蚁群算法的改进和其在TSP问题中的应用.doc

蚁 群 算 法 的 改 进 及 其 在TSP 问 题 中 的 应用 雷德明 吴智铭 上海交通大学 自动化研究所 200030 上海 摘要：在过去的10多年，蚁群算法（ACO）的研究和应用取得了很大的进展，大量结果证明了算法的有效性和在某些领域的优势。算法的基本缺陷：有哪些信誉好的足球投注网站时间过长和容易陷入局部解也得到了一定程度的解决，提出了一些有效的方法。但问题并未完全消除。本文首先分析了ACO中产生停滞现象的原因，然后给出了一种解决方案，通过直接交换部分边上的信息素和合理设定每条边的信息素挥发率，来克服算法停滞现象。仿真结果表明上述方法是可行和有效的。 关键词：蚁群算法 信息素 旅行商问题 The Improvement of Ant Colony Optimization Algorithm and its Application to TSP problem Lei Deming Wu Zhiming (Shanghai Jiaotong University , Institute of Automation ,20030,Shanghai) Abstract: The researches and applications on ACO algorithm have made great progresses in the past more than ten years. A number of results prove the validity of the algorithm and its advantages in some fields. Its basic shortcomings, which are long searching time and easily jumping into local optimal solution, also have been overcome partially and some effective methods are introduced. However, the problems aren’t completely solved. This paper first analyzes the grounds producing stagnation and then introduces a new solution for excluding stagnation, which includes the direct exchange of pheromone on some edges and dynamically setting evaporation rate for each edge .The simulation results demonstrate that the above approach is reasonable and efficient. Keyword: Ant Colony Optimization algorithm pheromone TSP problem 1．引论 蚁群算法（ACO）是受自然界中蚂蚁有哪些信誉好的足球投注网站食物行为启发而提出的一种智能优化算法。单个蚂蚁是脆弱的，但整个蚁群的群居生活却能完成许多单个个体无法承担的工作，蚂蚁间借助于信息素这种化学物质进行信息的交流和传递，并表现出正反馈现象：某段路径上经过的蚂蚁越多，该路径被重复选择的概率就越高。正反馈机制和通讯机制是蚁群算法的两个重要基础。正反馈作用能加快算法的有哪些信誉好的足球投注网站，也会导致算法出现停滞现象，而通讯机制能使个体相互协作，有利于算法有哪些信誉好的足球投注网站到更优解。目前，该算法在组合优化包括TSP, QAP等、车辆路径问题、电力系统中故障点的估计以及通讯网络等诸多领域得到应用。 蚁群算法是一种本质并行的算法，和其它智能算法不同，其有哪些信誉好的足球投注网站时间比较长，新解的产生不是直接在已有解的基础上通过变换如GA的交叉算子而得到的，和其他算法一样，该算法也容易陷于局部最优解，使有哪些信誉好的足球投注网站停滞。本文给出了一种改进方案，通过直接交换部分边上的信息素和合理设定每条边的信息素挥发速度，来避免算法出现停滞现象。仿真结果表明新方法是可行和有效的。 2．蚁群算法基本原理 和遗传算法不同，关于蚁群算法的介绍往往要结合具体问题进行，通常选择的问题是TSP问题。该问题可以描述如下： 设有个城市集，任意两个城市之间的距离为，求一条经过每个城市仅一次的路径，使得 最小 表示t时刻位于城市的蚂蚁的个数，为蚂蚁的总数。表示t时刻边上的信息素量，＝(为常数)。