蚁群优化算法在求解最短路径问题中的研究与应用--《安徽大学》2012年硕士论文
蚁群优化算法在求解最短路径问题中的研究与应用
【摘要】：最短路径问题一直是交通工程学、计算机科学、城市规划等学科的研究热点,研究最短路径问题具有重要的意义和实用价值。在求解此问题时,传统的最短路径算法有Dijkstra算法,动态规划算法,启发性的搜索算法有模拟退火算法、遗传算法、蚁群算法等。
蚁群算法作为仿生优化算法,它的全局搜索、正反馈、鲁棒性、易与其他仿生优化算法结合、分布式计算等特点,体现出了求解复杂优化问题的优越性,吸引了越来越多人的研究。从一开始被运用在解决旅行商问题到图着色问题、车辆调度问题,再后来应用在动态组合优化问题如通讯网络路由问题等等,蚁群算法已经广泛应用到各个其他领域中,许多学者通过研究基本蚁群算法,针对它的收敛速度慢和早熟缺点,提出了很多改进的蚁群优化算法,如蚁群系统、带精英策略的蚁群算法、多态蚁群算法、基于免疫的蚁群算法、自适应蚁群算法等。
本文首先系统地论述了基本的蚁群算法,介绍了几种常见的蚁群优化算法,并对蚁群系统进行了深入的分析,然后针对蚁群算法在求解交通网络两点之间最短路径问题时存在收敛速度慢和容易出现搜索停滞现象等缺点,为提高搜索效率和质量,提出了一种改进的蚁群算法,改进如下：
1.通过在初始化信息素时加入方向引导因素,减少了劣质解,提高了解空间的质量;
2.设计了一个动态因子,使其自适应平滑地更新迭代最优解路径信息素,很好地利用了较优的解,提高了搜索比较好的解空间能力,有效地避免算法求解出现早熟。
仿真实验结果表明,不但算法在收敛速度有大幅度地提高,而且在避免易于陷入局部最优解方面取得了很好的效果,该改进算法是有效的、可行的。最后把改进的蚁群优化算法应用到GIS交通网络最短路径问题中,提高了搜索到全局最优解的速度。
【关键词】：
【学位授予单位】：安徽大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TP301.6;O224【目录】：
摘要3-4Abstract4-9第一章 绪论9-16 1.1 选题背景及意义9-10 1.2 最短路径问题10-13
1.2.1 最短路径问题定义10-11
1.2.2 最短路径问题研究方法11
1.2.3 最短路径问题求解方法11-13 1.3 论文研究工作及结构安排13-16第二章 蚁群优化算法16-29 2.1 蚁群算法16-23
2.1.1 蚁群算法的基本原理16-18
2.1.2 蚁群算法的数学模型18-20
2.1.3 蚁群算法的实现步骤20
2.1.4 蚁群算法的应用20-22
2.1.5 蚁群算法的优缺点22-23 2.2 精英蚂蚁系统23-24 2.3 基于排序的蚂蚁系统24-25 2.4 蚁群系统25-26 2.5 最大最小蚂蚁系统26-27 2.6 自适应蚂蚁系统27 2.7 小结27-29第三章 蚁群系统求解无向图最短路径问题29-39 3.1 无向图最短路径问题29-31 3.2 蚁群系统求解无向图最短路径问题31-32
3.2.1 算法模型31-32
3.2.2 算法步骤32 3.3 蚁群系统主要参数的仿真分析32-38
3.3.1 信息启发式因子α对算法性能的影响33-34
3.3.2 期望启发式因子β对算法性能的影响34-35
3.3.3 局部更新信息素挥发因子ρ对算法性能的影响35-36
3.3.4 全局更新信息素挥发因子σ对算法性能的影响36-37
3.3.5 蚂蚁数目m对算法性能的影响37-38 3.4 小结38-39第四章 改进的蚁群优化算法求解无向图最短路径39-46 4.1 算法设计思想39-40 4.2 初始化信息素的改进40 4.3 全局信息素的改进40-41 4.4 算法步骤41-42 4.5 仿真结果与分析42-45
4.5.1 与ACS算法的比较42-43
4.5.2 与其他算法的比较43-45 4.6 小结45-46第五章 改进的蚁群优化算法应用于GIS交通网络最短路径问题46-56 5.1 GIS46-48
5.1.1 GIS概念46
5.1.2 GIS发展现状46-47
5.1.3 GIS数据模型47-48 5.2 平台的建立48-54
5.2.1 网络拓扑结构49-53
5.2.2 地理平台构建53-54 5.3 实验仿真分析54-55 5.4 小结55-56第六章 结论与展望56-58 6.1 全文工作总结56-57 6.2 未来展望57-58参考文献58-62致谢62-63攻读学位期间发表的学术论文目录63攻读学位期间参加的科研项目63
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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库
胡夏云;[D];广东工业大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库
丁建立,陈增强,袁著祉;[J];计算机研究与发展;2003年09期
黄贵玲;高西全;靳松杰;谈飞洋;;[J];计算机工程与应用;2007年13期
王凌,段江涛,王保保;[J];计算机仿真;2005年01期
郑卫国;田其冲;张磊;;[J];计算机仿真;2010年07期
梁军;[J];中国勘察设计;2003年09期
陈华根,吴健生,王家林,陈冰;[J];同济大学学报(自然科学版);2004年06期
孙力娟,王良俊,王汝传;[J];通信学报;2004年10期
王颖,谢剑英;[J];系统仿真学报;2002年01期
张学敏;张航;;[J];自动化技术与应用;2009年06期
吴虎发;李学俊;;[J];中国电力教育;2011年27期
中国博士学位论文全文数据库
张水舰;[D];西南交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库
孙明雪;[D];吉林大学;2006年
汪采萍;[D];合肥工业大学;2007年
黄美玲;[D];南昌大学;2007年
陈艳;[D];北京交通大学;2007年
孙中华;[D];南京理工大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库
郭宽伟;岑国平;马文轩;李强;;[J];四川建筑科学研究;2012年01期
王侠;程乃伟;;[J];安防科技;2009年10期
张卫东,谢庆胜;[J];安徽地质;2001年04期
殷年;[J];安徽地质;2002年03期
任升莲;蔡昊;杨伟沃;肖延松;;[J];安徽地质;2009年04期
殷年;;[J];安徽建筑;2006年05期
林华;邓建;;[J];安徽建筑;2009年04期
李桂荣;张永福;;[J];安徽农学通报;2008年02期
李亚萍;马蓉;;[J];安徽农学通报;2008年10期
张莉娜;;[J];安徽农学通报(上半月刊);2010年17期
中国重要会议论文全文数据库
潘元庆;谷志云;李保贤;陈伟强;李天阁;;[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷（上册）[C];2007年
张雷;李刚;孟庆江;刘少杰;张欣卉;;[A];河南地球科学通报2008年卷（下册）[C];2008年
张宗可;许矿华;陈鹏;;[A];河南地球科学通报2010年卷（下册）[C];2010年
袁玏;;[A];全国测绘科技信息网中南分网第二十五次学术交流会论文集[C];2011年
高尚;江新姿;汤可宗;;[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
仲训昱;彭侠夫;周结华;;[A];中国自动化学会控制理论专业委员会C卷[C];2011年
季素;赵玮;;[A];华东六省一市电机（电力）工程学会输配电技术研讨会2006年年会论文集[C];2006年
季素;赵玮;;[A];第四届安徽科技论坛安徽省电机工程学会分论坛论文集[C];2006年
郏东耀;;[A];现代测量技术与地理信息系统科技创新及产业发展研讨会论文集[C];2009年
张元敏;殷志锋;周雅;;[A];第十三届全国信号处理学术年会（CCSP-2007）论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库
张子迎;[D];哈尔滨工程大学;2009年
孙鹏飞;[D];哈尔滨工程大学;2010年
杨萌;[D];哈尔滨工程大学;2010年
张进;[D];中国海洋大学;2009年
吴启涛;[D];中国海洋大学;2010年
刘文全;[D];中国海洋大学;2010年
倪丽萍;[D];合肥工业大学;2010年
曲建华;[D];山东师范大学;2010年
李鹤喜;[D];华南理工大学;2010年
周红军;[D];华东理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库
宋东峰;[D];河南理工大学;2010年
李颖;[D];河南理工大学;2010年
王晨亮;[D];山东科技大学;2010年
王辉;[D];山东科技大学;2010年
孙晓红;[D];山东科技大学;2010年
杨新忠;[D];山东科技大学;2010年
张京钊;[D];山东科技大学;2010年
殷慧;[D];山东科技大学;2010年
邵晓路;[D];浙江理工大学;2010年
耿东山;[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库
杨弋,顾幸生;[J];东南大学学报(自然科学版);2003年S1期
师凯;蔡延光;邹谷山;王涛;;[J];广东工业大学学报;2006年01期
刘云忠,宣慧玉;[J];管理工程学报;2005年01期
王训斌;陆慧娟;陈五涛;;[J];工业控制计算机;2009年01期
方跃建;杨春节;李平;曹柬;;[J];江南大学学报(自然科学版);2007年02期
徐滨;张亦;;[J];计算机仿真;2011年10期
吕雄伟;赵达;李军;;[J];计算机应用研究;2009年06期
陈君兰;叶春明;;[J];物流科技;2012年03期
李志杰;李蕊;张颖熙;;[J];经济研究参考;2012年46期
刘云霞;[J];西南交通大学学报(社会科学版);2005年03期
中国博士学位论文全文数据库
葛显龙;[D];重庆大学;2011年
蒋伟;[D];北京邮电大学;2008年
陆琳;[D];南京航空航天大学;2007年
陈宝文;[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库
王坤楠;[D];暨南大学;2011年
刘嵘;[D];北京邮电大学;2011年
刘云霞;[D];西南交通大学;2004年
滕玮;[D];华中师范大学;2006年
兰世海;[D];东华大学;2007年
贾振亮;[D];解放军信息工程大学;2007年
陈珊;[D];河南大学;2008年
全二明;[D];电子科技大学;2009年
刘霞;[D];太原科技大学;2009年
胡宇博;[D];郑州大学;2009年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库
王海梅;周献中;;[J];兵工学报;2006年03期
陈华根,吴健生,王家林;[J];吉林大学学报(地球科学版);2002年03期
张水舰;李永树;蔡国林;杨骏;;[J];测绘科学;2008年04期
郭林泉,赵鸿铎,姚祖康;[J];测绘通报;2001年07期
司连法,王文静;[J];测绘通报;2005年08期
李霖;[J];测绘学报;2000年01期
陆锋,周成虎,万庆;[J];测绘学报;2000年04期
陆锋;[J];测绘学报;2001年03期
陆锋,周成虎,万庆;[J];测绘学报;2002年02期
邓敏,刘文宝,冯学智;[J];测绘学报;2005年01期
中国博士学位论文全文数据库
张可;[D];北京工业大学;2001年
刘理峰;[D];重庆大学;2001年
谭国真;[D];大连理工大学;2002年
胡小兵;[D];重庆大学;2004年
葛宏伟;[D];吉林大学;2006年
于滨;[D];大连理工大学;2006年
高尚;[D];南京理工大学;2005年
左洪浩;[D];中国科学技术大学;2006年
吴建军;[D];北京交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库
裴钟哲;[D];北京工业大学;2000年
刘乃文;[D];大连理工大学;2002年
刘云翔;[D];国防科学技术大学;2002年
敖磊;[D];西安电子科技大学;2005年
高洪元;[D];哈尔滨工程大学;2005年
林志毅;[D];武汉理工大学;2006年
孙明雪;[D];吉林大学;2006年
林飞;[D];长安大学;2006年
赵扬帆;[D];中国海洋大学;2006年
张思峰;[D];山东科技大学;2006年
【相似文献】
中国期刊全文数据库
谢仕义;徐兵;;[J];计算机工程与应用;2006年16期
隽志才;倪安宁;贾洪飞;李杰;;[J];系统工程理论方法应用;2006年02期
王德刚;潘新;王德强;;[J];内蒙古农业大学学报(自然科学版);2006年03期
李成江;;[J];山东大学学报(理学版);2006年04期
尚靖;;[J];天津市财贸管理干部学院学报;2008年02期
李臣波;刘润涛;;[J];哈尔滨理工大学学报;2008年03期
侯炜;桑楠;苏芮;黄小红;;[J];微计算机信息;2009年33期
韩俊卿;;[J];科技传播;2010年08期
童宇;杨卫平;段丹青;;[J];科技信息;2010年30期
任振娜;;[J];电脑编程技巧与维护;2011年13期
中国重要会议论文全文数据库
易正俊;黄华;张业亭;;[A];第五届中国不确定系统年会论文集[C];2007年
龙栋材;李斌兵;;[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
刘惠艳;樊彦国;王心众;;[A];山东省测绘学术年会论文集[C];2006年
王海梅;周献中;;[A];全国第19届计算机技术与应用（CACIS）学术会议论文集（下册）[C];2008年
丛爽;杨洁;楼越升;;[A];2007中国控制与决策学术年会论文集[C];2007年
余迎;聂仁灿;周冬明;赵东风;;[A];2007'仪表，自动化及先进集成技术大会论文集（一）[C];2007年
周玉清;张红梅;;[A];第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会论文集[C];2006年
邹亮;徐建闽;;[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
崔岚;阮秋琦;;[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年
刘翔;袁俊江;;[A];第六届中国不确定系统年会论文集[C];2008年
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俞峰;[D];浙江大学;2009年
杨传勇;[D];武汉大学;2005年
戚铭尧;[D];中国科学院研究生院（遥感应用研究所）;2006年
屈鸿;[D];电子科技大学;2006年
潘常春;[D];上海交通大学;2009年
李引珍;[D];西南交通大学;2005年
孙凯;[D];上海交通大学;2009年
王海梅;[D];南京理工大学;2008年
戴光明;[D];华中科技大学;2004年
海军;[D];清华大学;2009年
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张晓波;[D];太原理工大学;2005年
张燕;[D];武汉大学;2005年
马建刚;[D];西安电子科技大学;2007年
万莉;[D];中南大学;2007年
张强;[D];陕西师范大学;2008年
刘佳;[D];太原科技大学;2007年
兰连意;[D];河北师范大学;2008年
侯炜;[D];电子科技大学;2009年
杨蔓;[D];西安科技大学;2009年
刘颖;[D];辽宁师范大学;2007年
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