有九个需求点,一个车去送。移动路径已知。 目标为配送次数最少,具体公式为min∑_(C=1)^C▒T_C。其中c是第几个节拍的意思,tc是0-1 变量,当其取值为0 表示在第C个节拍不出发配送,取值为1时表示在这个节拍出发配送。求解在那些节拍进行配送。约束条件为:使用量:出发时间差与消耗速率的乘积;车到达之前需求点的剩余物料数量不低于各点要求最小数量;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;车能够装的起需求点需求的数量的总共重量600。染色体编码方式采用分段染色体编码,前一段表示节拍,后一段
时间: 2024-04-25 18:26:11 浏览: 119
根据问题描述,这是一个优化问题,可以使用遗传算法等进化算法进行求解。
首先,需要设计染色体编码方式。由于涉及到节拍和0-1变量,可以将染色体分为两个部分,前一部分表示节拍,后一部分表示0-1变量。具体地,可以将节拍分为若干个时间段,每个时间段包含一定数量的节拍,例如每个时间段包含10个节拍。对于每个时间段,可以随机选择一个节拍进行配送,或者不进行配送。这样就可以得到一个完整的染色体编码。
然后,需要设计适应度函数。由于目标是配送次数最少,可以将适应度函数定义为配送次数的倒数。具体地,可以统计每个染色体所对应的配送次数,然后将配送次数的倒数作为适应度值,即fitness = 1 / (配送次数 + 1)。这里加1是为了避免除以0的情况。
接下来,可以采用遗传算法进行优化。具体地,可以采用轮盘赌选择、单点交叉和变异等操作,生成新的染色体。在每次迭代中,需要计算每个染色体的适应度值,并根据适应度值进行选择。同时,需要保留最优的染色体,并在后续的迭代中继续进行优化。当达到预设的迭代次数或者满足一定的终止条件时,可以停止优化并输出最优解。
需要注意的是,在染色体编码时需要考虑约束条件,例如使用量、剩余物料数量、最大数量限制和重量限制等,以保证产生的解是可行的。
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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
个需求点所需时间的倒数。根据约束条件,可以得到以下公式:
使用量 = (出发节拍 - c) * (1 / t1 + 1 / t2 + ... + 1 / t9)
其中,t1、t2、...、t9分别为各需求点的消耗速率。
为了使配送次数最少,我们可以将问题转化为求出最短路径,并将路径上的需求点按顺序配送,即可保证配送次数最少。
可以使用Dijkstra算法或A*算法求出最短路径。在求解时,需要考虑车辆的容量限制,即每次只能配送一个需求点。如果某个需求点无法配送,则需要重新规划路径。
最后,根据出发节拍的时间差与消耗速率的乘积,可以计算出使用量,并将其与容量限制进行比较,以确定是否需要重新规划路径。
有九个需求点,一个车去送。移动路径已知。 目标为配送次数最少,具体公式为min∑_(C=1)^C▒T_C。其中c是第几个节拍的意思,tc是0-1 变量,当其取值为0 表示在第C个节拍不出发配送,取值为1时表示在这个节拍出发配送。求解在那些节拍进行配送。约束条件为:使用量:出发时间差与消耗速率的乘积;车到达之前需求点的剩余物料数量不低于各点要求最小数量;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;车能够装的起需求点需求的数量的总共重量600。染色体编码方式采用分段染色体编码,前一段表示节拍,后一段表示各点各节拍的配送数量;解码过程将节拍取0的各点配送数量全部转换为0,取1的节拍正常配送。交叉染色体的第一部分采用单点交叉,第二部分采用两点交叉,变异染色体的第一部分采用翻转变异,第二部分采用最大最小边界之间的变异。车的速度是0.8,各个需求点之间的距离固定;求目标函数总次数最小的matlab代码示例。对这里面的目标函数进行定义并展示具体代码
目标函数的定义为:
```
function [fval] = objectiveFunction(x)
% x: 长度为2n,前n个元素表示是否在对应节拍出发配送,后n个元素表示各需求点各节拍的配送数量
% fval: 需求点配送次数的最小值
n = length(x) / 2;
% 计算配送次数
T = zeros(n, 1);
for i = 1:n
for j = 1:n
T(i) = T(i) + x(j) * x(n + i * n + j);
end
end
% 目标函数
fval = sum(T);
end
```
遗传算法的实现如下:
```
function [x, fval] = geneticAlgorithm()
% 初始化参数
n = 9;
lb = zeros(1, 2 * n);
ub = ones(1, 2 * n);
ub(n+1:end) = 600;
popSize = 50;
maxGen = 100;
pc = 0.8;
pm = 0.1;
% 初始化种群
pop = zeros(popSize, 2 * n);
for i = 1:popSize
pop(i, :) = rand(1, 2 * n) > 0.5;
end
% 进化
for gen = 1:maxGen
% 评估适应度
fitness = zeros(1, popSize);
for i = 1:popSize
fitness(i) = objectiveFunction(pop(i, :));
end
% 选择
newPop = zeros(popSize, 2 * n);
for i = 1:popSize
j = rouletteWheelSelection(fitness);
k = rouletteWheelSelection(fitness);
if rand() < pc
[newPop(i, :), ~] = crossover(pop(j, :), pop(k, :));
else
newPop(i, :) = pop(j, :);
end
end
% 变异
for i = 1:popSize
if rand() < pm
newPop(i, :) = mutation(newPop(i, :), lb, ub);
end
end
% 更新种群
pop = newPop;
end
% 返回最优解
[fval, idx] = min(fitness);
x = pop(idx, :);
end
function [child1, child2] = crossover(parent1, parent2)
% 单点交叉
n = length(parent1);
pt = randi([1, n-1]);
child1 = [parent1(1:pt), parent2(pt+1:end)];
child2 = [parent2(1:pt), parent1(pt+1:end)];
end
function [mutant] = mutation(parent, lb, ub)
% 翻转变异
n = length(parent);
pt = randi([1, n]);
mutant = parent;
mutant(pt) = ~mutant(pt);
% 最大最小边界之间的变异
for i = n/2+1:n
if mutant(i) < lb(i)
mutant(i) = lb(i);
elseif mutant(i) > ub(i)
mutant(i) = ub(i);
end
end
end
function [idx] = rouletteWheelSelection(fitness)
% 轮盘赌选择
cumFitness = cumsum(fitness);
idx = find(rand() * cumFitness(end) <= cumFitness, 1, 'first');
end
```
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