[發明專利]一種基于蟻獅算法的城市交通應急調度方法

在審

• 申請號: 201911192615.8
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN111027759A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 嚴靈毓;姚姝宇;王春枝;董新華;劉芳瑞;盛夢涵
• 申請（專利權）人: 湖北工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/30;G06N3/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

1.一種基于蟻獅算法的城市交通應急調度方法，其特征在于：包括

步驟1：設置數據參數包括：城市應急出警調度點、適應半徑、螞蟻數量、蟻獅迭代次數，并對描述城市交通應急調度問題進行建模，在適應半徑內，在適應半徑內所有m個應急調度點，L(x_i,q)表示從第i個應急調度點到應急地點q的經過路徑，(x₁,x₂,…,x_m)為所有的到達應急目標點q的路徑方案，TL(x_i,q)為第i個應急調度點到達應急目標q所花費的時間；m個應急點到達應急目標點q花費的最大時間為TL_max,花費的最小時間為TL_min；

步驟2：使用蒙特卡羅方法(Monte Carlo method)初始化蟻獅核螞蟻在解空間上的位置，所有隨機解螞蟻的位置存儲在矩陣Z_ant中，蟻獅位置存儲在Z_antlion中

其中，存儲螞蟻位置的矩陣Z_ant中的元素代表初始化的每個螞蟻的位置，存儲蟻獅位置的矩陣Z_antlion中的元素代表初始化的每個蟻獅位置信息；

步驟3：螞蟻每一步都隨機行走來更新自己的位置，其中隨機行為表示為：X(t)＝[0,cumsum(2r(t₁)-1),cumsum(2r(t₂)-1),…,cumsum(2r(t_n)-1)]；其中cumsum為累積和，n為螞蟻的數目，t為目前的迭代次數，r(t)的表達式為：其中h為0～1之間的隨機數；

為防止越界以保證螞蟻在搜索空間內隨機游走，需要對螞蟻的位置進行理查標準化：其中和分別代表第n只螞蟻第d個變量隨機游走的最大值和最小值；l^d(t)和u^d(t)分別代表第t次迭代第d個變量的下屆和上界；

螞蟻的位置指適應半徑內應急點到應急目標點q的路徑方案，隨機行走的螞蟻受到蟻獅陷阱的影響；

步驟4：采用輪盤賭的方法來決定哪只螞蟻被蟻獅捕獲，具體做法為：

(1)計算出螞蟻中每個個體的適應度f(i＝1,2,…,M)，M為群體的大小；

(2)計算出每個個體被遺傳到下一代群體中的概率

(3)計算出每個個體積累的概率

(4)在[0，1]區間產生一個均勻分布的偽隨機數r；

(5)如果r<q[1]選擇個體1，否則選擇個體k，使q[k-1]<rq[k]；

(6)重復上述4、5步共M次；適應度越高的蟻獅捕獲螞蟻的能力越強，越有能力捕食螞蟻，如果螞蟻被捕獲，蟻獅根據概率，螞蟻的位置更新自身當前的位置搜索全盤蟻獅，即其中表示第t代所選中的第j個蟻獅的位置，而表示第t代第i個螞蟻的位置；

步驟5：每次迭代獲得的適應度最好的蟻獅被認為是精英蟻獅G_pick，影響著迭代過程中所有的螞蟻的游走；隨著迭代次數的增加，上界和下界減少；每個螞蟻，輪盤賭蟻獅，精英蟻獅都被視作一個可行解，這個可行解表示為一個可行性路徑；如果沒有達到迭代次數則跳轉回步驟4；

步驟6：當達到蟻獅迭代次數之后，算法結束；輸出精英蟻獅代表全局最優解，此處為合適半徑內，最合適的應急點i到達應急目標點的最合適的路徑方案。