[发明专利]用于寻找旅行商最优路径的方法

摘要

本发明公开了一种用于寻找旅行商最优路径的方法，主要解决现有的蚁群算法在寻找旅行商最优路径时，易陷入局部最优解，最优路径长度不够准确的问题。其实现步骤为：1.输入旅行商TSPLIB数据库里城市坐标数据，参数初始化；2.设置计算全局最优路径的最大循环次数；3.设循环次数Nc＝1，通过蚁群算法开始第一次循环，计算第一次最优路径长度Cb，完成信息素浓度更新；4.返回步骤3，循环次数Nc加1，本次循环完成后,记录本次最优路径长度；5.判断循次数Nc是否达到1000次，若是，循环结束，输出最终的全局最优路径长度。本发明提高了寻找旅行商最优路径的准确度，避免陷入局部最优解，可用于寻找旅行商最优路径。

主权项

用于寻找旅行商最优路径的方法，包括：(1)数据预处理步骤：(1a)输入旅行商TSPLIB数据库里城市坐标数据，该城市坐标数据表示x个城市的坐标位置，x为大于10的整数，用i、j分别表示n个城市中的两个不同城市，并将这两个城市的连线视为一条边(i，j)；(1b)初始化边(i，j)上的信息素浓度为τij(0)＝0.1，设置轨迹相对重要性参数α＝1，见度的相对重要性参数β＝2；(2)设置计算全局最优路径的循环次数Nmax＝1000；(3)设循环次数Nc＝1，通过蚁群算法开始第一次循环，计算第一次最优路径长度Cb，完成信息素浓度更新；(3a)将10个蚂蚁随机分布于10个城市；(3b)计算第一只蚂蚁路径长度：(3b1)设蚂蚁循环遍历次数N1＝x；(3b2)将第1只蚂蚁访问过的城市集设置为集合U，其他未访问的城市集设置为集合A，由状态转移概率公式计算出第1只蚂蚁从当前城市i到集合A中未访问城市j的状态转移概率值Sij，(3b3)对集合A中的n个城市分别计算其状态转移概率值，得到状态转移概率集合：S＝{Si1，Si2…Sij…Sin}，其中Sij表示城市i到城市j的状态转移概率值，j＝1,2,…,n,n为集合A中未访问的城市的数量，n＝1,2,…,x；(3b4)找出状态转移概率集合S中最大值Sik，k＝1,2,…,j，则城市k为蚂蚁要移动的一下个城市；(3b5)将第一只蚂蚁移动到城市k，并在集合A中剔除城市k，在集合U中加入城市k，更新集合A和集合U；(3b6)第1只蚂蚁移动到城市k后，蚂蚁返回步骤(3b3)，继续访问集合A中的第j+1个城市，直到集合A中没有城市，即N1＝x，第1只蚂蚁遍历完成；(3b7)在第1只蚂蚁遍历完所有城市后，计算第1只蚂蚁所访问城市的路径总长度：其中dij表示第i个城市与第j个城市之间的距离；(3c)剩下的9只蚂蚁按照(3b)的方法遍历所有城市，计算9只蚂蚁路径总长度分别为C2，C3，C4，C5，C6，C7，C8，C9,C10,得到路径总长度集合C＝{C1，…Ca…C10},其中Ca表示第a个蚂蚁的路径总长度，a＝1,2,…,10；(3d)找出路径总长度集合C中的最小值Cmin，并将该最小值Cmin赋给最优路径长度Cb(3e)更新边(i，j)上的信息素浓度：τij(t+m)＝(1‑ρ)·τij(t)+Δτij，其中，τij(t+m)为t+m时刻边(i，j)上的信息素浓度，m＝1,2,3···1000，ρ表示信息素挥发系数，1‑ρ为信息素残留因子，ρ＝0.01，τij(t)为t时刻边(i，j)上信息素浓度，表示在本次循环中边(i，j)上的信息素浓度增量，其中，ca表示第a只蚂蚁路径总长度，a＝1,2,…,10，Q为路径长度参数，Q＝1，Cb表示最优路径长度；(3f)当完成所有边上信息素浓度更新之后，记录τij(t+m)和最优路径长度Cb；(4)循环次数Nc加1，返回步骤(3)，本次循环完成后,记录本次最优路径长度Cbl，最优路径长度Cbl＝min{Cb，Cbl}，其中min{Cb，Cbl}表示Cb和Cbl中值较小的一个，Cbl为第Nc次循环的最优路径长度,l＝1,2,…,1000；(5)判断循环次数Nc,当循环次数达到预定的循环次数1000时，循环结束，输出最终的全局最优路径长度Cb1000。