蚂蚁算法演示系统设计与开发开题报告
2020-04-19 21:09:27
1. 研究目的与意义(文献综述)
1.1背景资料
蚁群系统(ant system或ant colony system)是由意大利学者dorigo、maniezzo等人于20世纪90年代首先提出来的。他们在研究蚂蚁觅食的过程中,发现单个蚂蚁的行为比较简单,但是蚁群整体却可以体现一些智能的行为。例如蚁群可以在不同的环境下,寻找最短到达食物源的路径。这是因为蚁群内的蚂蚁可以通过某种信息机制实现信息的传递。后又经进一步研究发现,蚂蚁会在其经过的路径上释放一种可以称之为“信息素”的物质,蚁群内的蚂蚁对“信息素”具有感知能力,它们会沿着“信息素”浓度较高路径行走,而每只路过的蚂蚁都会在路上留下“信息素”,这就形成一种类似正反馈的机制,这样经过一段时间后,整个蚁群就会沿着最短路径到达食物源了。这种算法具有分布计算、信息正反馈和启发式搜索的特征,本质上是进化算法中的一种启发式全局优化算法。因此蚁群算法是一种用来寻找优化路径的概率型算法。
旅行商问题,即tsp问题(traveling salesman problem)又译为旅行推销员问题、货郎担问题,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,路径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。迄今为止,这类问题中没有一个找到有效算法。倾向于接受np完全问题(np-complete或npc)和np难题(np-hard或nph)不存在有效算法这一猜想,认为这类问题的大型实例不能用精确算法求解,必须寻求这类问题的有效的近似算法。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 目标(开发的系统概况描述)
基本蚂蚁算法动态演示,动态演示蚂蚁从巢穴出发到找到食物的最短路径,显示信息素挥发过程,跨越障碍。
tsp问题的基本蚂蚁算法求解演示,不少于20个城市,可随机生成和指定生成,提供gui界面,输出最优解。
3. 研究计划与安排
经过仔细的分析和研究,现把毕业设计的进度做如下大概的安排:
(1)1-2周:理解毕业设计要求,收集、查阅相关资料。
(2)3-5周:根据软件工程学的方法,进行系统分析和设计,提交系统总体设计方案。并完成英文资料的翻译。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 蔡自兴 人工智能及其应用[m] 清华大学出版社 2016.7
[2] 李琳 基于蚁群算法的面向服务软件的部署优化方法[j] 电子学报 2016 第44卷 第1期 p123-129
[3] 申铉京等 求解tsp问题的快速蚁群算法 吉林大学学报(工学版)[j] 2013 第1期 p147-151 1671-5497