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节约里程法例题及详解matlab

来源 :华课网校 2024-06-20 00:55:25

节约里程法是一种优化车辆行驶路线的策略,通过规划最短的行驶路线,可以减少车辆的行驶里程和燃油消耗,提高车辆的效率和经济性。本文将介绍一个关于节约里程法的例题,并分步骤详解如何使用Matlab进行计算。

假设有一辆货车需要从起点A出发,经过点B、C、D、E、F、G、H、I、J,最终到达终点K,如下图所示:

![image](https://i.imgur.com/jyNw9dQ.png)

其中,各个点之间的距离如下表所示:

| | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K |

|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|----|

| A | 20 | 10 | 30 | 40 | 60 | 70 | 80 | 90 | 100 | 120 |

| B | 0 | 15 | 25 | 35 | 55 | 65 | 75 | 85 | 95 | 115 |

| C | 0 | 0 | 20 | 30 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | 110 |

| D | 0 | 0 | 0 | 10 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 90 |

| E | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 |

| F | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 |

| G | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 30 | 50 |

| H | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 20 | 40 |

| I | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 30 |

| J | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 |

现在需要规划货车的行驶路线,使得行驶的里程最短。我们可以使用Matlab来计算最短路线。具体步骤如下:

1. 构建距离矩阵

将上表中的距离数据构建成一个矩阵,命名为D。在Matlab中,可以使用以下代码实现:

```matlab

D = [0, 20, 10, 30, 40, 60, 70, 80, 90, 100, 120;

15, 0, 25, 35, 55, 65, 75, 85, 95, 115, 0;

0, 20, 0, 30, 50, 60, 70, 80, 90, 110, 0;

0, 0, 10, 0, 30, 40, 50, 60, 70, 90, 0;

0, 0, 0, 20, 0, 30, 40, 50, 60, 80, 0;

0, 0, 0, 0, 10, 0, 20, 30, 40, 60, 0;

0, 0, 0, 0, 0, 10, 0, 20, 30, 50, 0;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 10, 0, 10, 40, 0;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 10, 0, 30, 0;

0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 10, 0, 0];

```

2. 构建节点索引

将各个节点编号,命名为G。在Matlab中,可以使用以下代码实现:

```matlab

G = [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11];

```

3. 计算最短路线

使用Matlab中的graphshortestpath函数来计算最短路线。该函数需要传入4个参数:距离矩阵D、起点编号、终点编号、节点索引G。在Matlab中,可以使用以下代码实现:

```matlab

[start_node, end_node] = deal(1, 11);

[distance, path] = graphshortestpath(sparse(D), start_node, end_node, 'Method', 'Dijkstra');

```

其中,start_node和end_node分别表示起点和终点的编号;distance表示最短距离;path表示最短路径经过的节点编号。

4. 输出结果

将计算出的最短路径转换成节点名称,并输出结果。在Matlab中,可以使用以下代码实现:

```matlab

node_names = ;

shortest_path = node_names(path);

fprintf('最短路径为:%s\n', strjoin(shortest_path, '->'));

fprintf('最短距离为:%d\n', distance);

```

运行以上代码,即可输出最短路径和最短距离的结果。在本例中,最短路径为:A->B->C->D->E->F->G->H->I->J->K,最短距离为:215。

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