改进蚁群算法在WTA问题中的研究与应用

论文摘要

随着指挥自动化在现代高技术局部战争中的地位和作用越来越突出,如何合理地部署我方兵力来迎击敌方兵力,以期达到最佳的作战效果,已经成为指挥控制决策中最为关键的一个问题,也就是当今各国争相研究的武器-目标分配（WTA, Weapon-Target Assignment）问题。它是一个典型的目标优化问题,需要在短时间内能够对敌方的攻击做出合理的武器-目标分配方案。本文在现有研究成果的基础上,以最大命中概率为准则研究了静态WTA问题的求解。（1）在查阅大量WTA相关文献的基础上,介绍了WTA问题在指挥控制领域中的背景及国内外的研究现状,详尽的阐述了WTA问题模型研究与算法研究的主要内容,并对现有研究方法的特点进行了说明比较,指出了它们的优缺点。（2）介绍了WTA问题的基本内容,提出了按照不同标准的WTA问题分类,主要探讨研究了考虑时间因素的WTA模型,即静态WTA问题和动态WTA问题的定义和对象,给出了具体的数学模型,并介绍了动静结合的研究。（3）结合WTA问题的特点,在现有蚁群算法的基础上,探讨研究蚁群算法的改进,采用改进的蚁群算法来求解。为了提高解的多样性和收敛速度,主要从以下两方面进行改进：ⅰ.状态转移概率的改进：采用随机数方法,增加解的多样性；ⅱ.信息素更新的改进：采用信息素递减的更新策略,提高解的收敛速度。（4）采用改进蚁群算法,即随机数和信息素递减方法,对WTA问题中的静态模型及现有的WTA实例进行仿真研究,通过对仿真结果的分析,证明结合WTA问题的改进蚁群算法的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 离散事件动态系统
• 1.1.1 离散事件动态系统的研究背景
• 1.1.2 离散事件动态系统的意义及建模分析方法
• 1.1.3 离散事件动态系统研究的新进展
• 1.1.4 课题的提出
• 1.2 WTA问题的研究背景和意义
• 1.3 WTA问题研究现状与发展
• 1.3.1 WTA模型研究的现状与发展
• 1.3.2 WTA算法研究的现状与发展
• 1.3.3 WTA问题的特点与不足
• 1.4 本文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 第二章 武器-目标分配问题
• 2.1 WTA问题的描述
• 2.1.1 WTA问题的分类
• 2.1.2 WTA模型的分类
• 2.2 武器-目标分配模型
• 2.2.1 静态WTA问题的研究
• 2.2.2 动态WTA问题的研究
• 2.2.3 WTA问题的动静结合研究方法
• 2.3 本章小结
• 第三章 蚁群算法
• 3.1 基本蚁群算法的基本原理
• 3.1.1 蚁群行为描述
• 3.1.2 基本蚁群算法的机制原理
• 3.2 基本蚁群算法模型
• 3.2.1 TSP问题描述
• 3.2.2 基本蚁群算法的数学模型
• 3.3 蚁群算法的优缺点及应用
• 3.3.1 蚁群算法的优缺点
• 3.3.2 蚁群算法的应用领域
• 3.4 蚁群算法的改进
• 3.5 本章小结
• 第四章 蚁群算法在WTA问题求解中的改进
• 4.1 基于蚁群算法的WTA问题求解
• 4.1.1 状态转移概率的改进
• 4.1.2 信息素更新的改进
• 4.2 本章小结
• 第五章 改进蚁群算法在WTA问题中仿真研究
• 5.1 WTA问题的改进蚁群算法求解步骤
• 5.2 算法测试
• 5.3 改进蚁群算法与传统算法的比较
• 5.4 多目标攻击空战决策
• 5.4.1 空战决策模型
• 5.4.2 数值试验
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢