基于KL距离的交互式动态影响图近似算法

交互式动态影响图(interactive dynamic influence diagrams, I-DIDs)状态空间太大,候选模型的数量随时间变化而呈指数倍增长。针对其备受计算量困扰的问题,提出一种利用近似行为等价原理与区别模型更新算法(discriminative model updates,DMU)相结合的近似算法。首先给出了基于Kullback-Leibler (KL)距离模型行为等价和近似行为等价的定义,然后基于KL 距离和候选模型的动作对候选模型聚类,自上而下合并策略树形成策略图,最后利用DMU算法进行求解。仿真结果表明,相对于传统的DMU算法,所提近似算法能显著降低候选模型的数量,提高I-DIDs的效率,对I-DIDs的理论及应用研究具有参考价值。     

具有非完全同类型决策单元的DEA方法及其应用

在分析传统DEA模型局限性的基础上,提出一种用DEA模型解决类型不完全相同的DMU相对有效性的问题,在考虑缺省值的同时还考虑决策单元所缺指标的潜值,进一步拓展了DEA模型的应用领域。该算法计算均值作为缺省值插入,然后应用投票层次分析法度量DMU的权重,最后运用机会约束DEA计算DMU的相对有效性。用实例说明了所提方法的具体应用过程。     

基于QMC采样的GMPHD分布式融合方法

针对高斯混合概率假设密度分布式融合过程中高斯分量数随时间急剧增长的问题,给出了一种适用于融合过程不同阶段的两级分量混合约简算法,最大程度地减少了信息的损失。针对高斯混合概率假设密度协方差交叉融合算法中高斯混合模型求幂运算后不再服从高斯混合分布的问题,提出了一种基于拟蒙特卡罗采样的等价求解方法。仿真实验表明,所提的改进算法在保证融合计算有效性和可行性的同时提高了融合精度。     

基于交替下降条件梯度的前视成像

基于网格的压缩感知(compressive sensing, CS)算法存在格点失配问题, 在分辨力不足的情况下容易产生伪影。而无网格的CS算法常用于二维谐波估计问题, 不适用于存在交叉项等复杂信号模型。对此, 提出一种基于交替下降条件梯度的前视成像算法。所提算法每次迭代首先获得散射点参数的粗估计, 并更新参数集合, 然后对更新的参数集合进行梯度下降, 获得参数集合的精细估计, 实现了在复杂信号模型下连续参数的二维高分辨成像。仿真实验说明了所提算法的优越性与有效性。     

δ-广义标签多伯努利滤波算法的非线性扩展

针对高斯混合(Gaussian mixture, GM)实现的变分贝叶斯-δ-广义标签多伯努利(variational Bayesian-δ-generalized labeled multi-Bernoulli, VB-δ-GLMB)滤波算法在非线性场景下跟踪性能较低这一问题, 结合基于临近点算法(proximal point algorithm, PPA)和变分贝叶斯(variational Bayesian, VB)的迭代优化与容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filtering, CKF), 提出一种适用于非线性模型的机动多目标跟踪算法。该算法在GM-VB-δ-GLMB的基础上采用逆伽马(inverse-Gamma, IG)和高斯乘积混合分布近似量测噪声协方差和状态联合后验分布; 利用PPA-CKF-VB(PCKF-VB)方法对传递过程中的高斯项参数进行预测更新; 最后为提高滤波精度进行变分贝叶斯容积RTS(VB cubature Rauch-Tung-Striebel, VB-CRTS)平滑。仿真结果表明, 对于量测噪声未知的非线性系统, 所提的算法与现有的VB-δ-GLMB算法相比目标跟踪精度有显著提高。     

基于多目标模糊规划的海上要地防空动态火力分配

海上要地防空武器火力分配(weapon target assignment, WTA)是防空反导作战的关键环节，属于典型的组合优化问题。针对海上要地防空反导战场态势的不确定性、复杂性和动态性问题，提出了一种基于非支配排序的多目标量子遗传算法的模糊动态WTA(dynamic WTA, DWTA)方法。首先，在确定条件下，建立了以防御效率和作战资源损耗为目标的多目标DWTA模型；然后，根据战场态势的不确定性构建了多目标模糊DWTA模型，利用期望值法将模糊问题等价刻画为确定性问题，并基于非线性问题特征提出了线性化方法；最后，利用所提算法对该问题进行求解。仿真结果表明，所提算法具有较好的收敛效果。     

多模型标签多伯努利机动目标跟踪算法

针对标准标签多伯努利(labeled-multi-Bernoulli, LMB)算法只考虑了单个运动模型的问题,提出了一种适用于跳转马尔科夫系统的多模型标签多伯努利(multiple model-LMB, MM-LMB)算法。首先对目标状态进行扩展,将多模型思想引入LMB算法得到了新的预测和更新方程,并给出了算法的序贯蒙特卡罗实现。仿真实验表明,MM-LMB算法能对多机动目标进行有效跟踪,在复杂探测环境下跟踪精度优于多模型概率假设密度(multiple model probability hypothesis density, MM-PHD)算法和多模型势平衡多目标多伯努利(multiple model cardinality balanced multi-target multi-Bernoulli, MM-CBMeMBer)算法;所提算法计算量当目标相距较远时低于MM-PHD和MM-CBMeMBer,目标聚集时增长速度快于对比算法。     

基于新型学习观测器的卫星执行机构故障重构

针对在轨微小卫星出现执行机构故障的情况,提出了一种基于非线性学习观测器(nonlinear learning observer, NLO)的卫星姿控执行机构故障重构方法。文中结合迭代学习算法和递推学习算法,设计了一种新型自适应学习算法,该算法应用前一时刻和当前时刻的姿态敏感器测量输出误差在线更新故障重构信号,使得所提NLO在估计卫星姿态角速度和姿态角的同时,能够快速精确在线重构卫星姿控执行机构故障。进一步给出了所提NLO的稳定性条件,并结合线性矩阵不等式技术给出了NLO增益矩阵的详细设计方法。最后,将所提方法应用于微小卫星姿控推力器故障重构,仿真结果验证了所提方法的有效性。     

随机冲击影响的非线性退化设备剩余寿命预测

退化设备的剩余寿命(remaining useful life, RUL)预测是当前可靠性领域研究的一个热点问题。基于Wiener过程,提出一种考虑随机冲击影响的非线性退化设备RUL预测方法。首先,设备连续退化过程用一个非线性Wiener过程描述,而冲击导致退化水平突变的影响由一个复合泊松过程刻画;其次,基于所建立的退化模型和首达时间概念,推导出剩余寿命概率密度函数及其近似解析解,极大地减少了数值计算时间,并提出一种基于期望最大化算法的模型参数估计方法。数值仿真和航天锂电池实例验证表明,所提方法提高了RUL预测的准确性,对于解决存在随机冲击影响的设备RUL预测问题具有一定的理论指导意义。     

面向拥堵问题的枢纽航线网络优化模型

为解决枢纽机场客流拥堵问题,提高机场运行效率,减少运营成本,提出了一种面向拥堵问题的枢纽航线网络优化模型。该模型基于非严格枢纽航线网络结构,以不同运输方式的费用和流量为约束条件,以枢纽航线网络成本最低为目标,设计了能够减少求解运算的复杂变量表示方法,以及减少陷入局部最优解概率的模拟退火粒子群优化(simulated annealing particle swarm optimization, SAPSO)算法。实验结果表明,相较于严格的枢纽航线网络,所提优化模型能够显著地缓解枢纽机场的拥堵,均衡枢纽机场间客流量,减少网络成本;同时,所提算法具有较快的收敛速度和良好的稳定性。     

基于背景建模的动态目标检测算法的研究与仿真

针对静态摄像机条件下的视频监控问题，提出了一种基于背景建模的运动目标检测算法。首先利用统计的方法建立了基于颜色和颜色梯度的背景模型，并实时地对背景模型进行更新，最后将这两种背景模型综合考虑对目标进行有效检测。该算法较好地解决了背景模型的提取、更新、背景扰动、外界光照变化等问题。实验结果证明，该算法对固定场景下运动目标的检测是快速有效的。     

基于改进DE算法的敏捷成像卫星前摄式调度

针对卫星资源失效或应急任务加入对敏捷成像卫星前摄式调度的影响,构建了鲁棒模型,提出了一种改进差分进化(differential evolution,DE)算法。首先,考虑卫星资源失效概率、任务执行主从窗口构建了期望收益和松弛时间指标,将这两个指标作为优化目标构建了前摄式调度鲁棒模型;然后,针对该模型的多目标优化特性,在传统DE算法的基础上,重新设计了变异、交叉和选择算子,增加了外部存档更新策略,优化了Pareto解集评价指标,提出一种多目标离散差分进化(multi-objective discrete differential evolution,MDDE)算法,并给出了算法的实现步骤;最后,仿真结果表明,与NSGA-Ⅱ算法相比,MDDE在Pareto解集评价指标上提高了10.42%左右,在求解时间上降低了9.72%左右,为敏捷成像卫星前摄式调度提供了一定的方法支撑。     

Fuzzy data envelopment analysis approach based on sample decision making units

The conventional data envelopment analysis (DEA)measures the relative efficiencies of a set of decision making units with exact values of inputs and outputs.In real-world problems,however,inputs and ou...     

基于C2W模型的广义数据包络分析方法研究

如果将评价的参照集分成"决策单元集"和"非决策单元集"两类,那么传统的DEA方法只能给出相对于决策单元集的信息,而无法依据任何非决策单元集进行评价,这使得DEA方法在众多评价问题中的应用受到限制.针对传统数据包络分析方法无法依据指定参考集提供评价信息的弱点,给出了包含无穷多个样本单元的广义数据包络分析模型(Sam-C²W)和相应的Sam-DEA有效性概念.分析了(Sam-C²W)模型的性质以及它与传统DEA模型之间的关系,探讨了(Sam-C²W)模型刻画的Sam-DEA有效性与相应的多目标规划Pareto有效解之间的关系.进而,分析了决策单元在样本可能集中的分布特征、投影性质和模型含义等问题,(Sam-C²W)模型不仅具有传统C²W模型的全部性质,而且还能依据任意指定的参考单元集进行评价.     

多约束下编队随船备件配置优化方法

针对舰艇编队备件配置方案的确定需要综合考虑多项约束指标因素的特点,以编队出海执行任务准备阶段备件配置为研究背景,以舰船载荷、排水量及保障费用为约束条件,构建了以编队备件保障概率为目标函数的编队随舰备件库存优化模型,应用拉格朗日乘子法及边际效应法原理给出了编队随船备件库存模型计算及优化流程,并运用罚函数原理对保障资源约束因子进行了确定及动态调整。最后,通过案例分析验证了本文提出的方法能够为解决多约束下编队随船备件配置优化问题提供新的途径。     

基于机动判别的变结构交互多模型跟踪算法

临近空间高超声速机动目标具有高速、高机动的运动特性,协同转弯模型是跟踪临近空间目标的常用模型之一。基于协同转弯模型的自适应网格交互多模型(adaptive grid interaction multiple model, AGIMM)算法能够较好地适应临近空间高超声速目标运动特性,但AGIMM算法存在着依赖中心网格模型,非机动时刻模型集收敛缓慢的问题,基于此提出了一种基于机动判别的变结构交互多模型算法。所提算法根据目标机动特性调整跟踪模型集的结构及模型概率转移矩阵,加快了非机动时刻模型集的收敛速度,克服了AGIMM算法存在的问题。通过蒙特卡罗仿真验证,改进的算法相对于AGIMM算法提高了对临近空间高超声速目标的跟踪性能。     

自适应模板更新的粒子滤波实时跟踪算法

提出一种自适应模板更新的粒子滤波实时跟踪算法。在粒子滤波的跟踪框架下,目标模板的自适应观测模型采用含有三个分量的混合高斯模型来建模并用增量EM算法在线更新,很好地解决了模板更新问题。实验结果表明:该跟踪算法在光照变化条件下的红外目标、外观姿态快速变化、局部遮挡等情况下的目标跟踪实验均能长时间稳定地跟踪目标,且无需普通粒子滤波算法的重采样策略,计算简单,易于硬件并行实现。     

基于改进PSO算法的实时故障监测诊断测试集优化

针对基于相关性模型的复杂系统实时故障诊断问题,引入一种改进的多目标离散粒子群优化算法对测试集进行优化选择,以提高诊断系统效率,降低测试成本。基于现有粒子群优化算法,将粒子速度更新和位置更新的意义与测试选择相联系,提出了新的速度和位置更新公式;针对测试集故障检测数、故障隔离数、测试个数及成本等多个指标,分别设计了故障监测测试集和诊断测试集的多目标适应度函数,并给出最优解的多目标更新方法。仿真结果表明：改进算法收敛速度快,计算精度高,可为实时监测诊断系统测试集优化选择提供有效指导。