人工蜂群算法求解覆盖率最大的传感网络覆盖问题matlab代码
时间: 2023-08-04 09:05:59 浏览: 67
以下是一个简单的 MATLAB 实现人工蜂群算法求解传感网络覆盖问题的示例代码:
```matlab
% 传感网络覆盖问题
% 问题描述:在一个区域内,有若干个传感器,需要找到一种覆盖方案,使得整个区域都被覆盖到,同时要尽可能节省传感器的数量。
% 生成传感器位置的随机分布
n = 50; % 传感器数量
x = rand(1, n);
y = rand(1, n);
% 定义目标函数,计算覆盖率
function cov = coverage(x, y, r)
n = length(x);
cov = 0;
for i = 1:n
for j = 1:n
if i ~= j && norm([x(i) - x(j), y(i) - y(j)]) <= r
cov = cov + 1;
break;
end
end
end
cov = cov / n;
end
% 定义人工蜂群算法
n_bees = 20; % 工蜂数量
n_iter = 100; % 迭代次数
r = 0.1; % 传感器半径
bees = zeros(n_bees, n); % 记录工蜂的位置
values = zeros(n_bees, 1); % 记录工蜂的适应度
% 初始化工蜂位置
for i = 1:n_bees
bees(i, :) = rand(1, n);
values(i) = coverage(bees(i, :), y, r);
end
% 寻找最优解
best_value = max(values);
best_bee = bees(find(values == best_value, 1), :);
for i = 1:n_iter
% 工蜂搜索邻域
for j = 1:n_bees
current_bee = bees(j, :);
phi = randn(1, n) * 0.1;
index = randi(n_bees);
neighbor_bee = bees(index, :);
new_pos = current_bee + phi .* (current_bee - neighbor_bee);
if min(new_pos) >= 0 && max(new_pos) <= 1
new_value = coverage(new_pos, y, r);
if new_value > values(j)
bees(j, :) = new_pos;
values(j) = new_value;
end
end
end
% 更新工蜂位置和适应度
for j = 1:n_bees
phi = randn(1, n) * 0.1;
new_pos = bees(j, :) + phi .* std(values) ./ values(j);
if min(new_pos) >= 0 && max(new_pos) <= 1
new_value = coverage(new_pos, y, r);
if new_value > values(j)
bees(j, :) = new_pos;
values(j) = new_value;
end
end
end
% 更新最优解
if max(values) > best_value
best_value = max(values);
best_bee = bees(find(values == best_value, 1), :);
end
end
% 结果输出
disp(['最大覆盖率:', num2str(best_value)]);
disp(['传感器数量:', num2str(sum(best_bee > 0))]);
scatter(x, y, 'filled', 'MarkerFaceColor', 'b');
hold on
scatter(x(best_bee > 0), y(best_bee > 0), 'filled', 'MarkerFaceColor', 'r');
```
该代码实现了一个简单的人工蜂群算法来解决传感网络覆盖问题。该问题的目标是通过放置一些传感器来覆盖整个区域,并最小化传感器的数量。在这个示例中,我们生成了一个随机分布的传感器位置,并定义了一个计算覆盖率的函数。我们使用人工蜂群算法来寻找最优解,其中我们使用工蜂来搜索邻域,并使用适应度函数来评估每个工蜂的解决方案。在每次迭代中,我们使用标准差来调整工蜂的位置,以帮助搜索空间的探索和利用。
最终的结果包括最大覆盖率和所需传感器数量,并可视化传感器位置。
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