有九个需求点,一个车去送。移动路径已知。 目标:配送次数最少:c是第几个节拍,tc是0-1 变量,0 不出发,1 出发。 约束条件为:使用量:出发节拍的时间差与消耗速率的乘积,一个节拍是36min,各需求点的消耗速率为每个节拍128,128,120,128,108,120,128,108,108;车到达之前需求点的剩余物料数量不低于最小数量10;车到达之后所有的数量之和不超过需求点能容纳最大的数量。其余参数均可自行设定。染色体编码方式为分段编码,第一段表示节拍数量,第二段表示个节拍各需求点的配送量。对该目标函数进行定义。求目标函数配送次数最小的matlab代码,要求能够输出优化过程图像,各TC的值和个需求点节拍的配送数量。

时间: 2024-03-10 20:48:53 浏览: 19
根据题目描述,可以使用遗传算法来求解该目标函数。具体实现方式如下: 1. 分段编码 为了方便表示节拍数量和个节拍各需求点的配送量,可以采用分段编码的方式。具体来说,染色体的第一段表示节拍数量,第二段表示各节拍各需求点的配送量。例如,染色体为 [2, 128, 128, 0, 0, 120, 108, 128, 108, 108],则表示共有 2 个节拍,第一个节拍各需求点的配送量为 [128, 128, 0, 0, 120, 0, 0, 0, 0],第二个节拍各需求点的配送量为 [108, 128, 0, 0, 0, 0, 0, 128, 108]。 2. 适应度函数 对于一个染色体,可以通过计算其配送次数来评估其适应度。具体来说,可以先将染色体转换为配送方案,然后计算配送次数。配送方案的计算方式如下: - 将染色体的第一段拆分成若干个节拍,每个节拍的长度为 36 分钟; - 对于每个节拍,根据染色体的第二段计算各需求点的配送量; - 对于每个节拍,如果存在某个需求点的配送量超过了该需求点的容量,则该节拍无效; - 对于每个有效节拍,计算该节拍的配送量,并将其加到各需求点的剩余物料数量中。 配送次数的计算方式为有效节拍数量。 3. 交叉和变异操作 为了搜索更好的解,需要对种群进行交叉和变异操作。具体来说,可以采用单点交叉和随机变异的方式。 4. Matlab 代码实现 根据上述思路,可以编写以下 Matlab 代码实现遗传算法。其中,种群大小为 50,迭代次数为 100,交叉概率为 0.8,变异概率为 0.1。 ```matlab % 需求量、需求点容量和最小数量 demand = [128, 128, 120, 128, 108, 120, 128, 108, 108]; capacity = 1000; min_qty = 10; % 分段编码长度 n_genes = 1 + 9*9; % 种群大小和迭代次数 pop_size = 50; max_iter = 100; % 交叉和变异概率 crossover_prob = 0.8; mutation_prob = 0.1; % 初始化种群 pop = randi([0 1], pop_size, n_genes); % 迭代遗传算法 for iter = 1:max_iter % 计算适应度 fitness = zeros(pop_size, 1); for i = 1:pop_size fitness(i) = calc_fitness(pop(i, :), demand, capacity, min_qty); end % 选择操作 new_pop = zeros(pop_size, n_genes); for i = 1:pop_size p1 = randi(pop_size); p2 = randi(pop_size); if fitness(p1) > fitness(p2) new_pop(i, :) = pop(p1, :); else new_pop(i, :) = pop(p2, :); end end % 交叉操作 for i = 1:pop_size/2 p1 = randi(pop_size); p2 = randi(pop_size); if rand() < crossover_prob x = randi(n_genes-1); new_pop(p1, x+1:end) = pop(p2, x+1:end); new_pop(p2, x+1:end) = pop(p1, x+1:end); end end % 变异操作 for i = 1:pop_size if rand() < mutation_prob x = randi(n_genes); new_pop(i, x) = 1 - new_pop(i, x); end end % 替换操作 pop = new_pop; end % 输出最优解 best_fitness = Inf; best_chrom = zeros(1, n_genes); for i = 1:pop_size f = calc_fitness(pop(i, :), demand, capacity, min_qty); if f < best_fitness best_fitness = f; best_chrom = pop(i, :); end end disp(['最小配送次数为:', num2str(best_fitness)]); % 绘制优化过程图像 fitness_history = zeros(max_iter, 1); for iter = 1:max_iter for i = 1:pop_size fitness_history(iter) = fitness_history(iter) + calc_fitness(pop(i, :), demand, capacity, min_qty); end end fitness_history = fitness_history / pop_size; plot(fitness_history); xlabel('迭代次数'); ylabel('平均配送次数'); % 输出各 TC 的值和各需求点节拍的配送数量 decode_chrom(best_chrom, demand); ``` 其中,calc_fitness() 函数用于计算适应度,decode_chrom() 函数用于将染色体转换为配送方案并输出各 TC 的值和各需求点节拍的配送数量。

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