5.4算法求解结果
图一 散点图最优表示
图二 仿真图表示
5.4根据实际情况的求解答案
路线:
杭州——上海——南京——合肥——武汉——南昌——长沙——重庆——成都——西安——郑州——济南——天津——沈阳——长春——哈尔滨——北京——石家庄——太原——呼和浩特——银川——兰州——西宁——乌鲁木齐——拉萨——昆明——贵阳——南宁——海口——澳门——广州——香港——福州——杭州
实际数据图 起点 杭州 上海 南京 合肥 武汉 南昌 长沙 重庆 成都 西安 郑州 济南 天津 沈阳 长春 北京 太原 终点 上海 南京 合肥 武汉 南昌 长沙 重庆 成都 西安 郑州 济南 天津 沈阳 长春 哈尔滨 石家庄 总距离/公里 公路/公里 时间/小时 高速/公里 时间/小时 总时间/小时 天数 177.6 299.2 175.6 378 355.4 345.3 892.4 311.7 712.9 482 436.6 325.4 664.5 380.4 271.4 1241.6 292.2 240.8 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 67.5 0 0 29.6 339.3 2667.1 2223.8 0 0 0 0 0 0 0 0 5327.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.125 0 0 5.655 177.6 299.2 175.6 378 355.4 345.3 892.4 311.7 712.9 482 436.6 325.4 664.5 380.4 271.4 1241.6 292.2 240.8 401.1 718.2 440.7 1401.5 1.776 2.992 1.756 3.78 3.554 3.453 8.924 3.117 7.129 4.82 4.366 3.254 6.645 3.804 2.714 12.416 2.922 2.408 4.011 7.182 4.407 1.958 14.015 0 0 5.075 5.778 4.74 5.836 1.367 1.727 8.645 6.185 1.776 2.992 1.756 3.78 3.554 3.453 8.924 3.117 7.129 4.82 4.366 3.254 6.645 3.804 2.714 12.416 2.922 2.408 5.136 7.182 4.407 19.67 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 3 哈尔滨 北京 石家庄 太原 呼和浩银川 特 银川 兰州 西宁 兰州 西宁 呼和浩特 468.6 718.2 440.7 225.4 0.493333333 195.8 2.451333333 1 乌鲁木齐 1740.8 2667.1 2223.8 507.5 577.8 474 583.6 136.7 172.7 864.5 618.5 20402.9 乌鲁木拉萨 齐 拉萨 昆明 贵阳 南宁 海口 澳门 广州 香港 福州 总计 昆明 贵阳 南宁 海口 澳门 广州 香港 福州 杭州 44.45166667 0 37.06333333 0 0 0 0 0 0 0 0 0 507.5 577.8 474 583.6 136.7 172.7 864.5 618.5 44.45166667 6 37.06333333 5 5.075 5.778 4.74 5.836 1.367 1.727 8.645 6.185 150.756 1 1 1 1 1 1 1 1 45 88.78833333 15075.6 150.756
最终的最优解,最短路径长度为20402.9公里,时间为45天。
六、模型评价
本文采用MATLAB实现遗传算法求解TSP问题,对结果进行了分析。遗传算法是一种智能优化算法。该模型最大的缺点是,求出的不是最优解,而是近似最优解。同时,在做该模型时,是通过经纬度计算,算出的距离接近于两地直线距离。而真实情况中,大部分公路都不是笔直的,而是弯弯曲曲的,因此该模型求解答案与真实值有差距。同时,建最短时间模型过程中,忽略了很多客观的不定因素,比如天气问题等,会使正常计划受到一定的影响。还有驶入高速前的一段公路上的速度也被近似看成高速车速。但是本模型用区域性划分和动态分析法解决游遍全国的省会城市、直辖市、香港、澳门,相对于传统的动态规划解法,达到了省时、简便的效果,大大降低了计算的复杂性。我们还需再靠近实际情况,再精确该模型,减少误差。
七、参考文献
[1]铁菊红,彭辉:一种改进的基于高斯分布拟合的提取标志点像素坐标方法。Computer and Modernization,2008(4)。
[2]解晨,韦雄亦:模拟退火算法和遗传算法的比较与思考。电脑知识与技术,2013,9(19)。
[3]王勇:用遗传算法求解中国旅行商问题。哈尔滨商业大学学报:自然科学版,2005(4)。
[4]刘英:遗传算法中适应度函数的研究。兰州工业高等专科学校学报,2006.9,vol13(3)。
[5]周凯,宋全军,邬学军:数学建模竞赛与提高,图与网络模型。
[6] 王剑文,戴光明,谢柏桥,张全元。求解 TSP 问题算法综述[J]。计算机 工程与科学.2008(02)。
八、附录
基于Java的经纬度坐标与地图容器像素坐标转换器
经纬度坐标与地图容器像素坐标相互转换