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运筹学目标规划毕业论文

发布时间:2024-07-04 19:27:52

运筹学目标规划毕业论文

考研 选专业时,运筹学与控制论 专业怎么样 是广大考研朋友们十分关心的问题,以下运筹学与控制论 专业介绍 ,包含:运筹学与控制论专业研究方向、培养目标、 就业方向 和 就业前景 等,希望对大家有所帮助。运筹学与控制论是研究各种系统的结构、运作、设计和调控的现代数学学科,是应用数学与系统科学、信息科学的结合点。运筹学与控制论是数学的 二级 学科,本学科所研究的问题是从众多的可行方案中优选某些目标最优的方案,在社会与经济生活的合理规划、最优设计、最优控制和科学管理中起着十分重要的作用。在自然科学、社会经济中有广泛的应用。1. 运筹学与控制论专业研究方向 该专业研究方向主要有: 01 最优控制理论及其应用 02 随机控制理论与数学金融2. 运筹学与控制论专业培养目标 在政治上培养学生有坚定的政治方向,热爱祖国,坚持四项基本原则,具有全心全意为人民服务的思想。在业务上系统掌握本专业的基本理论,在所研究方向上了解国内外学术动态,具有一定的独立开展科研的能力,并能熟练地运用一门外语 阅读 专业 书 刊和撰写论文,成为德、智、体全面发展的运筹学与控制论专业的高级人才。3. 运筹学与控制论 专业就业 前景分析 学生 毕业 后能在科研、教育等部门从事学术研究、技术管理、教学 工作 ,以及在生产、设计、开发等企事业单位从事应用技术研究和管理决策等工作。

本文研究如何在满足配送系统多目标的要求下合理分配和控制配送活动的时间,从而实现配送系统优化的目的。文章构建了多目标规划模型并对其进行了实证分析,对企业做出配送决策有一定的指导意义。 关键词:配送;多目标规划;系统优化 中图分类号:文献标识码:A文章编号:1002-3100(2007)08-0041-03 Abstract: This paper studies how to distribute and control the time of delivering actions under the multi-objective request, thus optimizing the distributing and delivering system. The paper constructs the model of multi-objective programming and uses an example to study the model. It is important to make some distributing decisions. Key words: distribution; multi-objective programming; logistics optimization 随着物流业的快速发展,如何降低成本消耗,提高企业效益成了众多物流配送企业面临的问题。国内外众多学者已经开始配送系统的优化研究,研究主要集中在配送设施选址、配送路线优化等方面,优化的方法以最短路径,启发式和神经网络等算法居多,但涉及从多目标的角度进行配送活动优化研究的方法甚少。 在配送系统的优化研究中配送选址、配送路线的优化研究固然重要,但配送系统内配送活动的优化研究也不应忽视。因此本文从多目标的角度研究配送系统内配送活动的优化问题。 1物流配送系统多目标规划建模[2-3] 多目标规划的目标体系 (1)配送活动的时间最少 一次有序的物流配送活动流程图(图1)。每一个活动都需要一定的时间去完成,而我们的目标是在现有的条件和成本限制下,使完成配送活动的时间越短越好。 (2)配送活动的成本最低 物流企业要达到盈利的目的,必须对成本严格控制和优化。如何在合理的时间内使成本最低而效益最大化是企业的最终目标。 (3)配送活动完成质量最高 高质量完成配送活动是配送企业的期望和要求,也是提供给客户高质量服务的保证。但是质量这一目标难以定量化去衡量,本文研究的质量目标主要是配送中心完成配送活动的工作质量,以区间7,9, 5,7, 3,5, 1,3表示优良中差四个质量等级。 上述的三个目标既互相独立又互相联系。准时、及时的配送系统是许多配送企业追求配送合理化的重要手段,然而这需要现代化的管理思想、熟练的技术人员以及先进的技术设备,所以企业追求的时间目标和成本目标是有着“效益悖反”规律的。高质量的完成配送活动需要一定的时间,对企业来说时间目标和质量目标也有“效益悖反”的规律。本文研究讨论建立多目标模型来权衡这些目标。 模型中参数的含义 由计算结果只用6分钟完成集货,14分钟完成分货,30分钟完成拣货、50分钟完成装配可使本次配送活动成本控制在660元,时间控制在100分钟而质量达到良。 计算结果表明该配送中心应加强控制集货和分货的时间,可以通过学习优秀企业的经验,引进先进设备以及吸收技术型人才来提高配送效率,从而增加企业效益,实现配送系统的优化。 3结束语 本文对配送系统中配送活动的优化问题进行了讨论和研究,建立了多目标规划模型并对其进行了实证分析。希望本文的研究可以为企业合理分配和控制配送活动的时间提供参考依据,避免企业传统盲目的物流配送活动。 参考文献: 刘志强,丁鹏,盛焕烨. 物流配送系统设计[M]. 北京:清华大学出版社,2003. Do Ba Khang and Yin Mon Myint. Time cost and quality trade-off in project management[J]. International Journal of Project Management, 1999,17(4):249-256. 杨茂盛. 运筹学[M]. 西安:陕西科学技术出版社,2002. “本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。” 本文为全文原貌未安装PDF浏览器下载安装原版全文 基于多目标规划在物流配送系统优化中的应用研究 杨茂盛谢静

谈关于运筹学教学的几点思考 [论文关键词]运筹学 教学研究 课程建设[论文摘要]本文对运筹学教学中存在的一些问题进行分析,并就运筹学的教学目的、教学内容、教学形式等方面进行探讨,提出相应的改革思路和措施。 运筹学作为一个学科出现以来,特别是20世纪50年代以来,运筹学的研究与实践在我国得到深入发展,在工程、管理、经济等领域都发挥了重大的作用,并作为一门课程逐渐成为管理科学、系统科学、信息技术、工程管理、物流管理、经济、金融等专业的基础课程之一。然而,由于运筹学知识的综合性及内容上的数学复杂性,使得这一课程的教学表现出强烈的自身特色。结合几年来十几次运筹学教学的体会,对运筹学的教学方法进行一个粗浅的分析,以供探讨。 一、注重其发展背景及现实意义的讲授 运筹学作为一门应用科学,既不同于数学等经典学科,又不同于普通的应用学科,这一点可以从其发展背景中略见一斑。从运筹学的早期的发展来看,它可追溯到1914年提出的军事运筹学中的兰彻斯特(Lanchester)战斗方程、1917年丹麦工程师爱尔朗(Er-lang)在哥本哈根电话公司研究电话通信系统时提出的排队论的先驱者、20世纪20年代初提出的存储论最优批量公式等等。这些发展背景的介绍有助于学生对于这一学科的重要性、学科的特点、以及其中问题的解决思路都会起到非常重要的作用。所以,作为运筹学课程的讲授人员,要把不应在课程绪论的讲授中一带而过,而是要在讲授过程中让学生有所体悟。 二、注重其“学科交叉、多分支”的特点 应该说“学科交叉、多分支”是运筹学作为一门课程的重要特色,也是教学过程中需要认真处理、仔细推敲的一个关键问题。多学科交叉使得运筹学表现出知识结构和思维方式上的复杂性——既具有数学学科的理论特性又具有应用学科的自身特性、既具有理工学科的定量特性、又具有人文学科的分析特性、既追求“完美”又注重“实用”。作为授课教师而言要始终把握运筹学的这一特点,做到对发展现状的较好跟踪,注重对学生启发性引导;做到对授课对象的仔细区分,既包括对学生学历的区分又包括对学生专业的区分,对学生学历的区分主要体现在知识内容、授课学时、授课方式、课程要求等环节,而对学生专业的区分则主要体现在理学、工学和经管专业在知识深度与广度上的差异以及在理论和应用上的差异。而多分支特性则要求授课教师在授课过程中对各个分支有针对性的选择并能够做到对该分支理论及应用的充分把握。 三、注重“案例教学、实验教学”的`综合运用 案例教学与实验教学在运筹学教学中的运用主要在于对学生综合能力的培养。“案例教学”一方面可以在课程讲授过程中起到引导的作用,既可做到由浅入深、又可在较大程度上激发学生的学习兴趣,为接下来的深入做好铺垫;另一方面,又可在知识的运用上起到较好的教学效果,既激发学生的知识运用的兴趣又加深对知识理论的理解。“实验教学”既是对理论教学和案例教学的细化又是对学生动手能力的有效引导手段,特别是对学生脚踏实地的学习态度是一个较好的锤炼,同时也对学生长期以来单纯的“分数为上”的学习方式是一个有效的冲击。正是基于上述考虑,笔者认为在运筹学的讲授过程中要充分重视“案例教学”和“实验教学”的运用,充分考虑二者在运筹学教学过程中比重和搭配问题。 四、注重教学方式的运用 随着教育技术的飞速发展,多媒体教学在课堂教学中运用越来越普遍,它在一定程度上提高了教学的质量和教学率,同时又带来相应的弊端。尤其是多年的高校扩招和运筹学课程的普遍适用性使得多数运筹学课程为大课教学,这就促使教师为了避免后排学生看不清而几乎抹去了板书的运用。所以,在大班化的背景下,板书与多媒体的矛盾始终是运筹学教学中一个难以解决的问题。 五、注重对考核方式的研究 考核作为学习过程中的一个重要环节,其设计的好坏对整个教学质量有着重要影响。在传统的考试方式中,往往过多得强调知识点的掌握情况,而在一定程度上忽视了应用能力的培养。所以,不仅要在教学过程中注重“案例教学”和“实验教学”的运用,又要注重对学生实践能力方面的考核,不仅包括学生对分析能力、动手能力的考核,还要包括对学生探索精神和探索能力的考核。基于此,笔者认为在运筹学考核过程中“专题考核”和“研究论文”都可作为传统考核方式的重要补充。 总之,教学内容、教学方式、教学媒介、考核方式都是运筹学授课教师始终需要认真思考的问题。不仅如此,还要综合考虑自身高校的教学特点,特别是该课程在专业体系中作用的考虑以及该校教学管理部门的课程管理特点。该文仅仅是笔者一点粗浅体会,不足深论,仅供参考。 [参考文献] [1]杨茂盛,孔凡楼,张炜.对运筹学课程教学改革的看法和建议[J].西安建筑科技大学学报(社会科学版),2006(12),108-110 [2]张润红.从整体角度对工程管理专业《运筹学》教学的探索[J].理工高教研究,2005(2),94-95 [3]胡发胜,刘桂真.国家精品课程运筹学的教学改革与实践[J].中国大学教学,2006(7),9-10 论文相关查阅: 毕业论文范文 、 计算机毕业论文 、 毕业论文格式 、 行政管理论文 、 毕业论文 ;

运筹学目标规划应用举例论文

运筹学实践》课程设计是以小组团队为基础,在学习《运筹学》教学内容基础上,自主选择主题在教师指导下进行调研、资料检索、数据处理、论证或分析建模、求解等过程,经过充分讨论得出结论、给出最优决策方案的一种全过程综合训练,是重要的实践环节,对于培养和提高本科生科学思维、科学方法、实践技能和创新应用能力的综合素质致关重要。具体表现为创造性思维能力、科研能力如:分析和解决实际问题的能力、定量分析与上机能力、综合与表达能力等、合作共事与团队作战能力、协调与应变能力等。一、《运筹学实践》课程设计选题下面列出的一些选题可供参考:1、为所在班级同学设计几套不同要求的食谱;2、为同学们设计几套个人储蓄方案;3、结合小组同学的具体情况,设计几套因人而异的学习时间安排方案;4、图书馆阅览室自习座位的合理设计(餐厅就餐桌凳数量、布局的合理设计);5、选择一个企业,在实际调研基础上制定符合实际的优化排产方案或生产—库存计划;6、帮助农村某乡制定作物种植计划;7、为某运输企业制定合理的配车计划;8、为公交公司制定合理的车辆更新计划;9、自选企业的产品背景,解决《串联系统可靠性问题》;10、自选背景,解决选址问题,如自动充气站、急救中心、血站、医院、学校、发电厂、炼油厂、仓库、分销中心、打麦场等;11、医院科室医生(学生超市、书店、食堂服务员)数量的合理配置研究;12、西安市旅游景点经典路线的设计;(高校联络最短路线设计;)13、选择了解和熟悉的实际背景,收集相关资料,抽象出适当的运筹学模型,求解并进行结果分析,形成一个运筹学案例;14、从老师提供的案例背景材料中选择一个感兴趣的问题进行研究;15、针对课程学习中的重点和难点,设计相应的辅助学习工具,如:LP灵敏度分析活动尺、电子模板法求解网络模型、排队论公式汇总和记忆表格等;16、选择《运筹学》教学网络平台的一个模块进行系统分析、设计与开发;二、课时与活动安排1、总课时为2周,活动内容及时间安排如下:活动内容 选题、调研 小组讨论与上机 答疑、指导 报告交流与总结 课时数 1周 16学时 8学时 12学时 时间安排 1—15周 16~17周 15周516周5 18周2、5 合计课时数 2周 2、组织工作与活动安排: (1)选题与调研阶段:安排在1~15周之内分散进行,总共时间为1周。主要工作是:�6�1 开课2周内——划分小组,推选组长;�6�1 小组选题——教师随着课程讲授过程,不断地给学生提供选题和研究建议,小组成员应经常沟通交流,待意见基本统一,征求教师意见后确定选题;�6�1小组成员分工;�6�1资料收集与调研;(2)研讨阶段:除了平时的分散交流外,集中安排3~4个单元研讨,同时安排教师答疑指导2个单元,为课程设计提供咨询意见和建议。该阶段的主要工作是:�6�1小组讨论研究(包括补充调研)�6�1上机计算�6�1形成研究报告和工作报告,制作讲演ppt.(3)交流与点评阶段:集中安排3个单元,主要工作是:�6�1全班交流报告、质疑和讨论(辩论)�6�1教师点评总结�6�1修改研究报告(4)《课程设计》报告提交阶段:(19周7月1日之前)最终成果以小组报告形式提交,包括:① 研究报告;② 工作报告;③讲演ppt.;三、报告写作要求:撰写《课程设计》报告的目的是为了培养学生规范、良好的科研作风,参照科研论文的写作而提出的要求,包括研究报告和工作报告两部分,写作格式如下:1、研究报告 研究报告是《课程设计》的主要成果,应反映研究的内容和结果,主要包括背景资料、资料数据的收集和整理、论证、或建模计算、结果分析、结论。 报告的写作格式应参照科研论文的写作,具体要求如下:(1)标题(标题下为署名)(2)摘要(3)关键词(4)正文�6�1问题的提出(选题意义、背景)�6�1资料数据的收集和整理�6�1论证或建模、计算

配车就是一个运筹学的运用,还有就是到货时间的一个期限也可以让你合理的让你调度车辆

我讨论一个可能大家都听说过的问题:就是你在家里看电视,这时熟睡的的孩子醒了在哭,接着厨房烧的水也开了,家里的电话也在响,不巧这时有人登门拜访也正在敲门,更糟糕的是天也要下雨了而你晾着的衣服也没有收……这时你该怎么做?我看过一些经典的做法:就是去哄着孩子,再抱着孩子去厨房把燃气灶关了,喊着“来了,来了”的同时可以去接电话再给客人开门,最后可以让客人帮你抱着孩子然后你去收衣服,完了,很顺理成章。当然这里有几个问题值得推敲,首先,水开了是不是会把燃气灶弄熄了,那么是不是会中毒?那家里的电话是不是有什么急事?其次,来拜访的人是不是你认识或熟悉的,如果是坏人你把孩子交给他会怎么样?那我们是不是可以这样改一下:衣服我可以先不要管它,客人也可以让他稍等一下,那孩子在哭我们也可以暂时不管。电话响了你可以先接起来说“有事,稍等一下。”再到厨房把燃气灶关了,然后去给拜访的人开门,如果是你的好朋友当然可以让她帮你照看一下孩子再回电话,如果是你不认识的人那么你自然应该先去抱你的孩子,然后再和拜访的人交谈,弄清楚是怎么回事了那么你再去回电话,最后去收衣服也不迟。这样一来如果下雨了,湿的只是衣服。但是没有人可以给出最佳方案,因为在你的取舍关系不能得到平衡的时候,多数人只会跟着自己的第一直觉走。如果平常爱打电话的只会先去接电话,爱孩子的人也只会去抱孩子,而有心计的人会去关燃气灶,但却很少人会首先去开门或收衣服。那么是不要说他们做的不对呢,没有,只是他们在同时遇见很多事情的时候已经没有时间去考虑孰轻孰重,在考虑不可以平等处理的同时,他们抓住的往往是自己内心渴望的映射,同时也会反映出一个人的心理态度和价值观念。(不知道有没有四百,也不知道是不是合意,说不对也不要笑,也可以指教一下。)

运筹学是运用知识数据调配各种事物关系达到平衡利用又不会产生浪费的一种理论。

比方通过了解当前具有家庭电视机使用机顶盒开机时间延长的数据。下班进入房间后先打开电视机,然后更衣洗手之后,正好可以进入播出。

运筹学主要研究经济活动和军事活动中能用数量来表达的有关策划、管理方面的问题。当然,随着客观实际的发展,运筹学的许多内容不但研究经济和军事活动,有些已经深入到日常生活当中去了。

运筹学可以根据问题的要求,通过数学上的分析、运算,得出各种各样的结果,最后提出综合性的合理安排,已达到最好的效果。

运筹学作为一门用来解决实际问题的学科,在处理千差万别的各种问题时,一般有以下几个步骤:确定目标、制定方案、建立模型、制定解法。

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运筹学已被广泛应用于工商企业、军事部门、民政事业等研究组织内的统筹协调问题,故其应用不受行业、部门之限制;

运筹学既对各种经营进行创造性的科学研究,又涉及到组织的实际管理问题,它具有很强的实践性,最终应能向决策者提供建设性意见,并应收到实效;

以整体最优为目标,从系统的观点出发,力图以整个系统最佳的方式来解决该系统各部门之间的利害冲突。对所研究的问题求出最优解,寻求最佳的行动方案,所以它也可看成是一门优化技术,提供的是解决各类问题的优化方法。

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运筹学规划论毕业论文

随着我国国民经济的不断发展,企业之间的交易活动更加频繁、同地区、不同地区、甚至跨国的交易活动也不断发生,交通运输则成为交易的活动重点了。 交通运输作为国民经济的一个重要部门,作为人类进步、社会发展的一个重要推动力,其发展模式正在对环境产生越来越重要的影响。传统的运输方式已 经不能满足环境保护、经济发展以及交通运输本身发展的需求,探寻与环境、资源条件相适应的运输是非常重要的一个问题。人们在交通运输方面趋利避害建立更好的运输方法,让交通运输的方法达到一个更高的水平。

线性规划问题在经济生活中的应用详见线性规划是运筹学中研究较早、发展较快、应用广泛、方法较成熟的一个重要分支,它是辅助人们进行科学管理的一种数学方法_在经济管理、交通运输、工农业生产等经济活动中,提高经济效果是人们不可缺少的要求,而提高经济效果一般通过两种途径:一是技术方面的改进,例如改善生产工艺,使用新设备和新型原材料;二是生产组织与计划的改进,即合理安排人力物力资源.线性规划所研究的是在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最优一般地,求线性目标函数在线性约束条件下的最大值或最小值的问题,统称为线性规划问题文章根据线性规划问题在现实生活中的意义进行相关讨论与探究,介绍了线性规划问题产生的背景、特点和实际运用情况,以及线性规划问题在经济生活中运用的意义.

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运筹学线性规划毕业论文

论文摘要:文章针对侦察无人机航路规划这一问题,分析了影响航路规划的因素,构建了航路规划的模型。结合侦察无人机航路规划的特点与模型,论证了基于蚁群算法求解的理由与优点,并对蚁群算法的初始信息素强度与启发因子进行了改进。最后以岛屿进攻战役这一特定作战任务为例。利用MATLAB实现了侦察多目标时的航路规划问题。 引言 航路规划是指在目标点与起始点之间,为运动物体寻找满足某种性能指标和某些约束的线路、路径。目前对于航路规划的研究主要用于导弹、鱼雷、飞机等飞行器的飞行线路选择上,对于无人机的侦察航路的系统研究还不多见。在文献[3]中虽然也应用蚁群算法进行了航路规划,但没有充分考虑到威胁点存在和目标点价值对航路的影响,且对蚁群算法没有进行启发因子和信息素初始强度方面的创新。在相关外文文献中,由于美军无人机航程较大,其航路规划的约束条件就相对较少,可供借鉴的内容也很有限。而针对岛屿进攻战役这一特殊作战样式的研究更是尚属空白。本文正是基于这一背景下对该问题进行研究,以实现在充分发挥无人机最大作战效能的同时,又尽可能地降低无人机被毁伤概率。 1、影响航路规划的因素分析 影响侦察无人机航路规划的主要因素有如下四个方面。 目标价值 目标价值是衡量某一时刻对某一目标实施火力突击必要程度的综合指标(用Vm表示)。可采用层次分析法获得各个目标的价值Vm,也可以再进行归一化处理,得到各目标的相对价值系数Ku,以此来衡量目标的重要程度。 对不同的目标实施侦察时,对于价值较高的目标可安排更长的有效侦察时间,而对于价值相对较低的目标,则应适当压缩有效侦察时间。 有效飞行时间(距离) 侦察的主要目的是发现对己方有价值目标并及时描述目标的状态,因此发现目标的概率是航路是否合理的一个重要指标。距离目标越近,飞机上侦察设备能够搜索目标区的时间也就越长,发现目标的概率也就越大。 在执行侦察任务时,为了获得某一目标的有效信息,无人机必需接近目标并使目标处于其机载电子、光学侦察设备的作用距离内。如果为了实时监控某一目标,侦察无人机还必需在此目标的上空盘旋、停留,以使目标长时间地处于机载设备的监控之下。因此对目标的发现概率可以用有效飞行时间来表征。它表示侦察无人机对目标总的侦察、监控时间,为处理方便,若侦察无人机以等速率飞行,则其有效侦察飞行时间也可转变为有效飞行距离表征。 生存能力 侦察无人机要完成侦察任务就必须具备一定的生存能力。而其生存能力主要与侦察无人机的隐形规避性能、敌方雷达、防空武器的性能等相关。即侦察无人机的生存能力既受本身的易感性、易损性、可靠性影响,也受敌方的侦察探测和打击能力影响。 从侦察无人机完成飞行任务过程来看,包括发射、正常飞行和突破拦截三个过程,若用概率Pf、Pl、Ps表示三个过程的完成情况。 航程(油量)限制 航程是指侦察无人机起飞后,中途不经加油所能飞越的最大水平距离,即飞行距离。是表征侦察无人机远航和持久飞行能力的指标。由于其在地面一次所加的油量是有限的,因此它的航路必然受到航程的限制,且由于无线电的作用距离受限,飞机执行任务的位置不能超过其作战半径。 2、航路规划构模 侦察无人机多数情况下执行特定的侦察监视飞行任务,指挥员期望的目标是在有限的飞行时间与航程内发现尽可能多的目标,同时付出的代价最小。 就航路规划的约束条件而言,首先是威胁量不能超过指挥员的许可范围,其二,是侦察无人机总的飞行距离不能超过侦察无人机的航程。一旦两者之一不能成立,表明要求的任务是无法完成的,即 3、蚁群算法及其改进 蚁群算法作为一种新的计算模式引入人工智能领域,被称为蚂蚁系统,该系统基于以下假设: (1)蚂蚁之间通过环境进行通信。每只蚂蚁仅根据其周围的局部环境做出反应,也仅对其周围的局部环境产生影响; (2)蚂蚁对环境的反应由其内部模式决定; (3)在个体水平上,每只蚂蚁仅根据环境做出独立选择。在群体水平上,单只蚂蚁的行为是随机的,但蚁群通过自组织过程形成高度有序的群体行为。 基于蚁群算法进行航路规划的特点 基于蚁群算法的侦察无人机航路规划方法,能够保证在航路制订时得到一条具有较小可被探测概率及可接受航程的飞行航路,这种航路规划方法还具有以下特点:(1)在蚂蚁不断散布生物信息激素的加强作用下,新的信息会很快被加入到环境中,而由于生物信息激素的蒸发更新,旧的信息会不断被丢失,体现出一种动态特性; (2)最优路线是通过众多蚂蚁的合作被搜索得到的,并成为大多数蚂蚁所选择的路线,这一过程具有协同性; (3)由于许多蚂蚁在环境中感受散布的生物信息激素同时自身也散发生物信息激素,这使得不同的蚂蚁会有不同的选择策略,具有分布性。这些特点与未来战场的许多要求是相符的,因而采用蚁群算法对侦察无人机的航路进行规划具有可行性与前瞻性。 蚁群算法的改进 (1)ij(t)的初值 为了更好的考虑威胁,在定义在初始条件下定义轨迹强度不同,根据蚂蚁选择路线最优选择轨迹强度高的路线,而无人机的航路规划中则应该更优的选择距离威胁点较远的航路。那么可以定义轨迹的初始强度与距离成反比。即与威胁点越近的路线,信息素强度越小。对于两目标点间的每条路径,其信息素轨迹初始强度。 4、基于改进蚁群算法的侦察无人机航路规划的实现 航路规划的初始条件 蚁群算法用于航路规划主要运用在对多目标实施搜索侦察的航路规划问题,即航路规划需要得出的是飞行经过各个目标的数量和次序,以使侦察无人机经过尽可能多的目标点。 在进行初始规划的过程中,为更方便蚁群算法的实现,首先确定坐标系,将上述各目标点及威胁点用坐标系来表示,这样可以便于实际的运算。 假设在岛屿进攻战役中以某市为坐标点(100,100)的位置,以3公里为1个坐标系单位长度建立平面直角坐标系(这是在充分考虑了将主要有价值点都包括在一个(120×120)的范围内而合理构建的)。则可以确定上述各点的坐标系位置,得到各点坐标。同时各个目标点的价值系数通过层次分析法可求得到结果(具体过程略)。 蚁群算法模型的实现 蚁周系统的各初始参量的确定 为计算和表示方便,将目标点定义为向量Mi(其中i=1,2,3,…,12),威胁点定义为向量Ti(其中i=1,2,3)。采用蚁群算法实现目标点的类旅行商(TSP,Traveling Salesman Problem)问题,目前已经开发的蚁群算法包括蚁密系统、蚁量系统和蚁周系统,而实际应用多数应用后者。为模拟系统中蚂蚁行为的方便,定义标记。 蚁群算法模型分析 通过比较的方法,定性分析各个情况下的目标函数值和航路规划图。不难发现在考虑了目标点价值和威胁点威胁的情况下,航路尽可能地避开了威胁并优先选择通过目标价值较大的点。这样无人机的被毁伤概率较低,且如果发生被毁伤事件时,已经发现的总体目标价值最大。 针对四种情况进行定量分析,假设指挥员的倾向性为,即略侧重于考虑威胁代价。2000表示对每个目标的有效侦察距离均为2000m,计算目标函数的值,可见考虑完备时虽然航路总长最大但总体的目标函数值也最大,航程最优,即侦察无人机应按照依次通过这些目标点。 5、结束语 通过上述分析,在给定侦察无人机的侦察任务情况下经运算可求得最优的初始航路,它可以有效地提高无人机的侦察效能,降低无人机的被毁伤概率,它对于目前军事斗争准备中如何使用侦察无人机具有一定的指导意义。随着我军侦察无人机性能的提高及型号的不断丰富,在对未来岛屿进攻战役中如何对这些机型进行航路规划尚有待于进一步探讨。

那么某一个顶点其实就是某组超平面的交点,这一组超平面对应的约束就是在某一个顶点取到“=”号的约束(也就是基)。顶点对应到代数意义就是一组方程(取到等号的约束)的解 线性规划里面的约束(等式或不等式可以看作是超平面Hyperplane或者半空间Half space)。可行域可以看作是被这组约束,或者超平面和半空间定义(围起来)的区域。 那么某一个顶点其实就是某组超平面的交点,这一组超平面对应的约束就是在某一个顶点取到“=”号的约束(也就是基)。顶点对应到代数意义就是一组方程(取到等号的约束)的解。 用矩阵去理解运筹学线性规划 (Linear Programming)-- 最简单和基础的优化问题,如上图, 目标函数 (max)和 约束条件 (.)都是线性的,自变量x是实数变量,P问题(多项式时间可解);或许有些读者没有学过线性代数,更简单的例子: min x1+x2  . 3x1-4x2> 5,  x1,x2>=0。特点: (1) 目标函数求最大值(有时求最小值)(2) 约束条件都为等式方程,且右端常数项bi都大于或等于零. 约束条件都为等式方程,需要解除松弛变量和剩余 变量(3) 决策变量xj为非负。 对于无约束的变量,如(X3 无约束)可以用类似 X3=X4-X5替换,且 X4>=0,X5>=0即每一个线性规划问题(称为原始问题)有一个与它对应的对偶线性规划问题 对偶问题与原始问题之间存在着下列关系: ①目标函数对原始问题是极大化,对对偶问题则是极小化。 ②原始问题目标函数中的收益系数是对偶问题约束不等式中的右端常数,而原始问题约束不等式中的右端常数则是对偶问题中目标函数的收益系数。 ③原始问题和对偶问题的约束不等式的符号方向相反。 ④原始问题约束不等式系数矩阵转置后即为对偶问题的约束不等式的系数矩阵。 ⑤原始问题的约束方程数对应于对偶问题的变量数,而原始问题的变量数对应于对偶问题的约束方程数。 ⑥对偶问题的对偶问题是原始问题,这一性质被称为原始和对偶问题的对称性。 1 若原问题及其对偶问题都具有可行解,则两者都具有最优解。且他们的最优解的目标函数值相等 2对于线性规划的原问题和对偶问题,若其中有一个有最优解,则另一个也一定有最优解 3如果一个线性规划问题有两个不同的最优解,则它有无穷多个最优解 线性规划中的唯一最优解是指最优表中非基检验数全部为0 其变量均具有非负约束,其约束条件当目标函数求极大值时均取《号,当目标函数求极小值时均取>=号

[编辑本段]线性规划问题的数学模型的一般形式(1)列出约束条件及目标函数(2)画出约束条件所表示的可行域(3)在可行域内求目标函数的最优解[编辑本段]线性规划的发展法国数学家 J.傅里叶和 C.瓦莱-普森分别于1832和1911年独立地提出线性规划的想法,但未引起注意。 1939年苏联数学家Л.В.康托罗维奇在《生产组织与计划中的数学方法》一书中提出线性规划问题,也未引起重视。 1947年美国数学家.丹齐克提出线性规划的一般数学模型和求解线性规划问题的通用方法──单纯形法,为这门学科奠定了基础。 1947年美国数学家诺伊曼提出对偶理论,开创了线性规划的许多新的研究领域,扩大了它的应用范围和解题能力。 1951年美国经济学家.库普曼斯把线性规划应用到经济领域,为此与康托罗维奇一起获1975年诺贝尔经济学奖。 50年代后对线性规划进行大量的理论研究,并涌现出一大批新的算法。例如,1954年C.莱姆基提出对偶单纯形法,1954年S.加斯和T.萨迪等人解决了线性规划的灵敏度分析和参数规划问题,1956年A.塔克提出互补松弛定理,1960年.丹齐克和P.沃尔夫提出分解算法等。 线性规划的研究成果还直接推动了其他数学规划问题包括整数规划、随机规划和非线性规划的算法研究。由于数字电子计算机的发展,出现了许多线性规划软件,如MPSX,OPHEIE,UMPIRE等,可以很方便地求解几千个变量的线性规划问题。 1979年苏联数学家L. G. Khachian提出解线性规划问题的椭球算法,并证明它是多项式时间算法。 1984年美国贝尔电话实验室的印度数学家N.卡马卡提出解线性规划问题的新的多项式时间算法。用这种方法求解线性规划问题在变量个数为5000时只要单纯形法所用时间的1/50。现已形成线性规划多项式算法理论。50年代后线性规划的应用范围不断扩大。 建立线性规划模型的方法

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在中国战国时期,曾经有过一次流传后世的赛马比赛,相信大家都知道,这就是田忌赛马。田忌赛马的故事说明在已有的条件下,经过筹划,选择一个最好的方案,就会取得最好的效果。可见,筹划是十分重要的。现在普遍认为,运筹学是近代应用数学的一个分支,主要是将生产、管理等事件中出现的一些带有普遍性的运筹问题加以提炼,然后利用数学方法进行解决。前者提供模型,后者提供理论和方法。运筹学的思想在古代就已经产生了。敌我双方交战,要克敌制胜就要在了解双方情况的基础上,做出最优的对付敌人的方法,这就是“运筹帷幄之中,决胜千里之外”的说法。但是作为一门数学学科,用纯数学的方法来解决最优方法的选择安排,却是晚多了。也可以说,运筹学是在二十世纪四十年代才开始兴起的一门分支。运筹学主要研究经济活动和军事活动中能用数量来表达的有关策划、管理方面的问题。当然,随着客观实际的发展,运筹学的许多内容不但研究经济和军事活动,有些已经深入到日常生活当中去了。运筹学可以根据问题的要求,通过数学上的分析、运算,得出各种各样的结果,最后提出综合性的合理安排,已达到最好的效果。运筹学作为一门用来解决实际问题的学科,在处理千差万别的各种问题时,一般有以下几个步骤:确定目标、制定方案、建立模型、制定解法。虽然不大可能存在能处理及其广泛对象的运筹学,但是在运筹学的发展过程中还是形成了某些抽象模型,并能应用解决较广泛的实际问题。随着科学技术和生产的发展,运筹学已渗入很多领域里,发挥了越来越重要的作用。运筹学本身也在不断发展,现在已经是一个包括好几个分支的数学部门了。比如:数学规划(又包含线性规划;非线性规划;整数规划;组合规划等)、图论、网络流、决策分析、排队论、可靠性数学理论、库存论、对策论、搜索论、模拟等等。

论文摘要:文章针对侦察无人机航路规划这一问题,分析了影响航路规划的因素,构建了航路规划的模型。结合侦察无人机航路规划的特点与模型,论证了基于蚁群算法求解的理由与优点,并对蚁群算法的初始信息素强度与启发因子进行了改进。最后以岛屿进攻战役这一特定作战任务为例。利用MATLAB实现了侦察多目标时的航路规划问题。 引言 航路规划是指在目标点与起始点之间,为运动物体寻找满足某种性能指标和某些约束的线路、路径。目前对于航路规划的研究主要用于导弹、鱼雷、飞机等飞行器的飞行线路选择上,对于无人机的侦察航路的系统研究还不多见。在文献[3]中虽然也应用蚁群算法进行了航路规划,但没有充分考虑到威胁点存在和目标点价值对航路的影响,且对蚁群算法没有进行启发因子和信息素初始强度方面的创新。在相关外文文献中,由于美军无人机航程较大,其航路规划的约束条件就相对较少,可供借鉴的内容也很有限。而针对岛屿进攻战役这一特殊作战样式的研究更是尚属空白。本文正是基于这一背景下对该问题进行研究,以实现在充分发挥无人机最大作战效能的同时,又尽可能地降低无人机被毁伤概率。 1、影响航路规划的因素分析 影响侦察无人机航路规划的主要因素有如下四个方面。 目标价值 目标价值是衡量某一时刻对某一目标实施火力突击必要程度的综合指标(用Vm表示)。可采用层次分析法获得各个目标的价值Vm,也可以再进行归一化处理,得到各目标的相对价值系数Ku,以此来衡量目标的重要程度。 对不同的目标实施侦察时,对于价值较高的目标可安排更长的有效侦察时间,而对于价值相对较低的目标,则应适当压缩有效侦察时间。 有效飞行时间(距离) 侦察的主要目的是发现对己方有价值目标并及时描述目标的状态,因此发现目标的概率是航路是否合理的一个重要指标。距离目标越近,飞机上侦察设备能够搜索目标区的时间也就越长,发现目标的概率也就越大。 在执行侦察任务时,为了获得某一目标的有效信息,无人机必需接近目标并使目标处于其机载电子、光学侦察设备的作用距离内。如果为了实时监控某一目标,侦察无人机还必需在此目标的上空盘旋、停留,以使目标长时间地处于机载设备的监控之下。因此对目标的发现概率可以用有效飞行时间来表征。它表示侦察无人机对目标总的侦察、监控时间,为处理方便,若侦察无人机以等速率飞行,则其有效侦察飞行时间也可转变为有效飞行距离表征。 生存能力 侦察无人机要完成侦察任务就必须具备一定的生存能力。而其生存能力主要与侦察无人机的隐形规避性能、敌方雷达、防空武器的性能等相关。即侦察无人机的生存能力既受本身的易感性、易损性、可靠性影响,也受敌方的侦察探测和打击能力影响。 从侦察无人机完成飞行任务过程来看,包括发射、正常飞行和突破拦截三个过程,若用概率Pf、Pl、Ps表示三个过程的完成情况。 航程(油量)限制 航程是指侦察无人机起飞后,中途不经加油所能飞越的最大水平距离,即飞行距离。是表征侦察无人机远航和持久飞行能力的指标。由于其在地面一次所加的油量是有限的,因此它的航路必然受到航程的限制,且由于无线电的作用距离受限,飞机执行任务的位置不能超过其作战半径。 2、航路规划构模 侦察无人机多数情况下执行特定的侦察监视飞行任务,指挥员期望的目标是在有限的飞行时间与航程内发现尽可能多的目标,同时付出的代价最小。 就航路规划的约束条件而言,首先是威胁量不能超过指挥员的许可范围,其二,是侦察无人机总的飞行距离不能超过侦察无人机的航程。一旦两者之一不能成立,表明要求的任务是无法完成的,即 3、蚁群算法及其改进 蚁群算法作为一种新的计算模式引入人工智能领域,被称为蚂蚁系统,该系统基于以下假设: (1)蚂蚁之间通过环境进行通信。每只蚂蚁仅根据其周围的局部环境做出反应,也仅对其周围的局部环境产生影响; (2)蚂蚁对环境的反应由其内部模式决定; (3)在个体水平上,每只蚂蚁仅根据环境做出独立选择。在群体水平上,单只蚂蚁的行为是随机的,但蚁群通过自组织过程形成高度有序的群体行为。 基于蚁群算法进行航路规划的特点 基于蚁群算法的侦察无人机航路规划方法,能够保证在航路制订时得到一条具有较小可被探测概率及可接受航程的飞行航路,这种航路规划方法还具有以下特点:(1)在蚂蚁不断散布生物信息激素的加强作用下,新的信息会很快被加入到环境中,而由于生物信息激素的蒸发更新,旧的信息会不断被丢失,体现出一种动态特性; (2)最优路线是通过众多蚂蚁的合作被搜索得到的,并成为大多数蚂蚁所选择的路线,这一过程具有协同性; (3)由于许多蚂蚁在环境中感受散布的生物信息激素同时自身也散发生物信息激素,这使得不同的蚂蚁会有不同的选择策略,具有分布性。这些特点与未来战场的许多要求是相符的,因而采用蚁群算法对侦察无人机的航路进行规划具有可行性与前瞻性。 蚁群算法的改进 (1)ij(t)的初值 为了更好的考虑威胁,在定义在初始条件下定义轨迹强度不同,根据蚂蚁选择路线最优选择轨迹强度高的路线,而无人机的航路规划中则应该更优的选择距离威胁点较远的航路。那么可以定义轨迹的初始强度与距离成反比。即与威胁点越近的路线,信息素强度越小。对于两目标点间的每条路径,其信息素轨迹初始强度。 4、基于改进蚁群算法的侦察无人机航路规划的实现 航路规划的初始条件 蚁群算法用于航路规划主要运用在对多目标实施搜索侦察的航路规划问题,即航路规划需要得出的是飞行经过各个目标的数量和次序,以使侦察无人机经过尽可能多的目标点。 在进行初始规划的过程中,为更方便蚁群算法的实现,首先确定坐标系,将上述各目标点及威胁点用坐标系来表示,这样可以便于实际的运算。 假设在岛屿进攻战役中以某市为坐标点(100,100)的位置,以3公里为1个坐标系单位长度建立平面直角坐标系(这是在充分考虑了将主要有价值点都包括在一个(120×120)的范围内而合理构建的)。则可以确定上述各点的坐标系位置,得到各点坐标。同时各个目标点的价值系数通过层次分析法可求得到结果(具体过程略)。 蚁群算法模型的实现 蚁周系统的各初始参量的确定 为计算和表示方便,将目标点定义为向量Mi(其中i=1,2,3,…,12),威胁点定义为向量Ti(其中i=1,2,3)。采用蚁群算法实现目标点的类旅行商(TSP,Traveling Salesman Problem)问题,目前已经开发的蚁群算法包括蚁密系统、蚁量系统和蚁周系统,而实际应用多数应用后者。为模拟系统中蚂蚁行为的方便,定义标记。 蚁群算法模型分析 通过比较的方法,定性分析各个情况下的目标函数值和航路规划图。不难发现在考虑了目标点价值和威胁点威胁的情况下,航路尽可能地避开了威胁并优先选择通过目标价值较大的点。这样无人机的被毁伤概率较低,且如果发生被毁伤事件时,已经发现的总体目标价值最大。 针对四种情况进行定量分析,假设指挥员的倾向性为,即略侧重于考虑威胁代价。2000表示对每个目标的有效侦察距离均为2000m,计算目标函数的值,可见考虑完备时虽然航路总长最大但总体的目标函数值也最大,航程最优,即侦察无人机应按照依次通过这些目标点。 5、结束语 通过上述分析,在给定侦察无人机的侦察任务情况下经运算可求得最优的初始航路,它可以有效地提高无人机的侦察效能,降低无人机的被毁伤概率,它对于目前军事斗争准备中如何使用侦察无人机具有一定的指导意义。随着我军侦察无人机性能的提高及型号的不断丰富,在对未来岛屿进攻战役中如何对这些机型进行航路规划尚有待于进一步探讨。

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