[경로 계획] MATLAB 유전 알고리즘 기반 버스 스케줄링 시스템 분석 [Matlab 소스 코드 220주기 포함]

1. 소개

1 버스 스케줄링 시스템의 배경 분석.
도시 교통 시설 건설이 교통 수요 증가율에 뒤처짐에 따라 도시 교통 상황은 나날이 악화되고 있으며, 주요 교통 교차로와 일부 도로에서는 교통 혼잡이 다양하게 발생합니다. 이 문제는 도시 개발을 제한하는 병목 현상이되었습니다.
도시 교통 시스템은 도시 도로 네트워크, 차량 및 관리 시스템으로 구성된 개방적이고 복잡한 시스템입니다. 도시 교통 문제를 해결하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 예를 들어 현재의 번호 제한 조치가 더 나은 방법 중 하나입니다. 번호 제한 운영을 통해 버스를 타는 사람이 늘어나므로 버스 문제 해결 방법 특히 일정이 필요합니다. 대중 교통 스케줄링 시스템의 문제를 합리적으로 해결하는 것은 복잡한 문제로 사람, 차량, 도로 등 복잡한 요소를 고려해야하기 때문에 도시 도로 교통 문제를보다 잘 해결하기 위해서는 첨단 기술 방법을 사용할 필요가 있습니다. 오늘날 지능형 교통 시스템 (ITS)은이 문제를 해결하는 중요한 방법 중 하나가되었습니다.
운행중인 차량의 지능형 스케줄링은 대중 교통 차량의 지능형 디스패치에서 해결해야 할 일반적인 문제 중 하나입니다. 지능형 교통 시스템 (ITS)의 맥락에서 버스 일정 수립은 도시 대중 교통의 핵심 콘텐츠입니다. 파견 및 대중 교통 파견의 일상적인 명령 차량의 정상적인 작동을위한 중요한 기반은 버스 디스패처 및 운전자 작업의 기본 기반이기도합니다. 합리적인 버스 일정은 버스 회사가 차량 활용 효율성을 개선하고 운영 비용을 절감하며 승객 대기 시간을 줄여 서비스 품질을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다.
2 차량 운전 모델
여기에 사진 설명 삽입
3 승객 탑승 및 하차 모델

4
유전 알고리즘 적용 단계 유전 알고리즘 GA는 진화론과 유전 이론을 기반으로 한 글로벌 최적화 방법입니다.
문제를 해결하기위한 간단한 유전 알고리즘의 기본 단계는 다음과 같습니다.
(1) 초기화 : 목적 함수에 대한 실행 가능한 솔루션 집합 인 초기 모집단 P (0)로 N 개체를 무작위로 생성합니다. 진화 대수 카운터를 0으로 설정하고 최대 진화 대수 iter_max를 설정합니다.
(2) 개별 평가 : 초기 모집단을 목적 함수로 대입하고 적합 함수에 따라 현재 모집단에서 각 모집단의 적합도를 계산합니다.
(3) 종료 조건 판단 : 종료 조건이 주어지면 알고리즘이 종료 조건을 만족하는지 판단하고, 만족할 경우 (8)으로 이동합니다.
(4) 선택 작업 : 초기 그룹에 대한 선택 작업을 수행하면 좋은 개인이 복사됩니다. 큰 숫자 및 저품질 개인에게 거의 복사되거나 심지어 제거된다
(5) 크로스 오버 계산 : 크로스 오버 계산 오버 확률에 기초하여 수행되고,
(6) 돌연변이 계산 : 크로스 오버 계산 돌연변이 확률에 기초하여 수행되고,
(7) 그룹 P (t) 선택 계산 및 교차 계산을 수행합니다. 돌연변이 작업 후 N 개의 새로운 개체로 구성된 차세대 인구 P (t + 1)를 얻은 다음 (2)로 이동하고, 그렇지 않으면 (4)로 이동합니다.
(8) 지속적인 진화는 결국 객관적인 기능, 적응을 얻게 될 것입니다. 가장 높은 정도의 개인이 문제의 최적 솔루션 또는 만족스러운 솔루션으로 출력되고 계산이 종료됩니다.
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둘째, 소스 코드

% 产生t(i)序列
clc,clear,close all
warning off
Tmin = 1;   % 表示相邻车辆间发车间隔的最小值(min)
Tmax = 10;  % 表示相邻车辆间发车间隔的最大值(min)
delta = 4;  % 表示相邻车辆发车间隔之差的限制值
m = 500;    % 表示总的发车次数(车次)
a = randi(10);  % t(1)第一个值的取值范围设定为1-10之间随机取值
t(1) = a;       % 赋值
maxt = 960;    % t(i)的最大值
% Loop
for i=2:m
    flag = 1;       % 标志变量
    while flag == 1
        % Tmin< t(i)-t(i-1) < Tmax
        a1 = randi(9);
        if a1>Tmin+2 && i==2
            t(i)=t(i-1)+a1; % Tmin < t(i)-t(i-1) < Tmax
            flag = 0;   % i 时间点计算完毕
        elseif a1>Tmin+2 && i>2  % |t(i+1)-2*t(i)+t(i-1)|<delta 
            t(i)=t(i-1)+a1; % Tmin < t(i)-t(i-1) < Tmax
            if abs( (t(i)-t(i-1)) -(t(i-1)-t(i-2)) )<delta
                flag = 0;  % i 时间点计算完毕
            end
        end
    end
    function flag=test(code)
% code       output: 染色体的编码值
global Tmin Tmax delta
x=code; %先解码
flag=1;
for i=3:length(x)
    else
        flag=0;
    end
end    
% 产生t(i)序列
function ret=Mutation(pmutation,lenchrom,chrom,sizepop,num,maxgen)
% 本函数完成变异操作
% pcorss                input  : 变异概率
% lenchrom              input  : 染色体长度
% chrom     input  : 染色体群
% sizepop               input  : 种群规模
% opts                  input  : 变异方法的选择
% pop                   input  : 当前种群的进化代数和最大的进化代数信息
% bound                 input  : 每个个体的上届和下届
% maxgen                input  ：最大迭代次数
% num                   input  : 当前迭代次数
% ret                   output : 变异后的染色体
function t = pop_meet_conditions(maxt)
global Tmin Tmax delta m tt PP Q cita
% 输入变量说明：
% Tmin = 1;   % 表示相邻车辆间发车间隔的最小值(min)
% Tmax = 10;  % 表示相邻车辆间发车间隔的最大值(min)
% delta = 4;  % 表示相邻车辆发车间隔之差的限制值
% m = 500;    % 表示总的发车次数(车次)
% maxt = 960;    % t(i)的最大值

% 输出变量说明：
% t为满足条件的个体

a = randi(10);  % t(1)第一个值的取值范围设定为1-10之间随机取值
t(1) = a;       % 赋值

flag = 1;       % 标志变量
% Loop
while flag==1
    
    for i=2:m
        flag = 1;       % 标志变量
        while flag == 1
            % Tmin< t(i)-t(i-1) < Tmax
            a1 = randi(9);
            if a1>Tmin+2 && i==2
                t(i)=t(i-1)+a1; % Tmin < t(i)-t(i-1) < Tmax
                flag = 0;   % i 时间点计算完毕
            elseif a1>Tmin+2 && i>2  % |t(i+1)-2*t(i)+t(i-1)|<delta 
                t(i)=t(i-1)+a1; % Tmin < t(i)-t(i-1) < Tmax
                if abs( (t(i)-t(i-1)) -(t(i-1)-t(i-2)) )<delta
                    flag = 0;  % i 时间点计算完毕
                end
            end
        end
    end

세, 실행 결과

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네, 비고

[여행 세일즈맨 문제] 매트랩 면역 알고리즘을 기반으로 여행 세일즈맨 문제 해결 [매트랩 소스 코드 195 포함]