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基于TSP回溯算法,从武汉出发访问34个省会城市并返回武汉,求解最优路径及总距离

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简介:
本研究运用TSP回溯算法,旨在探索以武汉为起点和终点,遍历全国其余34个省会城市的最短路径方案,并计算总的旅行距离。 在旅行售货员问题(TSP)中,回溯算法的解空间是一棵排列树。递归过程中,当i=n时,当前扩展结点是排列树叶节点的父节点。此时,算法会检查图G是否存在从顶点x[n-1]到顶点x[n]以及从顶点x[n]回到起点(即顶点1)的边。如果这两条边都存在,则找到了一条旅行售货员回路。接下来需要判断这条回路的成本是否优于当前已知的最佳回路距离V。如果是,算法会更新最佳值bestV和最佳解bestx。

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客服
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  • TSP访34
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    本研究运用TSP回溯算法,旨在探索以武汉为起点和终点,遍历全国其余34个省会城市的最短路径方案,并计算总的旅行距离。 在旅行售货员问题(TSP)中,回溯算法的解空间是一棵排列树。递归过程中,当i=n时,当前扩展结点是排列树叶节点的父节点。此时,算法会检查图G是否存在从顶点x[n-1]到顶点x[n]以及从顶点x[n]回到起点(即顶点1)的边。如果这两条边都存在,则找到了一条旅行售货员回路。接下来需要判断这条回路的成本是否优于当前已知的最佳回路距离V。如果是,算法会更新最佳值bestV和最佳解bestx。
  • TSP贪心访34
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    本研究运用TSP贪心算法设计了一条始于武汉、贯穿中国所有省会城市的最短回路,并计算其总行程距离,旨在探索高效的城市间路线规划方法。 实现从武汉出发遍历34个省会城市,并最终返回武汉的目标。使用贪心算法原理逐步构建最优路径:在每个阶段根据当前标准选择看似最佳的决策,一旦做出决定便不可更改。这一系列决策依据的是贪婪准则(greedy criterion)。
  • 遍历34里程
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    本项目旨在探索以武汉为起点和终点,通过遍历中国所有省会(自治区首府、直辖市)城市的最短路径问题,并计算总的旅行距离。 在IT领域尤其是算法设计和图论研究中,“旅行商问题”(TSP)是一个经典组合优化难题。此问题是寻找一个有向或无向图中的最短闭合回路,确保该回路访问每个顶点恰好一次,并最终返回起点。具体到这个问题场景,我们处理的图为包含34个节点的城市网络(代表中国的省会城市),边则表示这些城市的距离。 解决TSP问题时需要考虑多种策略和算法: 1. **邻接矩阵**:对于一个有34个顶点的图来说,使用邻接矩阵将涉及创建一个34x34大小的数组来记录每对节点之间的距离。如果两个节点之间没有直接边连接,则对应的元素可以为无穷大或极大值。 2. **邻接表**:这种方法通过为每个节点建立链表或队列的方式,仅存储其相邻节点和相应的权重(即距离),在空间效率上更为优越。 为了求解TSP问题,可采用以下算法: - 贪心算法 - 深度优先搜索 (DFS) - 广度优先搜索 (BFS) - 动态规划方法,如Held-Karp 算法 - 遗传算法 - 模拟退火技术 - 禁忌搜索 由于TSP问题属于NP完全类别,在多项式时间内找到精确解是不可行的。因此实际应用中通常会依赖于启发式或近似算法。 最终输出结果时,需要展示出最优路径上的节点顺序以及总里程数,并确保该路径从武汉开始和结束形成一个闭合回路。编程实现过程中可以利用Python等语言中的`networkx`库来简化图的存储与处理任务。此外还可以考虑采用并行化或优化库(如scipy.optimize)以提高效率。 综上所述,解决TSP问题需要综合运用图论、数据结构及优化算法的知识,并结合编程技巧和高效的数据管理策略。
  • 利用TSP
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    本文探讨了运用回溯算法解决旅行商问题(TSP)的方法,分析其原理并展示了通过该算法寻求最优或近似最优解的过程。 回溯法是一种强大的算法工具,在解决组合优化问题上表现优异,例如旅行商问题(TSP)。该问题是图论与运筹学中的经典案例之一,其目标在于找出一条最短路径以访问n个不同的城市,并且每个城市只能被经过一次。这个问题在现实生活中有广泛应用领域,如物流配送、电路板布线等。 在这个压缩包内提供了一个使用回溯法解决TSP问题的可执行源代码文件。该程序通常包括以下部分: 1. **定义城市和边的数据结构**:首先需要建立表示城市的简单数据模型(例如整数),同时也要构建连接这些城市的路径,这可以通过邻接矩阵或列表的形式来存储距离信息。 2. **回溯法框架设计**:此方法依靠递归搜索所有可能的解决方案,并在发现无效方案时撤退。它通过深度优先的方式尝试构造一条满足条件的路线,在遇到不可能达到最优解的情况时则撤销最近的选择,转而探索其他可能性。 3. **剪枝策略实施**:为了提高算法效率,通常会采用各种技术提前排除那些显然不会是最优路径的部分搜索空间。例如动态规划中的子问题解决方案可以用来预测某些分支肯定不是最短的路线从而避免进一步计算这些部分。 4. **回溯决策制定**:在每次递归调用中选择一个新城市加入到当前构建的路径上,然后继续向下一层进行尝试。这种决定可能基于最小距离原则、随机化方法或者其它启发式策略来做出。 5. **结束条件设定**:当所有城市都被访问过并且回到了起点时,则搜索过程终止。如果此时找到的新路线比已知最短路线更短的话则更新为新的最优解。 6. **实验测试数据准备**:压缩包中可能包含多个城市的坐标信息及其之间的距离,用于验证和评估代码的准确性和性能表现。这些数据通常以CSV或文本段落件的形式存储。 7. **Word文档报告编写**:这份报告将详细介绍算法的具体实现过程、问题背景介绍、原理说明以及实验结果分析等内容,并且可能会提出一些优化建议来进一步改进现有方法。 通过研究该源码,我们能够学习到如何利用回溯法解决大规模组合优化挑战的方法论知识。此外,通过对这些代码的测试和评估报告中的性能评价与与其他算法对比可以更好地理解其优点、局限性及适用场景。
  • 区地图
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    《武汉市城区地图》全面展示了武汉市区各主要行政区划、交通网络及重要地标信息,是市民出行与旅游的理想指南。 武汉市城区地图涵盖了铁路线、工厂、公司、学校以及政府部门等多种建筑设施。
  • 模拟退火与遗传34TSP题Python代码
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    本作品运用模拟退火及遗传算法解决包含中国34个省会城市的旅行商(TSP)问题,并提供完整Python实现代码。 在传统的遗传算法基础上进行了改进,引入了精英主义和模拟退火方法(虽然较为简单),显著提高了算法的效率,相比之前有了明显的改善。
  • 大都圈(大都区)shp
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    武汉大都市圈,也称武汉大都市区,是以武汉市为中心,涵盖周边城市形成的一个经济、社会一体化发展的城市群区域。 根据武汉新规划大都市区范围手动裁剪与处理得到的数据,采用WGS1984坐标系。这些底图数据适用于城市规划、地理学、管理学等专业论文的写作。
  • 新OSM网数据.rar
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    该文件包含武汉市最新的开放街道地图(OSM)路网数据,适用于城市规划、交通分析和地理信息系统等领域。 最近从OpenStreetMap下载了武汉市的详细道路网络数据。包括道路段的线shp文件和路口的点shp文件。
  • 区划详
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    《武汉市区划详解》是一份全面解析武汉市各区地理位置、行政边界及发展概况的手册,为读者提供详尽的城市规划信息。 该数据类型为shp格式,可以导入ArcGIS使用,并支持裁剪等一系列操作。它包含了武汉市详细的行政区域划分,在属性表中标注了详细的信息。
  • 疫情期间的行强度.xls
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    该数据集记录了武汉市新冠疫情爆发期间城市内部各区域间的出行活动强度变化情况,包括每日出行量、主要出行目的地等信息。 使用百度迁徙工具可以获取2020年初武汉市的城市出行强度数据,并且有2019年同期的数据可供参考。通过对比这些数据,我们可以进行一些关于人口流动的研究。