一、遗传算法简介
1 引言
2 遗传算法理论
2.1 遗传算法的生物学基础
2.2 遗传算法的理论基础
2.3 遗传算法的基本概念
2.4 标准的遗传算法
2.5 遗传算法的特点
2.6 遗传算法的改进方向
3 遗传算法流程
4 关键参数说明
二、部分源代码
clear;clc;close all;
%% 生成随机OD矩阵
%od()
%%遗传参数设置
NUMPOP=200;%初始种群大小
irange_l=1; %问题解区间
irange_r=35;
LENGTH=24; %二进制编码长度
ITERATION = 10000;%迭代次数
CROSSOVERRATE = 0.8;%杂交率
SELECTRATE = 0.4;%选择率
VARIATIONRATE = 0.2;%变异率
OD = xlsread('OD.xlsx');% 苏州地铁2号线调查问卷OD出行矩阵
h = xlsread('区间运行时间.xlsx'); % 苏州地铁2号线区间长度及运行时分
%初始化种群
pop=m_InitPop(NUMPOP,irange_l,irange_r);
pop_save=pop;
fitness_concat = [];
best_solution = [];
%开始迭代
for time=1:ITERATION
%计算初始种群的适应度
fitness=m_Fitness(pop, OD, h);
fitness_concat = [fitness_concat;max(fitness)];
pop_T = pop';
[m,index] = max(m_Fitness(pop, OD, h));
best_solution = [best_solution;pop(:,index)'];
%选择
pop=m_Select(fitness,pop,SELECTRATE);
%编码
binpop=m_Coding(pop,LENGTH,irange_l);
%交叉
kidsPop = crossover(binpop,NUMPOP,CROSSOVERRATE);
%变异
kidsPop = Variation(kidsPop,VARIATIONRATE);
%解码
kidsPop=m_Incoding(kidsPop,irange_l);
%更新种群
pop=[pop kidsPop];
end
Mu = 26;
sigma = 10;
N = round(normrnd(Mu, sigma, [35 35]));
N = N + abs(min(N));
sum(sum(N))
if sum(sum(N)) > 35000 ;
if sum(sum(N)) < 40000;
xlswrite('test.xlsx',N,'Sheet1')
end
end
function fitness=m_Fitness(pop, OD, h)
%% Fitness Function
for n=1:size(pop,2)
a = pop(1,n);
b = pop(2,n);
f1 = pop(3,n);
f2 = pop(4,n);
%% 约束条件，不满足约束则适应度值无穷小
%% 1) a,b,f1,f2 不能为0
if a == 0 || b == 0 || f1 == 0 || f2 == 0
fitness(n) = 1/1000000000;
continue;
end
%% 2) a,b,f1,f2 不能超过35
if a > 35 || b > 35 || f1 >35 || f2 >35
fitness(n) = 1/1000000000;
continue;
end
%% 3) 列车数量约束
if (sum(h) * 120 + 1170) *( f1 - 16) + (sum(h(a: b-1)) + (b - a + 1) * 30 + 120) * f2 > 0
fitness(n) = 1/1000000000;
continue;
end
%% 4) 满载率约束
% constraint2 = [];
% for j = 2:33
% constraint2(j) = (sum(sum(OD(1:j, j+1:35)))/(f1+f2)) * (sum(sum(OD(j+1:35,1:j)))/(f1+f2));
% end
% if max(constraint2) > 1 * 1460
% fitness(n) = 1/1000000000;
% continue;
% end
%% 5) 最小追踪间隔
if f1 + f2 > 30
fitness(n) = 1/1000000000;
continue;
end
%% 5) 最小发车间隔
if f1 < 12
fitness(n) = 1/1000000000;
continue;
end
%% 主要适应度函数，设置为目标函数的倒数，即目标函数要求最小，那么越小，适应度就越大
fitness(n)= 1/m_Fx(pop(:,n), OD);
end
function y=m_Fx(x, OD)
%% 要求解的函数
%% Z = Q1 * t1d + Q2 * t2d
y = (sum(sum(OD)) - sum(sum(OD(x(1):x(2),x(1):x(2))))) * (30/x(3)) + sum(sum(OD(x(1):x(2),x(1):x(2)))) * (30/(x(3)+x(4)));
end
三、运行结果
四、matlab版本及参考文献
1 matlab版本 2014a
2 参考文献 《智能优化算法及其MATLAB实例（第2版）》包子阳 余继周 杨杉著 电子工业出版社
