حل مسئله TSP با الگوریتم TLBO | حل فروشنده دوره گرد با بهینه سازی مبتنی بر آموزش

در این بخش حل مسئله TSP با الگوریتم TLBO با بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری در متلب قرار داده شده است. الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری یا همان الگوریتم TLBO یک روش بهینه سازی است که برای اولین بار توسط آقای Rao و همکاران در ژورنال معروف Computer-Aided Design از انتشارات ELSEVIER در مقاله‌ای با عنوان Teaching–learning-based optimization: A novel method for constrained mechanical design optimization problems معرفی شد.

در ادامه به تشریح مختصری از الگوریتم TLBO پرداخته خواهد شد و سپس حل مسئله فروشنده دوره گرد TSP با الگوریتم Teaching learning based optimization در متلب پرداخته خواهد شد.

الگوریتم TLBO

قبل از پرداختن به سورس کد حل مسئله TSP با الگوریتم TLBO توضیحات مختصری از الگوریتم ارائه می‌دهیم. الگوریتم بهینه سازی TLBO یا بهینه سازی مبتنی بر یادگیری و آموزش برای اولین بار توسط آقای Rao و همکاران در سال ۲۰۱۱ معرفی شد. الگوریتم بهینه سازی TLBO براساس تاثیر یک معلم بر روی خروجی دانش آموزان در یک کلاس است.

به طور کلی در یک کلاس معلم فردی تعیین می‌شود که دارای مقدار بهتری از لحاظ تابع تناسب است و سطحی بالاتری نسبت به دانش آموزان دارد و می‌تواند دانش آموزان را با دانش خود سهیم نماید. یک معلم خوب، یک میانگین بهتر برای دانش آموزان تولید می‌کند. در هر مرحله و تکرار معلم کسی است، که بهترین فرد کلاس باشند و بهترین تابع هدف را دارد. البته در هر مرحله ممکن است معلم تغییر نماید.

مراحل الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر یادگیری و آموزش TLBO

الگوریتم بهینه سازی TLBO دارای دو مرحله یا دو فاز اصلی است که عبارتند از:

• مرحله معلم یا فاز آموزش
• مرحله دانش آموز یا فاز یادگیری

برای مشاهده جزئیات این الگوریتم مقاله‌ی کاملی در این سایت با نام الگوریتم بهینه سازی TLBO (بهینه سازی مبتنی بر یادگیری و آموزش) آماده کرده‌ایم که می‌توانید آن را مطالعه فرمایید.

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 هریک 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 زیر یک نمونه جواب از مساله فروشنده دوره گرد که در سال ۱۵۹۱ برای ۱۵ شهر از کشور آمریکا مطرح شد را نشان می‌دهد که با روش شاخه وحد حل شد.

سورس کد حل مسئله TSP با الگوریتم TLBO در متلب

حل مسئله TSP با الگوریتم TLBO در متلب شامل ۴ فایل می‌باشد که عبارتند از:

• main.m: فایل اصلی برنامه است و فراخوانی دیگر توابع و مقادیر پارامترها و الگوریتم TLBO در داخل این فایل قرار دارد.
• CreateModel.m: برای ایجاد شهرهای فاصله و مختصات هریک 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

• TourLength.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

درباره محصول

سورس کد حل مسئله TSP با الگوریتم TLBO با الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری در متلب عنوان اثری است که در این پست به آن پرداخته شده است. سورس کد 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.