遗传算法求解TSP问题实验报告.doc
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1、人工智能实验报告实验六 遗传算法实验II一、实验目的:熟悉和掌握遗传算法的原理、流程和编码策略,并利用遗传求解函数优化问题,理解求解TSP问题的流程并测试主要参数对结果的影响。二、实验原理:旅行商问题,即TSP问题(Traveling Salesman Problem)是数学领域中著名问题之一。假设有一个旅行商人要拜访n个城市,他必须选择所要走的路径,路经的限制是每个城市只能拜访一次,而且最后要回到原来出发的城市。路径的选择目标是要求得的路径路程为所有路径之中的最小值。TSP问题是一个组合优化问题。该问题可以被证明具有NPC计算复杂性。因此,任何能使该问题的求解得以简化的方法,都将受到高度的评
2、价和关注。遗传算法的基本思想正是基于模仿生物界遗传学的遗传过程。它把问题的参数用基因代表,把问题的解用染色体代表(在计算机里用二进制码表示),从而得到一个由具有不同染色体的个体组成的群体。这个群体在问题特定的环境里生存竞争,适者有最好的机会生存和产生后代。后代随机化地继承了父代的最好特征,并也在生存环境的控制支配下继续这一过程。群体的染色体都将逐渐适应环境,不断进化,最后收敛到一族最适应环境的类似个体,即得到问题最优的解。要求利用遗传算法求解TSP问题的最短路径。三、实验内容: 1、参考实验系统给出的遗传算法核心代码,用遗传算法求解TSP的优化问题,分析遗传算法求解不同规模TSP问题的算法性能
3、。 2、对于同一个TSP问题,分析种群规模、交叉概率和变异概率对算法结果的影响。 3、增加1种变异策略和1种个体选择概率分配策略,比较求解同一TSP问题时不同变异策略及不同个体选择分配策略对算法结果的影响。 4、上交源代码。四、实验报告要求: 1、画出遗传算法求解TSP问题的流程图。2、 分析遗传算法求解不同规模的TSP问题的算法性能。规模越大,算法的性能越差,所用时间越长。3、对于同一个TSP问题,分析种群规模、交叉概率和变异概率对算法结果的影响。(1) 种群规模对算法结果的影响x01.13.537844.592y1.13245.1844.592实验次数:10最大迭代步数:100交叉概率:0
4、.85变异概率:0.15种群规模平均适应度值最优路径1025.2644-5-8-7-6-3-1-0-9-22026.34282-9-1-0-3-6-7-5-8-43025.16521-3-6-7-5-8-4-2-9-05025.16520-1-3-6-7-5-8-4-2-98025.16529-0-1-3-6-7-5-8-4-210025.16521-0-9-2-4-8-5-7-6-315025.16525-8-4-2-9-0-1-3-6-720025.16521-3-6-7-5-8-4-2-9-025025.16523-1-0-9-2-4-8-5-7-630025.16525-8-4-2-9
5、-0-1-3-6-7如表所示,显然最短路径为25.1652m,最优路径为1-0-9-1-3-6-7-5-8-4-2或3-1-0-9-2-4-8-5-7-6,注意到这是一圈,顺时针或者逆时针都可以。当种群规模为10,20时,并没有找到最优解。因此并不是种群规模越小越好。(2) 交叉概率对算法结果的影响x91.13.53.57844.532y1.13145.1318.591实验次数:15种群规模:25最大迭代步数:100变异概率:0.15实验结果:交叉概率最好适应度最差适应度平均适应度最优解0.00128.044736.656732.60029-2-6-0-5-4-8-7-3-10.0127.09
6、3534.994332.14957-8-3-1-9-2-6-0-5-40.128.044735.303331.93727-3-1-9-2-6-0-5-4-80.1528.044734.117531.21830-5-4-8-7-3-1-9-2-60.228.710833.951230.90353-1-9-2-6-5-0-4-7-80.2528.044735.162330.74561-3-7-8-4-5-0-6-2-90.327.093531.994129.94288-3-1-9-2-6-0-5-4-70.3527.093532.808530.99459-1-3-8-7-4-5-0-6-20.42
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