matlab解决推销员行程问题（可参考mathworks网站）

可参考mathworks推销员行程问题

此示例说明如何使用二元整数规划来求解经典的销售员差旅问题。此问题涉及找到一条历经一系列停留点（城市）的最短环程（路径）。在本例中有 200 个停留点，但您可以很轻松地更改 nStops 变量以得到不同规模的问题。对最初的问题进行求解后得到的解会包含子环程。这意味着找到的最优解并没有给出一条穿过所有点的连续路径，而是有几个独立的环路。然后，您将使用迭代过程来确定子环程，添加约束，并重新运行优化，直到消除子环程。

要了解如何通过基于求解器的方法处理此问题，请参阅推销员行程问题：基于求解器。

问题表示
将要进行整数线性规划的销售员差旅问题表示如下：

生成所有可能的行程，意味着经过所有不同停留点对组。

计算每次行程的距离。

要最小化的代价函数是行程中每次旅行的旅行距离之和。

决策变量是与每个行程相关联的二元变量，其中每个 1 表示环程中存在的一次行程，每个 0 表示不在环程中的一次行程。

为确保环程包括每个经停留点，应加入这样一个线性约束：每个停留点都正好涉及两段行程。这意味着一段行程到达该停留点，一段行程离开该停留点。

load('usborder.mat','x','y','xx','yy');
rng(3,'twister') % Makes stops in Maine & Florida, and is reproducible
nStops = 200; % You can use any number, but the problem size scales as N^2
stopsLon = zeros(nStops,1); % Allocate x-coordinates of nStops
stopsLat = stopsLon; % Allocate y-coordinates
n = 1;
while (n <= nStops)xp = rand*1.5;yp = rand;if inpolygon(xp,yp,x,y) % tTest if inside the borderstopsLon(n) = xp;stopsLat(n) = yp;n = n+1;end
endidxs = nchoosek(1:nStops,2);dist = hypot(stopsLat(idxs(:,1)) - stopsLat(idxs(:,2)), ...stopsLon(idxs(:,1)) - stopsLon(idxs(:,2)));
lendist = length(dist);G = graph(idxs(:,1),idxs(:,2));figure
hGraph = plot(G,'XData',stopsLon,'YData',stopsLat,'LineStyle','none','NodeLabel',{});
hold on
% Draw the outside border
plot(x,y,'r-')
hold offtsp = optimproblem;
trips = optimvar('trips',lendist,1,'Type','integer','LowerBound',0,'UpperBound',1);tsp.Objective = dist'*trips;constr2trips = optimconstr(nStops,1);
for stop = 1:nStopswhichIdxs = outedges(G,stop); % Identify trips associated with the stopconstr2trips(stop) = sum(trips(whichIdxs)) == 2;
end
tsp.Constraints.constr2trips = constr2trips;opts = optimoptions('intlinprog','Display','off');
tspsol = solve(tsp,'options',opts)tspsol.trips = logical(round(tspsol.trips));
Gsol = graph(idxs(tspsol.trips,1),idxs(tspsol.trips,2));hold on
highlight(hGraph,Gsol,'LineStyle','-')
title('Solution with Subtours')tourIdxs = conncomp(Gsol);
numtours = max(tourIdxs); % Number of subtours
fprintf('# of subtours: %d\n',numtours);% Index of added constraints for subtours
k = 1;
while numtours > 1 % Repeat until there is just one subtour% Add the subtour constraintsfor ii = 1:numtoursinSubTour = (tourIdxs == ii); % Edges in current subtoura = all(inSubTour(idxs),2); % Complete graph indices with both ends in subtourconstrname = "subtourconstr" + num2str(k);tsp.Constraints.(constrname) = sum(trips(a)) <= (nnz(inSubTour) - 1);k = k + 1;        end% Try to optimize again[tspsol,fval,exitflag,output] = solve(tsp,'options',opts);tspsol.trips = logical(round(tspsol.trips));Gsol = graph(idxs(tspsol.trips,1),idxs(tspsol.trips,2));% Plot new solutionhGraph.LineStyle = 'none'; % Remove the previous highlighted pathhighlight(hGraph,Gsol,'LineStyle','-')drawnow% How many subtours this time?tourIdxs = conncomp(Gsol);numtours = max(tourIdxs); % Number of subtoursfprintf('# of subtours: %d\n',numtours)
endtitle('Solution with Subtours Eliminated');
hold offdisp(output.absolutegap)

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