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: 115
考虑卸载顺序约束的成品油二次配送车辆路径问题
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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