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 مقاله ای 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 می دهیم. الگوریتم بهینه سازی TLBO یا بهینه سازی مبتنی بر یادگیری و آموزش برای اولین بار توسط آقای Rao و همکاران در سال 2011 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 می شود که دارای مقدار بهتری از لحاظ تابع تناسب است و سطحی بالاتری نسبت به دانش آموزان دارد و می تواند دانش آموزان را با دانش خود سهیم نماید. یک معلم خوب، یک میانگین بهتر برای دانش آموزان تولید می کند. 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 مقاله ی کاملی در این سایت با نام الگوریتم بهینه سازی TLBO (بهینه سازی مبتنی بر یادگیری و آموزش) آماده کرده ایم که می توانید آن را مطالعه فرمایید.

مسئله فروشنده دورگرد TSP

مساله فروشنده دوره گرد Travelling salesman problem یا به اختصار TSP مساله اي است که شرح آن خيلي آسان مي باشد. تعريف آن بدين صورت است که تعداد متناهي شهر با هزينه پيمايش بين هر جفت از آنها داده مي شود و هدف مساله اين است که يک فروشنده دوره گرد تمامي اين شهرها را به گونه اي ملاقات کند که هر يک از اين شهرها را فقط يک بارملاقات کرده و دوباره به شهر آغازين برگردد با اين شرط که با کمترين هزينه پيمايش اين کار را انجام دهد.

به طور کلي هدف پيدا کردن کم هزينه ترين تور براي ملاقات همه شهرها و بازگشت به شهر آغازين حرکت است. مساله فروشنده دوره گرد در شکل ساده و اختصاري با نام TSP شناخته مي شود. شکل زیر يک نمونه جواب از مساله فروشنده دوره گرد که در سال 1591 براي 15 شهر از کشور آمريکا مطرح شد را نشان مي دهد 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 4 فایل می باشد که عبارتند از:

• main.m: فایل اصلی برنامه است و فراخوانی دیگر توابع و مقادیر پارامتر ها و الگوریتم TLBO در داخل این فایل قرار دارد.
• CreateModel.m: برای ایجاد شهرهای فاصله و مختصات هر یک از شهرها از این تابع استفاده می شود.

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 مسیر های بین شهرها از این تابع استفاده می شود.

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 می رود.

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 محصولی است که در این پست به آن پرداخته شده است. محصول در نرم افزار متلب نوشته شده و بصورت کامل توسط گروه پشتیبانی پی استور تست و اجرا شده است. محصول دارای نشان تضمین کیفیت پی استور می باشد. برای دانلود محصول آن را خریداری کنید.

مباحث مرتبط با الگوریتم TLBO

مباحث مرتبط با مسئله فروشنده دوره گرد