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matlab实现双约束重力模型

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发表于 2020-12-9 17:08 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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前言:终于写一次本专业的博客了,前段时间有个同学问我作业,突然翻到以前写的重力模型的matlab demo,来此记录一下

重力模型主要有无约束,单约束,双约束三种,

doublecon.m文件:

  • 0 V7 L+ a. l7 m+ t

    3 ^0 Q1 c% a" c$ n6 h%双约束重力模型标定及计算用
    7 D3 u% @; i, q+ J4 ]0 ?; T7 a# E# C
    , c4 u/ ~& U6 N
  • 2 ^, W8 Q( M$ P0 y. p; i6 d2 ^

    ! ^2 G0 R/ p! P  dclear0 y9 h7 [6 l3 i8 K2 v4 X
    $ z, g2 n& v" q" Q  X( G

  • $ o, |- ]  N* ~- r
    3 J) t' t% y- ~. N" G0 ]4 X
    clc
    ; N- Z% w0 h  Q- n3 ~

    ) l6 E9 X. T, h1 x

  • - l, e9 x  A" [$ m: ~# ~

    ; J( \: F) c5 B3 m7 ]: C7 Kclose all
    ) Q  \$ D" y1 ]( `$ M
    ' }" @5 N) N% V& M/ n( X
  • - G5 I1 n; p8 _; z8 d$ v

    2 H2 M% v' W2 Z: D, ]' B%输入标定数据
    % a* ?3 g2 _9 I. ?7 ~0 j# j; p

    # ~$ m' J0 J$ ]7 ]% z% G# D" ]
  • * m6 A2 E$ `! b/ F# n
    * X8 L) S7 U- j1 e! a9 @* S' e
    qij=[17,7,4;7,38,6;4,5,17];
    7 m6 @# F: b7 \/ c+ [# G

    % ^# ]6 J4 q6 [! Q. b$ M
  • * R1 j( u2 _3 M, p4 c
    + A. ~, g3 F0 f- P( Y' f( @3 Z
    Oi=[28,51,26];
    # G, @+ e; S  ~  O5 y  G" Y- ^

    ' K& l, w4 a5 i8 b, N4 X8 \9 I
  • 6 V1 u8 P6 E! I( W/ H
    ; t' [5 v# U- `- @
    P=[38.6,91.9,36.0];
    3 V& D# n6 j# |. \
    ; g+ h8 r% ^) D* J  v. k. B

  • 7 L$ M3 `6 ?! q3 R* i4 P
    - o) U- U; ^1 c! i$ h( q, L
    Dj=[28,50,27];
    : F1 d. Y+ [9 }/ g
    " w* ]/ \: J$ U3 t# _% N/ S9 k
  • # ~+ P7 w. P" s6 L+ H3 j
    , E  |# s, W) E. `' j- m8 T8 w
    A=[39.3,90.3,36.9];
    % ]4 e8 ~9 w. J6 S9 a" s" n
    ! V, t2 q: ^1 d$ [- ]

  • ; o, N5 L& t4 q# Q, c) {

    : c- K, F" B) i1 ^: w* |& B! Hdij=[4,9,11;9,8,12;11,12,4];
    + [5 f! ]* F; o" M: k

    ! R; Q$ D3 l2 X, K3 m
  • * U/ P! _$ Z/ d' `& ]: q6 {9 t

    ( I  s% R+ I, i$ b1 Y- W0 gCij=[7,17,22;17,15,23;22,23,7];
    ; n+ }# H, ~6 W4 F
    % b; @) g& z' M0 ~( M  |

  • 3 N0 Y0 k: r( a
    " d1 H/ l7 ~6 L% e' z
    Z=-0.5;
    ' t3 _, v: }8 w) W' Z5 L7 A

    4 `7 F2 P& W/ [2 A  I
  • * k4 u0 c3 J1 R, ^; I. V: F4 c/ ~$ c

      P  R. ]5 L8 u3 ^n=size(qij,1);
    $ @2 x1 r" C$ W( F; C
    % o  \9 t/ {" T0 A& s( o8 ~3 X, L" J; u0 n
  • : A. L+ ?) R  Z. F: K0 f$ ^
    $ W% ~1 t% w, n& ~) W  r
    tic
    3 x" r- p8 D# s( s  f: e1 d
    & i+ c, w: l; Z) d7 }
  • , A  p% Y- o$ N
    % c! F1 l, W* A$ Z' u# }# ]
    while 2018
    2 ]3 G; M$ k- X0 Q

    9 H8 I. F9 U0 p. s0 a. w
  • ; W4 H& F- C, H+ T2 F
    . p6 C# M! E5 L  d$ d$ \( T
    %gravity为自定义函数,用于双约束重力模型ki,kj的标定
    : L! D+ j# P: V8 {- r& \5 F
    0 z$ a' A4 f& n/ W
  • ! f" `7 y, B( g" c4 o3 Z
      a/ i& d- V8 ]
    [kim,kjm]=gravity(qij,Oi,Dj,Cij,Z);
    ; Q- w. W4 @. t% R, x" B0 g5 h

    , d$ y6 ]1 i8 U6 v3 C
  • % V/ z- D. A3 l+ f* U& C

    ! |1 B0 ^( a$ t1 N5 |%幂指数Z的标定
    2 ]* W- M7 Q" Y4 a" f

    3 Q. w& i& O2 Z7 B+ \% G
  •   [9 k2 h' j5 H
    & L5 }' z( h" V4 {5 W# Q$ E; a
    s1=0;
    - k* Z1 u) h" d* t
    ; t1 P2 z" O- N3 W$ g* V/ x4 |3 c* g
  • / u8 h5 O0 X6 Y8 @. `( S5 ^6 q! c7 ~
    1 _) M; D- _; i' T( n: Y
    s2=0;
    2 \: _) T- D% S( E! L4 o# I* P( X& ^' V

    + G% W& y- C: ?( C: A) [5 z, m

  • ; c9 B3 P/ a1 ~/ [: o5 a
    ! }. @8 P# m) r; @
    for i=1:n
    . S7 O6 |4 E  E& ]# o$ K: T

    9 v* m% p4 {, `8 Q
  • # c, n1 o/ E# l( B& M2 v6 b
    8 A' Z, S, J& n, d1 `( Z0 c/ o& x% t4 }
            for j=1:n
    # w) X, p  m& g
    " F6 x9 l) F. i& @

  • 3 @! }9 J( p- z6 W4 s& G
    ' k8 f( Q8 ^7 s" E5 E, @$ B! D
                Qij(i,j)=kim(i)*kjm(j)*Oi(i)*Dj(j)*(Cij(i,j).^Z);
    * y$ c, x' S% |) ^+ A( W

      p6 k8 Q9 J: D; e9 |) V

  • ) ?4 ~0 [& H+ J" w5 I( {+ x

    7 M& A0 O4 D. P5 `  e) m            s1=s1+ Qij(i,j)*Cij(i,j);1 Z, ~! Q5 o7 P6 i/ V

    ; [8 o$ @% N0 U" z* _$ x8 E! E

  • / G: i8 J% \8 t
      B1 g0 s8 J9 z8 _) U* _
                 s2=s2+ qij(i,j)*Cij(i,j);
    0 V' P1 V2 R8 \8 ^

    , n$ ?  D" v3 ~# Y, ^
  • - Z! e# Y3 v! Q+ _
    1 L3 L& H4 Z! a
            end
    " o' g; I$ a* S0 n& ^2 R" p6 A
    - F' c: w& O& {3 B5 R# q

  • 9 `, n& M% G$ p9 K4 d  w: q

    3 F6 g5 n8 B$ \0 zend! u) H& C1 i* B% F. Y5 a
    1 t9 |* v- \. q) m0 W. z

  • 1 D3 p7 w) I( c" a
    ( s+ U- G2 J: n9 U+ p2 s, P
    R1=s1/sum(sum(Qij));% V- H5 Z, O# ~/ Y$ K2 i) ~

    * A% H  N5 R; V+ v" l. G+ F3 m
  • ( u! t, j- i' d: }
    ) r% }9 w. b1 z: T. ]" Y  R
    R2=s2/sum(sum(qij));7 c6 F: s# ~( ~8 }0 w

    3 Z% V0 N, N" n9 R) Z" C

  • : o9 Q$ Z6 H) e+ _% t: K

    & U$ Q. ?# z7 mR=R1/R2;+ {" U: W# Q' `4 G1 K" s

    3 O$ r$ c8 h% x2 R; s
  • 3 S7 [" O( P1 [; d* u" L

    0 w. u* t5 B  t+ ^" g% dif abs(R-1)>0.01) N+ g+ ]" Y7 K. G( Q

    : ^" U9 g8 ~, }9 z* f2 M
  • 5 O" @: h" ^" X* D
    + y+ e1 J- {- T* D2 N6 M6 P
        if R>1
    - Q/ ]$ f. }- K% h3 q, Q4 e0 e2 X

    & v2 G1 o5 W( e$ A
  • ; C  E* S8 j. _; {3 q0 a3 r
    2 b+ J1 N2 ?; Y7 O
            Z=1.5*Z;
    , V: j& ?7 t1 S$ y3 F

      z* l# N- m! F, e$ U5 i

  • 8 _0 H9 M; L: Z% m* [5 R- e8 g8 V

    6 v- l$ S: }- b* _6 |1 k7 T+ E# Y    else
    ( d0 F6 n  u# u4 |2 j  d  @
      ?# j* V' S2 m
  • 9 @% }% w8 L1 ?. C, b2 x7 z

    & H7 ^" r; ?1 y4 }9 [        Z=0.5*Z;
    8 U8 e  U8 }$ a: o

    " f- K3 @  d( ]) |3 E0 V0 `' x

  • 9 p  ^' y  X: y, c# m4 O

    1 D' L- t+ J6 @/ [) c* ^3 n% u" N    end, d0 d6 }# t8 s+ J5 z

    ; g- l/ @9 P; R) s. m2 \, R

  • 0 K: s) u) @" C

    + l' a. N& b5 h& J: jelse. A( O+ r: Y' O8 D1 x, q

    , l* ^3 H  q" y7 O& V% ]

  • 0 w1 L% W! ?4 r; R

      D1 \5 {/ |7 ?) Q    break;
    6 N7 r. h, ^& @, n, k$ D0 C

    1 {/ V  L* y# W* Y( m
  • 7 ?' C" @" O$ x" ~! ?" O8 _

    8 `* r' @$ D: Y3 a1 Nend& K3 j, T8 w* }
    4 M. R' i0 k0 D8 m; O  S

  • - w' Z' }, W- u0 Q7 q4 d& S8 |
    : s6 ?; A5 ?4 X' T
    end+ Z- b: ~' b# B+ a; Z

    & G' U/ D- h$ r: {
  • # |+ ?% G" }2 g

    5 h; S: L. Q, u- W/ r' q%利用底特律法进行OD均衡调整
    0 P4 H8 N8 S$ F* S
    0 w: u/ T, Z  P! y* j

  • / `& h  V# q; n+ R5 t

    / h8 z. G, t8 V8 Kfor i=1:n6 r, y/ L! M" E% k. g6 b  E

    # _0 d# m3 S& m' s2 h
  • ) D+ u5 l- n" R6 q/ O/ U- x

    - b: }$ y2 O5 K8 I3 ~        for j=1:n
    - ?# x7 |# V- s# v5 o
    ! |$ V- Y5 q- D. j& R

  • 3 j" a' D+ v- O8 a- l
    7 j0 Y) w+ y8 v6 x1 q) O
                Hij(i,j)=kim(i)*kjm(j)*P(i)*A(j)*(dij(i,j).^Z);%生成初始分布
    $ F+ U; i: c/ j
    8 i; L( `3 e1 G/ r

  • 6 r' @2 D  q' L' t: Q3 J4 q' B
    5 o" Q$ f: j: V4 @* z7 z
            end
    * R, T- P# e7 F' \$ t5 [/ j, z

    & C  i% b# c' Q, L7 r

  • 0 s9 Y$ F( |; m
    : E  F+ G: I4 S' C* ]) C
    end2 @4 w5 ^2 D5 L/ N! d

    0 i" N, t- q$ N. ^) G& a$ x
  • , I7 l% T5 ~1 b% W# E, O

    * S: M8 G7 i+ J8 Vcnt=2;
    ) Z% r/ d! b+ ], l7 T- J
    * l$ e$ A8 F% K0 n- J4 [! J- _

  • 8 Y  K3 Q4 s: K; I2 l3 W1 G1 R1 `
    2 M+ ^+ Z( \4 K5 m  `1 b. p
    while 2018
    ' m* b4 a/ l# c
    8 \) m+ q( P2 L. l% p9 m
  • ( @/ j, p( |3 \& `: C

    ! G4 e' H* I  V5 U" N    if mod(cnt,2)==0
    ) H' C& r0 Q# |

    - \, a3 S- A, G9 D5 q
  • & S& U2 E6 F* ~- c, P1 k  W
    6 j! ?9 ~9 p, o& P
    rate=sum(Hij,2)./P';
    ; \% \7 G& l* J% ]' l, ?! Z4 m% r, `7 W+ J4 l

    7 o* E* y# n+ d5 J/ F. I

  • ; L6 D1 Z, C/ S9 h8 ?7 S6 g

    % A" ]+ o* t# C% @Hij=Hij./repmat(rate,1,n);
    ( f6 c1 c5 n/ T/ T
    3 N* y4 F: m9 k% F8 x
  • ( b. f5 o2 N. K! b% @* R2 [* l
    ( b5 R  w: l2 k/ @$ s8 F% a) Z9 k
        else
    ; q( g9 c: a( g, v7 P+ e

    4 d4 s1 p% x' `, h2 R& I
  • 9 y' P  t9 U+ G9 V
    $ v9 t2 V3 n! [$ s7 a, a  [
    rate=sum(Hij,1)./A;- C6 e2 Q7 o9 l2 I0 S: e( I/ i

    / v' D: u1 R+ z

  • 5 r) c: ?6 R" _# |

    : P- @' D. Y, S/ o& a9 HHij=Hij./repmat(rate,n,1);
    " y% C- _( i0 L8 d- T
    * n0 z8 _6 u' [! t" I# f

  • . M4 k' W/ B" P4 b7 }5 @

    5 J$ X, j3 C3 B2 \8 c2 j    end       ( q7 N) e; F% _% i4 ~, k
    7 B) W8 Y" r4 v- Y8 V2 b4 s
  • $ `5 H# b# q7 Z9 Q0 k5 H8 F# U9 `
    1 a! H! v/ Y4 }: J7 Y8 x
        t=0;
    ( P" p! p: n5 ~% v& `

    5 N) M6 o+ A2 k' ?- ^
  • 4 x! y4 f. ]2 ^6 w, E& |5 x7 ?( u* C/ b

    - G) L4 ^2 {! S" y1 Y3 _" {for i=1:n
    0 o# `* l/ z* p; H& m! D$ x

    " Z% H- w' S8 h# U

  • 7 z' D$ |0 g+ [$ T
    + _+ Y- ?# o5 {( A' Y* Q! }0 Y7 B& F
        if abs(rate(i)-1)>0.012 E& }' F* G; v/ M$ ~2 c

    + b: T2 r5 u% k1 U

  • 5 ]) V8 ^8 t  D5 b! A$ `% `
    ; Y5 J7 c$ G" t
            t=1;
    6 O1 E+ `! S$ h+ n5 n* t" G

    : a! B! _; t5 e& a/ f9 X6 F1 f

  • 5 @- ?  l% y" a6 s, O* ^
    # r7 x, p  I  b
            break;
    3 c0 e4 G  e/ C. j
    / h  _! W3 N4 \7 V6 X1 c
  • 5 p# E- ]5 z* D) f

    * m' k+ o, D& X6 G# v    end+ \- h8 y& p% e. I

    " {- G: t6 V/ O0 w9 z, g
  • : Z0 Q9 @, u, x
    9 _6 f5 x8 [# L
    end
    # e$ Q: O) l' e! C. R" N

      C- j# Z- G1 i/ I

  • ! |0 L6 A8 k% B

    9 x! `( `8 X' d2 J" M! y1 x7 r* fif t==0" s% F( V8 w3 I- J- ~% L: U6 I

    4 N' ~) u/ G3 y: o9 l$ E
  • 1 ~. Z5 _6 Y% Y0 O

    2 T; }: M" R5 m) x: w8 G: `    break;6 h6 I9 L, u- u+ ^

    % q' j( g1 @9 F. P5 a

  • 3 W4 S9 B9 h2 i& @" E# D

    " b) b) b: H: D4 S$ h8 M6 a) q2 aend5 ~7 B; Y( m$ e% H) O6 z$ T4 y

      V4 v: f6 ?: Y
  • / Y4 s' z" ^! i6 U

    7 w8 H' R" b& q7 j0 ]cnt=cnt+1;
    8 x8 V& {! }% I- E
    # O( j5 {/ U0 S6 O+ [
  • + z8 Y/ v. d, k1 S* a

    ' j+ k5 e0 e/ N" K! G! ~end
    ! W; ~2 _6 U& I3 |3 i
    / {" T% \5 v$ z

  • 7 @" q9 p' T$ s* \& F. V3 [0 @+ j
    : s# P- N4 ?2 j" ?& q
    toc
    0 j3 m. N0 f0 v, ?1 a

    5 t& l% q: x& [) Q
  • + }. u2 S( Y8 ?- Y- v  Z* P

    0 |  s2 D9 |4 f7 d    fprintf('计算得到的分布为>>');
    * G: n3 j; ^0 J5 d, F3 V  B

    0 m$ C! k" d1 P8 ?
  • 1 D; f5 q6 ]% c
    - f7 T: k) m4 A
        Hij6 ^3 R0 H% p6 |9 w

    $ V2 t% Q/ B2 R" T# u9 D2 M% t& v% |8 b; T/ T7 c  L3 P

gravity.m文件:


  • & l2 t0 Z# w8 [

    , a3 Y- E: i+ J  Kfunction [ kim,kjm ] = gravity( qij,Oi,Dj,Cij,Z )$ A9 O! d1 d( l# I$ f: M

    ! B" V! x5 ^: @+ S" J
  • 3 A; u5 D. F7 z

    5 \, k% y" k" j3 i. I% t%用于双约束重力模型ki,kj的标定8 A( u2 j2 R; a3 O" [' H

    ! j8 }) q( d% G2 w, b+ Q: X

  • 8 k9 |- l( D2 L. `! E2 _
    " |! a1 n. n2 i* D
    %qij为当前已知的分布矩阵,Oi为qij按列求和而来,Dj为qij按行求和而来,Cij为阻抗矩阵,Z为阻抗函数的幂指数* S8 M8 r2 z9 U/ u, E
    / C5 N" f8 |3 O7 }- [! m

  • , Y) T8 @6 C' |# x
    8 ^& `# [9 e5 O
    n=size(qij,1);
    * {( R' ]; E" p8 x

    0 |3 o+ u2 P, A* e2 g3 l
  • $ M& `# a6 e8 f* }& }

    - T9 i- X6 A6 b3 g* ]) n$ Fkim=ones(1,n);
      O1 R8 G1 z* W

    ( O' B/ V# {/ w

  • ; _3 k8 B" e' v2 N+ Q/ D! m* I5 @0 S
    4 J  Y6 k- K/ t  A0 n9 P
    while 2018
    & b% B1 E$ A% R# Q
    , M; K& r# u- Q. \! }& R7 Z, n

  • 5 }$ O2 v* U, U" b
    7 g- C5 W& ]$ r
        t=0;
    ( N& o% Y9 w! i  y& M, R1 ~
    0 T/ Y+ ]! a' N7 q/ s7 S, C4 I
  • 1 @" j0 }9 u( _% Z! e1 v

    ! [0 y/ |8 U4 D. E, A  c2 a    kjm=miao(qij,kim,Oi,Cij,Z);%miao为c语言编译而成为加速计算的函数9 o3 C. k; V: q
      Z7 e# i1 R+ \1 i8 ^/ q/ E, ~
  • : T. F/ ]; n7 ?1 A! k
    ) S- D; t0 L; T. k  H: D- W' L. B
        kim1=miao(qij,kjm,Dj,Cij,Z);* u$ |- V$ L( D: w" i0 Y* K

    % P% H4 A+ s9 P  L, q

  • % V' m; C1 d) g5 r6 Z& M* z( L" t
    8 K3 ]: R% j& w& z4 s$ e
       kjm1=miao(qij,kim1,Oi,Cij,Z);
    & Q; k# p2 {6 _& Z" {

    ) R- A! Y3 K# ^- a

  • 7 U/ S* X8 n" v5 B# w* W0 r
    % T7 X# e( ?/ F
    %判断是否满足收敛条件
    4 ]5 V! a3 U* Q6 X# l
    9 Q! K( y1 k) n# ^2 W2 P2 a1 Z
  • & M8 A- G! P0 t. H2 y

    * b2 S. i) A2 z  l7 {/ p9 }* z/ }( m    for i=1:n
    + D/ V) J1 r9 Y  y9 g
    / k7 Z% `5 V6 X& M/ C0 i

  • ' o( @; q1 i# y5 {2 ?1 \/ l1 F
    9 ~+ r3 }# B9 R" }' {3 X
          r1(i)=kim1(i)/kim(i);
    - `5 m" r$ E+ a: S" s& ?
    ) L/ |* u/ ~. B9 i& |; j$ T
  • & G' P& I- \/ _  u3 q" y

    ! B. ?# o9 W: F7 I$ g      r2(i)=kjm1(i)/kjm(i);
    # k4 ]5 S$ s% S  U5 m1 H1 W
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miao.mexw64文件是我当时为了加快运算速度,用c语言写的编译成matlab可执行的文件

6 x( ]: f' H* G2 B. k" z7 B

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发表于 2020-12-9 18:48 | 只看该作者
matlab实现双约束重力模型
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