改进差分进化算法求解武器目标分配问题

针对武器目标分配问题求解收敛速度慢、搜索效率低、寻优精度差的问题,提出一种基于改进差分进化算法的武器目标分配方法.首先,建立多约束条件下武器目标分配优化模型,将动态武器目标分配问题离散为静态武器目标分配问题处理.其次,采用随机邻域变异策略平衡差分进化算法全局探索和局部开发能力,采用基于历史存档的自适应参数整定方法,根据...     

基于仿真的武器-目标分配问题求解方法

武器-目标分配问题是一种NP问题.分析了武器-目标分配问题的特点,把武器-目标分配问题转化为加权运输问题,把不同权系数下运输问题的精确解作为原问题的近似解,权系数不同时运输问题的解对应原问题的目标函数值不同,可把武器-目标分配问题的目标函数看作权系数的函数.采用仿真方法产生权系数,计算相应运输问题的解及其对应的武器-目标分配问题的目标函数值,进行迭代搜索,逐步改进武器-目标分配问题的解,得到较好的近似解.实验结果表明:提出的仿真方法计算所得解的质量较高,是求解武器-目标分配问题的一种有效方法.     

自适应差分进化算法求解多平台多武器-目标分配问题

针对水面舰艇编队防空反导作战中的武器-目标分配问题,建立了编队防空火力分配模型,将自适应差分进化算法应用到模型的求解与仿真中,并根据参数优化,改善了问题求解的收敛特性。针对模型求解的特殊要求,采用适当的编码方案,使种群个体编码满足约束条件,利用混沌序列初始化种群,加强种群的搜索多样性,变异、交叉参数的动态自适应策略和混沌序列扰动避免算法陷入局部最优等方法对算法进行优化改进,较方便快捷地解决了多平台多类型武器-目标分配问题。实例证明,该方法能够获得满意的结果,与其他智能算法相比,在优化性能上有较大改进。     

武器-目标分配问题的粒子群优化算法

建立了武器-目标分配问题的优化模型,分析了各种解决此模型的方法的优缺点。经典的粒子群是一个有效的寻找连续函数极值的方法,结合遗传算法的思想提出粒子群算法来解决武器-目标分配问题。经过比较测试,4种粒子群算法的效果都比较好,特别交叉策略A和变异策略B的混合粒子群算法是最好的且简单有效的算法。     

动态武器目标分配问题中策略优化的改进算法

动态武器目标分配(Weapon Target Assignment,WTA)中的目标选择策略问题可以通过建立马尔可夫决策过程(Markov decision processes,MDP)模型进行研究,但目前尚无有效求解此类较大规模的MDP问题中最优策略的算法.通过分析动态WTA问题的MDP模型特点,给出了求解该问题最优策略的改进算法.该算法主要在初始策略选取规则、策略改进规则以及最优策略的判断准则等方面进行了改进.该算法具有计算量小,节省内存,并可得到最优解等优点.最后,通过算例将该算法与传统算法进行了比较.改进算法可以用于解决较大规模的动态WTA中的策略优化问题.     

基于改进差分进化算法的跨平台武器目标分配方法

现代战争中,跨平台武器单元的协同利用,是合同编队体系的重要内容,作战方式也正由平台级协同向着能力要素级协同转变,这对武器目标分配问题的解决提出了更大挑战。本文将武器单元的最小划分单位细化到能力要素级,以毁伤概率与成本消耗为优化目标,面向多种来袭目标的编队防空场景,提出了跨平台武器目标分配算法。同时,基于混沌映射提出了混沌种群重构(chaotic population reconstruction, CPR)机制,并结合带存档的自适应差分进化(adaptive differential evolution with optional external archive, JADE)算法提出了CPR-JADE算法,利用CPR机制可以帮助算法在解决高维复杂约束问题时跳出局部最优。再将其运用到武器目标分配模型上,实现了对模型的高效求解。最后,通过在多种数据规模下与其他进化优化算法的仿真对比试验分析,验证了所提方法的正确性与有效性。     

静态武器目标分配问题的攻击界整数规划求解方法

静态武器目标分配(weapon-target assignment, WTA)问题的直接表现形态是非线性.在不丧失模型最优解的前提下,本文把WTA问题建模为整数线性规划(ILP)模型,并提出在最优武器分配方案中攻击特定目标的武器数量存在上界(攻击界).在采用启发式方法限定攻击界后,WTA问题的ILP模型的维数被大规模降低,使得求解能够在短时间内完成.与近年来发表于国内外期刊上的算例进行试算比较,结果显示本文提出的方法在求解速度和求解优化程度方面具有明显的优势.     

基于IDPSO的武器目标分配优化算法

针对武器目标分配(weapon-target allocation,WTA)优化问题的特点,对改进型离散粒子群(improve discrete particle swarm optimization,IDPSO)算法应用于WTA的若干问题进行研究。首先建立了资源受限条件下最大化效费比的WTA优化模型。然后,构建了一种针对多约束WTA问题的粒子编码方案,在此基础上,改进传统粒子群算法的位置和速度更新方式,提出了带怀疑因子和斥力因子的IDPSO算法。仿真实例表明,该算法具有更强的全局寻优能力和更快的收敛速度,能够有效求解大规模WTA问题,适应现代战争中辅助决策对实时性的要求。     

目标分配的蚁群-模拟退火算法及其改进

直升机编队的对地攻击过程中,目标分配是实现作战任务的重要条件。确定了直升机目标分配的优势度计算方法以及目标分配的原则。利用蚁群-模拟退火算法实现了直升机对地攻击的目标分配过程,并针对分配过程中,采用综合优势度最大来确定最优路径所出现的不足对算法进行了改进,即根据信息素的积累量来确定最优路径,能够综合考虑信息素浓度与优势度的影响,避免了为达到全局最大优势度而出现的个体分配效益不好以及收敛缓慢的情况。实验结果表明,改进的算法效率更高,收敛的速度较之前更快,分配结果更趋合理。     

基于匈牙利-模拟退火算法的多阶段武器目标分配方法

针对现代化战争中远程精确制导武器成本高昂以及武器发射平台数量有限的问题，研究了多阶段武器目标分配问题，以最小化武器成本为优化目标，建立了混合整数非线性规划模型。设计了一种集成匈牙利和模拟退火的混合智能搜索算法，首先根据待攻击目标的时空状态与毁伤特性确定打击阶段、标记可松弛性。在模拟退火的框架下，基于目标的松弛性调整攻击阶段，再通过匈牙利算法计算每个阶段武器和目标的精确匹配方案。通过启发式算法和精确求解技术的结合，在保证求解质量的前提下，极大减少了计算时间。通过计算实验，与变邻域搜索算法进行了对比分析，验证了该算法在求解多阶段武器目标分配问题的有效性。仿真结果表明，所提算法在计算时间和求解效果上优于变邻域搜索算法。     

火力分配多目标规划模型的改进MOPSO算法

提出一种改进的多目标粒子群优化算法(multi-objective particle swarm optimization, MOPSO)算法,通过化解约束条件、修改速度和位置更新等使该算法适于求解火力分配多目标规划模型。最终求解的非劣解集构成Pareto前沿,体现增加火力单元数量对射击效能的影响,决策者可按照意图从中选取最终解。不考虑多目标规划模型中的属性目标,对敌毁伤概率随迭代步数演变与单目标函数相比,收敛性能相同,最大值相近,验证了所提算法的有效性。     

求解TSP的改进人工鱼群算法

利用遗传算法的交叉算子,并引入去交叉策略,对人工鱼群算法进行了改进,提出了一种改进型人工鱼群算法,并将该算法用于求解旅行商问题(traveling salesman problem,TSP)这一经典的NP难问题。通过实验仿真与目前TSP已知最优解进行对比分析,结果表明,改进后的人工鱼群算法在种群规模较小,迭代次数较少的情况下也可以收敛到已知最优解。     

新型遗传算法在防空指挥系统目标分配中的应用

鉴于防空作战指挥系统目标分配问题的一般数学模型及分配原则,提出一种融合了小生境技术和跨世代精英选择策略的新型遗传算法。给出了应用新型遗传算法实现目标分配优化问题的具体实现描述。实验结果表明,该算法收敛速率快,寻优能力强,为指挥员提供了实时有效若干可行的分配方案。     

装甲分队动态武器目标分配中蚁群算法终止控制

针对较大规模静态武器目标分配问题中算法实时性差、分配方案不适用于发生变化的战场态势的问题,分析了装甲分队动态武器目标分配问题的特点,以解效用最大为目标函数,提出了一种算法终止控制策略,其综合考虑了解的质量、继续计算改善解质量的效率、模型参数变化的影响。将该策略应用于一种改进蚁群算法中,仿真结果表明,应用此种策略可在确保一定解质量的前提下,避免解失效并有效提高解效用,减少计算迭代次数,缩短计算时间。     

具有条件风险值的动态火力分配方法

针对火力分配（weapon-target assignment,WTA）中的不确定性因素,研究了一类目标数量和类型不确定的动态火力分配问题。首先,构建了最小总任务费用的确定型WTA模型;其次,引入时间变量、想定模式和风险值约束,把确定型WTA问题转化为具有条件风险值约束的两阶段动态WTA问题,并用线性不等式集代替条件风险值约束,从而把动态WTA问题转化为混合整数规划问题;最后,设计一种循环多次交换禁忌搜索算法。仿真结果表明,新算法能够在较短时间内求解较大规模动态WTA的优化问题。     

基于起讫点的均衡交通分配改进算法

AnthonyChen (2002)提出的基于起讫点的Frank-Wolfe (ODBFW)算法, 对同一起点的所有OD对搜索最短路树, 采用one-OD-at-a-time流量更新策略, 是一种收敛性能较好的均衡交通分配算法. 主要对ODBFW算法的初始化、线性搜索及最短路搜索算法进行改进, 提出ODBFW改进算法. 将ODBFW改进算法应用于国际上同类研究常用的SiouxFalls网络及我国山东省诸城市实际道路网, 比较标准FW算法、ODBFW算法及ODBFW改进算法的可行性、效率及稳定性. 结果显示, 改进算法效率较标准FW算法有显著提高, 稳定性较好. 在小型测试路网上改进算法较ODBFW算法达到收敛的时间减少近15%, 在大型测试路网上减少近5%.     

Troubleshooting algorithm for solving assignment problem and its applications

A new troubleshooting algorithm for solving assignment problem based on existing algorithms is proposed, and an analysis on the related theory is given. By applying the new troubleshooting algorithm to the Lagrange relaxation algorithm of the multi-dimensional assignment problem of data association for multi-passive-sensor multi-target location systems, and comparing the simulation results with that of the Hungarian algorithm which is the classical optimal solving algorithm, and the multi-layer ordersearching algorithm which is a sub-optimal solving algorithm, the performance and applying conditions of the new algorithm are summarized. Theory analysis and simulation results prove the effectiveness and superiority of the new algorithm.