的覓食活動(dòng)中有殘留的信息素)% K迭代次數(shù)(指螞蟻出動(dòng)多少波)% M

2、螞蟻個(gè)數(shù)(每一波螞蟻有多少個(gè))% S起始點(diǎn)(最短路徑的起始點(diǎn))% E終止點(diǎn)(最短路徑的目的點(diǎn))% Alpha表征信息素重要程度的參數(shù)% Beta表征啟發(fā)式因子重要程度的參數(shù)% Rho信息素蒸發(fā)系數(shù)% Q信息素增加強(qiáng)度系數(shù)%輸出參數(shù)列表% ROUTES每一代的每一只螞蟻的爬行路線% PL每一代的每一只螞蟻的爬行路線長(zhǎng)度% Tau輸出動(dòng)態(tài)修正過(guò)的信息素% 變量初始化%loadD=G2D(G);N=size(D,1);%N表示問(wèn)題的規(guī)模(象素個(gè)數(shù))MM=size(G,1);a=1;%小方格象素的邊長(zhǎng)Ex=a*(mod(E,MM)-0.5);% 終止點(diǎn)橫坐標(biāo)if Ex=-0.5Ex=MM-0.5;en

3、dEy=a*(MM+0.5-ceil(E/MM);%終止點(diǎn)縱坐標(biāo)Eta=zeros(1,N);%啟發(fā)式信息，取為至目標(biāo)點(diǎn)的直線距離的倒數(shù)%下面構(gòu)造啟發(fā)式信息矩陣for i=1:Nif ix=-0.5ix=MM-0.5;endiy=a*(MM+0.5-ceil(i/MM);if i=EEta(1,i)=1/(ix-Ex)A2+(iy-Ey)A2)A0.5;elseEta(1,i)=100;endendROUTES=cell(K,M);%用細(xì)胞結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)每一代的每一只螞蟻的爬行路線PL=zeros(K,M);%用矩陣存儲(chǔ)每一代的每一只螞蟻的爬行路線長(zhǎng)度% 啟動(dòng)K輪螞蟻覓食活動(dòng)，每輪派出M只螞蟻 fo

4、r k=1:Kdisp(k);for m=1:M%第一步：狀態(tài)初始化W=S;%當(dāng)前節(jié)點(diǎn)初始化為起始點(diǎn)Path=S;%爬行路線初始化PLkm=0;%爬行路線長(zhǎng)度初始化TABUkm=o nes(1,N);%禁忌表初始化TABUkm(S)=0;%已經(jīng)在初始點(diǎn)了，因此要排除DD=D;%鄰接矩陣初始化%第二步：下一步可以前往的節(jié)點(diǎn)DW=DD(W,:);DW仁fin d(DWfor j=1:le ngth(DWI)if TABUkm(DW1(j)=0DW(j)=i nf;endendLJD=fi nd(DWLen_LJD=le ngth(LJD);%可選節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)%覓食停止條件：螞蟻未遇到食物或者陷入死胡

5、同while W=E&Len_LJD=1%第三步：轉(zhuǎn)輪賭法選擇下一步怎么走PP=zeros(1,Len_LJD);for i=1:Len_LJD PP(i)=(Tau(W,LJD(i)AAIpha)*(Eta(LJD(i)ABeta);endPP=PP/(sum(PP);%建立概率分布Pcum=cumsum(PP);Select=fi nd(Pcum=ra nd);%第四步：狀態(tài)更新和記錄Path=Path,to_visit;%路徑增加PLkm=PLkm+DD(W,to_visit);%路徑長(zhǎng)度增加W=to_visit;%螞蟻移到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)for kk=1:Nif TABUkm(kk)=ODD

6、(W,kk)=i nf;DD(kk,W)=i nf;endendTABUkm(W)=0;%已訪問(wèn)過(guò)的節(jié)點(diǎn)從禁忌表中刪除for j=1:le ngth(DW1)if TABUkm(DW1(j)=0DW(j)=i nf;endendLJD=fi nd(DWLen_LJD=le ngth(LJD);%可選節(jié)點(diǎn)的個(gè)數(shù)end%第五步：記下每一代每一只螞蟻的覓食路線和路線長(zhǎng)度ROUTESk,m=Path;if Path(e nd)=EPL(k,m)=PLkm;elsePL(k,m)=i nf;endend%第六步：更新信息素Delta_Tau=zeros(N,N);%更新量初始化for m=1:Mif P

7、L(k,m)ROUT=ROUTESk,m;TS=le ngth(ROUT)-1;%跳數(shù)PL_km=PL(k,m);for s=1:TSx=ROUT(s);Delta_Tau(x,y)=Delta_Tau(x,y)+Q/PL_km;Delta_Tau(y,x)=Delta_Tau(y,x)+Q/PL_km;endendendTau=(1-Rho).*Tau+Delta_Tau;%信息素?fù)]發(fā)一部分，新增加一部分end% 繪圖plotif=1;% 是否繪圖的控制參數(shù)if plotif=1% 繪收斂曲線mean PL=zeros(1,K);min PL=zeros(1,K);for i=1:KPLK=

8、PL(i,:);No nzero=fi nd(PLKPLKPLK=PLK(No nzero);mea nPL(i)=mea n(PLKPLK);mi nPL(i)=mi n(PLKPLK);endfigureplot(mi nPL);hold onplot(mea nPL);grid ontitle(收斂曲線(平均路徑長(zhǎng)度和最小路徑長(zhǎng)度);xlabel(迭代次數(shù));ylabel(路徑長(zhǎng)度);% 繪爬行圖figure(2)axis(0,MM,0,MM)for i=1:MMfor j=1:MMif G(i,j)=1x1=j-1; y仁 MM-i;x2=j;y2=MM-i;x3=j;y3=MM-i+

9、1;x4=j-1;y4=MM-i+1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,0.2,0.2,0.2);hold onelsex1=j-1; y仁 MM-i;x2=j;y2=MM-i;x3=j;y3=MM-i+1;x4=j-1;y4=MM-i+1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,1,1,1);hold onendendendhold onROUT=ROUTESK,M;LENROUT=le ngth(ROUT);Rx=ROUT;Ry=ROUT;for ii=1:LENR0UTRx(ii)=a*(mod(ROUT(ii),MM)-0.5);if Rx(i

10、i)=-0.5Rx(ii)=MM-0.5;endRy(ii)=a*(MM+0.5-ceil(ROUT(ii)/MM);endplot(Rx,Ry)endplotif2=1;%繪各代螞蟻爬行圖if plotif2=1figure(3)axis(0,MM,0,MM)for i=1:MMfor j=1:MMif G(i,j)=1x1=j-1;y仁 MM-i;x2=j;y2=MM-i;x3=j;y3=MM-i+1;x4=j-1;y4=MM-i+1; fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,0.2,0.2,0.2); hold onelsex1=j-1;y仁 MM-i;x2=j;y2=MM-i;x3=j;y3=MM-i+1;x4=j-1;y4=MM-i+1;fill(x1,x2,x3,x4,y1,y2,y3,y4,1,1,1); hold onendendendfor k=1:KPLK=PL(k,:);mi nPLK=mi n(PLK);pos=fi nd(PLK=mi nPLK);m=pos(1);ROUT=ROUTESk,m;LENROUT=le ngth(ROUT);Rx=ROUT;Ry=RO