请用matlab代码解决算例

时间: 2024-10-21 18:11:44 浏览: 12
要使用MATLAB代码解决您提供的算例,我们需要编写一个遗传算法来优化B2C环境下生鲜农产品的物流配送路径。下面是一个简化版的MATLAB代码示例,用于解决这个问题: ```matlab function main % 参数设置 popSize = 60; % 种群大小 maxGen = 300; % 最大迭代次数 Pc = 0.5; % 交叉概率 Pm = 0.06; % 变异概率 Q = 100; % 配送车最大载重量 (kg) deliveryCost = 1; % 单位距离配送成本 (元/km) productPrice = 20; % 生鲜农产品单价 (元/kg) T = 48; % 生鲜农产品保质期 (小时) w1 = 30; % 早于期望收货时间的惩罚费用 (元/小时) w2 = 40; % 晚于期望收货时间的惩罚费用 (元/小时) % 初始化配送中心和顾客信息 centers = [6, 15; 14, 12; 4, 8]; % 配送中心坐标 customers = struct(); customers.A = readCustomers('A'); customers.B = readCustomers('B'); customers.C = readCustomers('C'); % 初始化种群 population = initPopulation(customers, popSize); % 遗传算法主循环 for gen = 1:maxGen % 计算适应度 fitness = calculateFitness(population, customers, centers, Q, deliveryCost, productPrice, T, w1, w2); % 选择操作 selectedPop = selection(population, fitness); % 交叉操作 crossedPop = crossover(selectedPop, Pc); % 变异操作 mutatedPop = mutation(crossedPop, Pm); % 更新种群 population = mutatedPop; end % 获取最佳个体 bestChromosome = population{find(fitness == max(fitness), 1)}; % 输出结果 displayResults(bestChromosome, customers, centers, Q, deliveryCost, productPrice, T, w1, w2); end function cust = readCustomers(center) % 读取顾客信息 if strcmp(center, 'A') cust = [ 1, 10, 1, 10, 10, 12, 15, 18; % x, y, demand, ET', LT', ET, LT 2, 12, 15, 1, 10, 10, 12, 15; 3, 8, 6, 1, 10, 10, 12, 15; 4, 15, 18, 1, 10, 10, 12, 15; 5, 18, 15, 1, 10, 10, 12, 15; 6, 12, 8, 1, 10, 10, 12, 15; 7, 6, 12, 1, 10, 10, 12, 15; 8, 15, 6, 1, 10, 10, 12, 15; 9, 18, 12, 1, 10, 10, 12, 15 ]; elseif strcmp(center, 'B') cust = [ 1, 10, 10, 1, 10, 10, 12, 15; 2, 12, 15, 1, 10, 10, 12, 15; 3, 8, 6, 1, 10, 10, 12, 15; 4, 15, 18, 1, 10, 10, 12, 15; 5, 18, 15, 1, 10, 10, 12, 15; 6, 12, 8, 1, 10, 10, 12, 15; 7, 6, 12, 1, 10, 10, 12, 15; 8, 15, 6, 1, 10, 10, 12, 15 ]; else cust = [ 1, 10, 10, 1, 10, 10, 12, 15; 2, 12, 15, 1, 10, 10, 12, 15; 3, 8, 6, 1, 10, 10, 12, 15; 4, 15, 18, 1, 10, 10, 12, 15; 5, 18, 15, 1, 10, 10, 12, 15; 6, 12, 8, 1, 10, 10, 12, 15; 7, 6, 12, 1, 10, 10, 12, 15; 8, 15, 6, 1, 10, 10, 12, 15; 9, 18, 12, 1, 10, 10, 12, 15 ]; end end function population = initPopulation(customers, popSize) % 初始化种群 population = cell(1, popSize); for i = 1:popSize chromosome = []; for center = fieldnames(customers)' custList = randperm(size(customers.(center{:}), 1)); chromosome = [chromosome, custList]; end population{i} = chromosome; end end function fitness = calculateFitness(population, customers, centers, Q, deliveryCost, productPrice, T, w1, w2) % 计算适应度 fitness = zeros(1, length(population)); for i = 1:length(population) chromosome = population{i}; totalCost = 0; customerIndex = 1; for center = fieldnames(customers)' custList = chromosome(customerIndex:customerIndex + size(customers.(center{:}), 1) - 1); routes = createRoutes(custList, customers.(center{:}), centers(center), Q); for j = 1:length(routes) route = [centers(center); routes{j}]; cost = 0; time = 0; load = 0; for k = 1:length(route)-1 dist = norm(route(k, :) - route(k+1, :)); time = time + dist / 15 + 10; % 速度15km/h,停留10分钟 load = load + customers.(center{:})(route(k+1, 1), 3); if time < customers.(center{:})(route(k+1, 1), 4) cost = cost + w1 * (customers.(center{:})(route(k+1, 1), 4) - time); elseif time > customers.(center{:})(route(k+1, 1), 5) cost = cost + w2 * (time - customers.(center{:})(route(k+1, 1), 5)); end freshnessLoss = productPrice * customers.(center{:})(route(k+1, 1), 3) * (1 - exp(-time/T)); cost = cost + dist * deliveryCost + freshnessLoss; end totalCost = totalCost + cost; end customerIndex = customerIndex + size(customers.(center{:}), 1); end fitness(i) = 1 / totalCost; % 适应度定义为总成本的倒数 end end function selectedPop = selection(population, fitness) % 选择操作 selectedPop = {}; totalFitness = sum(fitness); probabilities = fitness / totalFitness; for i = 1:length(population) idx = find(rand <= cumsum(probabilities), 1); selectedPop{end+1} = population{idx}; end end function crossedPop = crossover(selectedPop, Pc) % 交叉操作 crossedPop = selectedPop; for i = 1:2:length(selectedPop)-1 if rand < Pc p1 = selectedPop{i}; p2 = selectedPop{i+1}; crossPoint1 = randi([1, length(p1)-1]); crossPoint2 = randi([crossPoint1+1, length(p1)]); child1 = [p1(1:crossPoint1), p2(crossPoint1+1:crossPoint2), p1(crossPoint2+1:end)]; child2 = [p2(1:crossPoint1), p1(crossPoint1+1:crossPoint2), p2(crossPoint2+1:end)]; crossedPop{i} = unique(child1); crossedPop{i+1} = unique(child2); end end end function mutatedPop = mutation(crossedPop, Pm) % 变异操作 mutatedPop = crossedPop; for i = 1:length(crossedPop) if rand < Pm mutPoint = randi(length(crossedPop{i})); newGene = randi(length(crossedPop{i})); while newGene == crossedPop{i}(mutPoint) newGene = randi(length(crossedPop{i})); end temp = crossedPop{i}(mutPoint); crossedPop{i}(mutPoint) = crossedPop{i}(newGene); crossedPop{i}(newGene) = temp; end end end function routes = createRoutes(custList, customers, center, Q) % 创建配送路线 routes = {}; currentRoute = []; currentLoad = 0; for i = 1:length(custList) if currentLoad + customers(custList(i), 3) <= Q currentRoute = [currentRoute, custList(i)]; currentLoad = currentLoad + customers(custList(i), 3); else routes{end+1} = currentRoute; currentRoute = custList(i); currentLoad = customers(custList(i), 3); end end if ~isempty(currentRoute) routes{end+1} = currentRoute; end end function displayResults(chromosome, customers, centers, Q, deliveryCost, productPrice, T, w1, w2) % 显示结果 fprintf('Optimal Delivery Routes:\n'); customerIndex = 1; for center = fieldnames(customers)' custList = chromosome(customerIndex:customerIndex + size(customers.(center{:}), 1) - 1); routes = createRoutes(custList, customers.(center{:}), centers(center), Q); fprintf('Center %s:\n', center); for j = 1:length(routes) route = [centers(center); routes{j}]; fprintf(' Route %d: ', j); for k = 1:length(route) if k == 1 fprintf('%s -> ', num2str(center)); else fprintf('%d -> ', route(k)); end end fprintf('%s\n', num2str(center)); end customerIndex = customerIndex + size(customers.(center{:}), 1); end totalCost = 0; for center = fieldnames(customers)' custList = chromosome(customerIndex:customerIndex + size(customers.(center{:}), 1) - 1); routes = createRoutes(custList, customers.(center{:}), centers(center), Q); for j = 1:length(routes) route = [centers(center); routes{j}]; cost = 0; time = 0; load = 0; for k = 1:length(route)-1 dist = norm(route(k, :) - route(k+1, :)); time = time + dist / 15 + 10; load = load + customers.(center{:})(route(k+1, 1), 3); if time < customers.(center{:})(route(k+1, 1), 4) cost = cost + w1 * (customers.(center{:})(route(k+1, 1), 4) - time); elseif time > customers.(center{:})(route(k+1, 1), 5) cost = cost + w2 * (time - customers.(center{:})(route(k+1, 1), 5)); end freshnessLoss = productPrice * customers.(center{:})(route(k+1, 1), 3) * (1 - exp(-time/T)); cost = cost + dist * deliveryCost + freshnessLoss; end totalCost = totalCost + cost; end customerIndex = customerIndex + size(customers.(center{:}), 1); end fprintf('Total Cost: %.2f\n', totalCost); end ``` ### 说明 1. **参数设置**:设置了种群大小、最大迭代次数、交叉概率、变异概率等参数。 2. **初始化配送中心和顾客信息**:读取各配送中心及其负责的顾客信息。 3. **初始化种群**:随机生成初始种群。 4. **遗传算法主循环**:包括适应度计算、选择、交叉、变异等操作。 5. **输出结果**:显示最佳配送路径和总成本。 ### 注意事项 - 顾客信息需要根据实际情况调整。 - 代码中的一些参数(如配送车速度、停留时间等)也需要根据实际情况调整。 - 代码中的一些细节(如交叉和变异操作)可以根据具体需求进一步优化。
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