الگوریتم رقابت استعماری فروشنده دوره گرد – الگوریتم رقابت استعماری برای حل مسئله فروشنده دوره گرد TSP در متلب

سورس کد الگوریتم رقابت استعماری برای حل مسئله فروشنده دوره گرد TSP در متلب عنوان موضوعی است که در این پست به آن پرداخته می‌شود. الگوریتم رقابت استعماری با نام Imperialist Competitive Algorithm یا الگوریتم ICA نیز نامیده می‌شود. در این مجموعه سعی می‌کنیم تا جزئیات بهتری از سورس کد الگوریتم رقابت استعماری فروشنده دوره گرد در متلب ICA ارائه دهیم.

الگوریتم رقابت استعماری (ICA)

همانند همه الگوریتم‌های قرار گرفته در دسته الگوریتم‌های بهینه سازی، الگوریتم رقابت استعماری نیز مجموعه اولیه‌ای از جواب‌های احتمالی را تشکیل می‌دهد. این جواب‌های اولیه در الگوریتم ژنتیک با عنوان «کروموزوم»، در الگوریتم ازدحام ذرات با عنوان «ذره» و در الگوریتم رقابت استعماری نیز با عنوان «کشور» شناخته می‌شوند. الگوریتم رقابت استعماری با روند خاصی که در ادامه می‌آید، این جوابهای اولیه (کشورها) را به تدریج بهبود داده و در نهایت جواب مناسب مسئله بهینه‌سازی (کشور مطلوب) را در اختیار می‌گذارد.

پایه‌های اصلی این الگوریتم را سیاست همسان سازی (Assimilation)، رقابت استعماری (Imperialistic Competition) و انقلاب (Revolution) تشکیل می‌دهند. این الگوریتم با تقلید از روند تکامل اجتماعی، اقتصادی و سیاسی کشورها و با مدل‌سازی ریاضی بخش‌هایی از این فرایند، عملگرهایی را در قالب منظم به صورت الگوریتم ارائه می‌دهد که می‌توانند به حل مسائل پیچیده بهینه‌سازی کمک کنند.

در واقع این الگوریتم جواب‌های مسئله بهینه‌سازی را در قالب کشورها نگریسته و سعی می‌کند در طی فرایندی تکرار شونده این جواب‌ها را رفته رفته بهبود داده و در نهایت به جواب بهینه مسئله برساند.

مراحل الگوریتم رقابت استعماری

مراحل کلی روند الگوریتم به‌صورت زیر است.

1. چند نقطه تصادفی روی تابع انتخاب کرده و امپراتوری‌های اولیه را تشکیل بده.
2. مستعمرات را به سمت کشور امپریالیست حرکت بده (سیاست همسان‌سازی یا جذب).
3. عملگر انقلاب را اعمال کن.
4. اگر مستعمره‌ای در یک امپراتوری وجود داشته باشد که هزینه‌ای کمتر از امپریالیست داشته باشد جای مستعمره و امپریالیست را عوض کن.
5. هزینه کل یک امپراتوری را حساب کن (با در نظر گرفتن هزینه امپریالیست و مستعمراتشان).
6. یک (چند) مستعمره از ضعیف‌ترین امپراتوری را انتخاب کرده و آن را به امپراتوری که بیشترین احتمال تصاحب را دارد، بده.
7. امپراتوری‌های ضعیف را حذف کن.
8. اگر تنها یک امپراتوری باقیمانده باشد توقف کن و در غیر این صورت به ۲ برو.

برای درک کامل الگوریتم الگوریتم رقابت استعماری مقاله‌ای تحت عنوان الگوریتم رقابت استعماری IMPERIALIST COMPETITIVE ALGORITHM  آماده کرده‌ایم که می‌توانید مطالعه کنید.

مسئله فروشنده دورگرد TSP

مساله فروشنده دوره گرد Travelling salesman problem یا به اختصار TSP مساله‌ای است که شرح آن خیلی آسان می‌باشد. تعریف آن بدین صورت است که تعداد متناهی شهر با هزینه پیمایش بین هر جفت از آنها داده می‌شود و هدف مساله این است که یک فروشنده دوره گرد تمامی این شهرها را به گونه‌ای ملاقات کند که هر یک از این شهرها را فقط یک بارملاقات کرده و دوباره به شهر آغازین برگردد با این شرط که با کمترین هزینه پیمایش این کار را انجام دهد.

به طور کلی هدف پیدا کردن کم هزینه‌ترین تور برای ملاقات همه شهرها و بازگشت به شهر آغازین حرکت است. مساله فروشنده دوره گرد در شکل ساده و اختصاری با نام TSP شناخته می‌شود. شکل ۳- ۱ یک نمونه جواب از مساله فروشنده دوره گرد که در سال ۱۵۹۱ برای ۱۵ شهر از کشور آمریکا مطرح شد را نشان می دهد که با روش شاخه وحد حل شد.

سورس حل مسئله فروشنده دوره گرد TSP با الگوریتم ICA در متلب

در این قسمت سورس برنامه حل مسئله فروشنده دوره گرد TSP با الگوریتم ICA در متلب آماده شده است این سورس کد شامل ۱۳ فایل می‌باشد که عبارتند از:

• TSPICA.m: فایل اصلی برنامه است و فراخوانی دیگر توابع و مقادیر پارامترها و الگوریتم ICA در داخل این فایل قرار دارد.
• CreateModel.m: برای ایجاد شهرهای فاصله و مختصات هر یک از شهرها از این تابع استفاده می‌شود.

function model=CreateModel()

    x=[82 91 12 92 63 9 28 55 96 97 15 98 96 49 12 92 63 9 28 55 96 97 15 98 80 14 42 92 80 96];
    
    y=[12 92 63 9 28 55 96 97 15 98 66 3 85 94 68 76 75 39 66 17 71 3 27 4 9 83 70 32 95 3];
    
    n=numel(x);
    
    D=zeros(n,n);
    
    for i=1:n-1
        for j=i+1:n
            
            D(i,j)=sqrt((x(i)-x(j))^2+(y(i)-y(j))^2);
            
            D(j,i)=D(i,j);
            
        end
    end
    
    model.n=n;
    model.x=x;
    model.y=y;
    model.D=D;

end

PlotSolution.m: برای رسم مسیرهای بین شهرها از این تابع استفاده می‌شود.

function PlotSolution(tour,model)

    tour=[tour tour(1)];
    
    plot(model.x(tour),model.y(tour),'k-s',...
        'MarkerSize',12,...
        'MarkerFaceColor','y',...
        'LineWidth',2);

end

• MyCost.m: این تابع برای محاسبه طول مسیرهای یک تور یا یک پیمایش کامل شهرها بکار می‌رود.

function [z sol]=MyCost(s,model) 
 
    d=model.d; 
 
    [~, tour]=sort(s); 
    sol.tour=tour; 
     
    n=numel(tour); 
     
    tour=[tour tour(1)]; 
     
    L=0; 
    for i=1:n 
        L=L+d(tour(i),tour(i+1)); 
    end 
     
    sol.L=L; 
     
    z=L; 
 
end

برای دریافت سورس کامل محصول لطفا آن را خریداری کنید.

تصاویر خروجی محصول

ویدئوی معرفی محصول

درباره الگوریتم رقابت استعماری فروشنده دوره گرد

سورس برنامه حل مسئله فروشنده دوره گرد TSP با الگوریتم رقابت استعماری ICA در متلب عنوان اثری است که در این پست به آن پرداخته شده است. اثر در نرم افزار متلب نوشته شده و بصورت کامل توسط گروه پشتیبانی پی استور تست و اجرا شده است و دارای نشان تضمین کیفیت پی استور می‌باشد. برای دانلود اثر مذکور آن را خریداری کنید.