MATLAB实现的改进蚁群算法最短路径规划仿真系统

资 源 简 介

本MATLAB项目实现了改进蚁群算法的智能路径规划仿真，通过信息素机制和启发式搜索求解复杂网络最短路径问题。系统具备完整的可视化功能，可实时显示蚂蚁群体的动态寻优过程。适用于路径优化和智能算法教学研究。

详 情 说 明

基于改进蚁群算法的最短路径规划仿真系统

项目介绍

本项目实现了一个基于改进蚁群算法的智能路径规划仿真系统。该系统能够模拟蚂蚁群体在复杂路径网络中的协同寻优行为，通过引入信息素动态更新机制与启发式搜索策略，有效求解网络中的最短路径问题。系统集成了动态可视化模块，可实时展示蚂蚁的搜索轨迹、信息素浓度场演化以及最优路径的收敛过程，为算法机理研究与教学演示提供了直观的平台。

功能特性

• 改进蚁群算法核心：实现了信息素蒸发、增强、启发式因子相结合的自适应路径选择策略，提升了算法的收敛速度与规避局部最优的能力。
• 灵活的路径网络建模：支持通过节点坐标和邻接矩阵定义复杂的网络拓扑结构，并可设置障碍物区域以模拟现实约束。
• 实时动态可视化：在算法运行过程中，实时绘制蚂蚁移动路径、动态更新信息素分布热力图，并显示当前最优路径。
• 全面的结果分析：输出最终的最优路径及其长度，绘制算法收敛曲线，并提供运行时间、收敛代数等关键性能指标。
• 参数可配置：用户可灵活调整蚂蚁数量、信息素因子、挥发系数、迭代次数等算法参数，观察不同设置对寻优效果的影响。

使用方法

1. 准备输入数据：

* 网络拓扑：准备一个包含所有节点坐标的矩阵，以及一个表示节点间连接关系与距离的邻接矩阵。 * 参数设置：在指定区域设置算法运行参数，如蚂蚁数量、信息素重要性、启发因子重要性、信息素挥发率、总迭代次数等。 * 起点与终点：指定路径规划的起始节点和目标节点的编号或坐标。 * 障碍物（可选）：如需考虑障碍，可提供障碍物的位置信息。

1. 运行仿真系统：执行主程序。系统将开始迭代计算，并在图形界面中同步显示仿真过程。

1. 查看与分析结果：算法运行结束后，系统会在命令行窗口输出找到的最优路径详情与长度，同时图形窗口将展示最终的收敛曲线和信息素分布情况。

系统要求

• 操作系统：Windows / macOS / Linux
• 软件环境：MATLAB R2016a 或更高版本
• 必要工具包：MATLAB 基础安装即可运行，无需额外工具箱。

文件说明

主程序文件集成了本仿真系统的全部核心功能。它负责初始化路径网络模型与算法参数，控制改进蚁群算法的主循环迭代过程，管理信息素的更新与挥发，并驱动可视化界面进行实时绘制。此外，该文件还实现了最终结果的汇总输出与性能分析图的生成。