生成一个蚁群算法的车辆路径规划问题代码

时间: 2023-06-27 17:05:03 浏览: 39
以下是一个使用蚁群算法解决车辆路径规划问题的示例代码: ```python import random class Ant: def __init__(self, graph, start_node): self.graph = graph self.visited_nodes = [start_node] self.current_node = start_node def choose_next_node(self, pheromone_map, alpha, beta): unvisited_nodes = [node for node in self.graph.nodes() if node not in self.visited_nodes] if not unvisited_nodes: return None total_prob = 0 probs = [] for node in unvisited_nodes: edge = (self.current_node, node) prob = pheromone_map[edge]**alpha * (1/self.graph[edge[0]][edge[1]]['distance'])**beta probs.append(prob) total_prob += prob cum_probs = [probs[0]/total_prob] for i in range(1, len(probs)): cum_probs.append(cum_probs[-1] + probs[i]/total_prob) next_node_idx = len(cum_probs) - 1 r = random.random() for i in range(len(cum_probs)): if r < cum_probs[i]: next_node_idx = i break return unvisited_nodes[next_node_idx] def move_to_node(self, next_node): self.visited_nodes.append(next_node) self.current_node = next_node def path_length(self): length = 0 for i in range(len(self.visited_nodes) - 1): length += self.graph[self.visited_nodes[i]][self.visited_nodes[i+1]]['distance'] return length def update_pheromone_map(pheromone_map, ants, Q): for edge in pheromone_map.keys(): pheromone_map[edge] *= 0.5 for ant in ants: if edge in zip(ant.visited_nodes, ant.visited_nodes[1:]): pheromone_map[edge] += Q/ant.path_length() def ant_colony_optimization(graph, ant_count=10, alpha=1.0, beta=1.0, evaporation_rate=0.5, Q=100): pheromone_map = {(i,j): 1 for i,j in graph.edges()} ants = [Ant(graph, random.choice(list(graph.nodes()))) for _ in range(ant_count)] best_path = None best_path_length = float('inf') for i in range(100): for ant in ants: while True: next_node = ant.choose_next_node(pheromone_map, alpha, beta) if next_node is None: break ant.move_to_node(next_node) path_length = ant.path_length() if path_length < best_path_length: best_path = ant.visited_nodes[:] best_path_length = path_length update_pheromone_map(pheromone_map, ants, Q) for edge in pheromone_map.keys(): pheromone_map[edge] *= (1 - evaporation_rate) return best_path, best_path_length ``` 该代码中使用的是Python编程语言,需要依赖`networkx`库,可以通过pip安装: ``` pip install networkx ``` 使用示例: ```python import networkx as nx G = nx.complete_graph(5) for i,j in G.edges(): G[i][j]['distance'] = random.randint(1,10) best_path, best_path_length = ant_colony_optimization(G) print(best_path, best_path_length) ``` 该示例代码中使用了一个完全图,边的距离是随机生成的。你可以将其替换为你的实际车辆路径规划问题中的图和距离,然后调用`ant_colony_optimization`函数即可得到最优路径和路径长度。

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