电磁发射系统以太网拓扑结构建模优化

拓扑结构优化模型是网络中的一类重要模型，可以有效地优化系统整体链路性能。针对电磁发射系统以太网拓扑结构中部分节点和链路的负载过大，一旦发生堵塞，将会影响网络中关键链路性能的问题，建立网络拓扑结构优化的多目标规划模型，并提出一套基于基因环操作的遗传算法对其进行求解，通过仿真得出最优的网络拓扑结构。根据仿真结果修改实际网络节点默认配置参数，结果显示该模型和算法能有效均衡负载，降低网络冲突率，且不需要改变电磁发射系统以太网的物理链路，不会增加额外成本，对电磁发射类系统具有普适性的意义。     

基于SDN的分布式无线网络架构及控制器配置策略

基于单一控制器的SDN架构容易导致无线网络性能受到影响,尤其针对高动态无线网络,将大幅降低其健壮性和鲁棒性。鉴于此,提出了一种分布式软件定义网络架构(Distributed Software Defined Wireless Network,DSDWN),该架构是基于完全分布式和分层式SDN思想提出的,包括主从控制器和事件传播系统,在该架构下提出了控制器系统的配置策略和主控制器的选择策略。仿真验证表明,提出的控制器配置策略在时延方面优于贪婪算法和聚类算法,更适合高动态无线网络环境;基于多目标优化的主控制器选择策略,优化了网络链路连接时长、总时延及节点资源,降低了路由开销。     

基于分簇理论的信息流优化算法研究

将导弹防御指控网络看作变拓扑结构网络,引入小世界网络中"簇"的概念,以最短作战响应时间为优化指标,提出了一种基于平均连接度自适应分簇算法的信息流优化算法。仿真结果表明,该算法在保证信息优裕度的前提下,提高了信息可达度和信息交互质量,提高了指控网络遭受打击时的重构能力。     

集中控制混合网络中基于流的资源分配算法

集中控制混合网络中,异构化网络内部的流量具有一定的规律和特性,如果使用原有的单一的离散式最大极值和无状态的网络资源调度算法,忽略了异构网络规律,会造成网络利用率较低、易震荡、部分网络流延迟等问题。通过分析由集中控制网络和普通网络组成的混合网络的拓扑结构,对混合网络结构中常见问题如流闪现、不能估计的流、路径堵塞或连接震荡场景进行分析,并提出基于期望和状态的流量评价资源规划算法POS和POS-FME。算法考虑混合网络的运行状态,对系统可用资源进行评估,为系统中各种流匹配对应可用资源,并具有一定的预测作用,从而避免混合网络出现运行效率低下的场景。通过实验,POS算法和POS-FME算法相对传统算法,利用率提高了10%～30%,并降低了震荡和平均延迟。     

基于GeoHash索引的A算法优化

A*(A Star)算法进行最短路径计算时,一般采用曼哈顿函数作为最优邻接点的评估标准,在算法执行的过程中,需要对每一步每个邻接点进行计算,判断出当前最优邻接点,然后迭代执行下一步,在数据量较大的情况下,算法的时间复杂度呈几何增长.使用GeoHash索引算法代替曼哈顿函数作为评估标准,在有地理坐标信息的网络拓扑中进行最短路径查找,直接以GeoHash编码索引值作为判断标准,进行快速查找.GeoHash值是经纬度经过一系列编码转换后的实际值,能够拓扑网格中的属性值,减少算法的计算时间,优化算法的时间复杂度.提高A*算法在道路规划、运行调度、无人驾驶路径分析时的最短路径计算时间,可增加实际应用广泛性.     

基于学科间差异信息的协同优化改进算法

分析了MDO(Multidisciplinary Design Optimization)中广泛应用的协同优化算法的特点和存在的问题,提出了一种基于学科间差异信息的协同优化改进算法COMI(Collaborative Optimization based on Multidisciplinary Inconsistency).利用学科间差异信息构造了系统级松弛约束和系统级罚函数,利用遗传算法作为系统级优化算法,并采用标准算例比较了标准CO(Collaborative Optimization)算法、松弛CO算法与COMI算法的性能.结果表明COMI算法在设计结果可行性和最优值上平衡性较好.     

机动飞行条件下基于SIFFBP算法的机载UWB SAR成像

机动飞行条件下,运动误差的幅度较大,频域运动补偿精度难以满足机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)高精度成像的要求,需要采用精确的时域后向投影(Back Projection,BP)算法,然而原始BP算法的巨大计算量限制了其实际应用。提出了一种基于子图像快速因式分解BP(Sub-image Fast Factorized BackProjection,SIFFBP)算法的机动飞行条件下机载UWB SAR成像方案,并对其子孔径和子图像划分的约束关系进行了推导,给出了算法步骤,并分析了算法的计算量。仿真和实测数据处理结果表明,SIFFBP算法能够在保证处理精度的同时,大幅度提高处理效率,非常适合于机动飞行条件下的机载UWB SAR成像处理。     

WSNs中基于鸡群优化算法选择簇头的簇路由

能量是无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的重要资源.有效地利用节点能量可延长网络寿命.簇技术是提高资源分配、缓解网络能耗的有效策略.提出基于鸡群优化算法选择簇头的簇路由(Chicken Swarm Optimization-based Cluster Head Selecting Clustering Routing,CSO-CHS).CSO-CHS路由先从能量角度构建目标函数,再利用鸡群优化算法产生最优鸡群,进而形成最优的簇.通过最优的簇,平衡节点间能耗,进而实现延长网络寿命的目的 .仿真结果表明,相比于同类算法,CSO-CHS路由缓解了节点能耗速度,延长了网络寿命.     

一种面向完成时间与负载均衡的任务调度算法

公共计算环境作为新一代舰艇信息系统集成环境,具有统一架构、资源共用、可扩展等优点,是未来舰艇信息化发展的关键。公共计算环境本质是云环境,任务调度中的完成时间和负载均衡对公共计算环境的整体性能有重要影响。面向优化完成时间和负载均衡两个主要问题,采用了基于改进蚁群优化算法的任务调度算法和负载修正系数,融合非支配遗传算法(NSGA-Ⅱ)中快速非支配排序的方法进行多目标优化,生成最优解的Pareto前沿。使用CloudSim平台进行仿真模拟,实验结果表明,在负载均衡和完成时间目标上,提出的面向完成时间与负载均衡的蚁群算法(TL-ACO)与NSGA-Ⅱ相比性能更优异。     

舰艇武器布置问题的一种协同优化算法

针对舰艇武器布置问题的特点,提出了一种基于粒子群优化和分类器系统的协同优化算法,以粒子群优化进行优化计算,用分类器系统消除约束.计算实例表明,该算法能较好地实现优化计算,并能节省大量的计算时间.     

基于改进NSGA-III算法的动态武器协同火力分配方法

针对防御场景下的动态武器协同火力分配问题,将其转化为多目标约束组合优化问题,在考虑资源约束、可行性约束的前提下,以我方损失最小、消耗资源最小为原则,对敌方目标造成最大的伤害.基于此,在NSGA-III算法的基础上提出基于A-NSGA-GKM算法的动态武器协同火力分配方法,通过遗传K均值聚类算法对初始参考点进行自动分组聚类,用聚类中心代替原参考点,引入基于惩罚的边界相交聚合函数代替原垂直距离,进一步提升原始算法的收敛性能,引入自适应机制保证优秀的解结构.最后,通过实验仿真表明所提优化算法具有较高的收敛性,该方法能够有效地解决动态武器协同火力分配优化问题.     

面向多最优解组合优化问题的决策求解算法

针对具有固定物品总和、多最优解特征的组合优化问题,以固定总和实数子集问题和购买鸡翅问题为例,给出了这类多最优解组合优化问题的形式化表示。在分析枚举等经典算法基础上,提出了基于整数状态表示和实数状态表示的0-1决策递归搜索多最优解动态规划算法。针对该算法在最优解数量较大时,时间复杂度趋向O(mⁿ)的问题,提出了基于相同决策路径合并和基于0-x决策的两种改进算法。实验中两种改进算法的计算时间基本符合与O(nb+nm)的正比关系,表明对于这类多最优解组合优化问题具有良好的求解性能。     

滑翔飞行器多目标弹道优化的进化-配点混合求解策略

针对高超声速滑翔飞行器弹道多目标优化问题,综合考虑计算效率和精度,结合分解进化算法与配点法提出一种混合求解策略。根据滑翔飞行器动力学模型和弹道设计中需要考虑的约束条件,建立飞行器多目标弹道优化模型。利用控制量离散化方法将多目标弹道优化问题转化为带约束的多目标参数优化问题,并采用罚函数法处理约束条件,随后利用分解多目标进化算法进行求解。为了提高弹道优化的精度,将椭球聚合法与配点法相结合,以多目标进化算法得到的Pareto解作为初始解进行迭代求解。通过典型的复杂约束多目标弹道优化的算例表明,所提出的混合求解策略能够获得满足复杂约束要求的Pareto最优解集,实现有效的多目标弹道优化。     

基于图论的舰船综合电力系统主网最优拓扑结构分析

首先,基于图论的基本概念和原理,将输配电主网的拓扑结构优化问题建模为一个多约束条件下的多目标优化问题;然后,利用约束法的主要思想,提出了一种最优拓扑结构的两级(元件级与区域配电板级)分析方法;最后,通过四机两区域配电板算例的分析,验证了该方法的正确性与有效性。算例分析结果表明:在正确性方面,该方法得出的两个最优拓扑结构分别满足系统体积最小与供电连续的优化目标,是算例对应拓扑结构优化问题的Pareto-最优解;在有效性方面,该方法直接得出了算例的最优拓扑结构,与基本的枚举法相比具备了显著的有效性。     

军事网络拓扑搜索

叙述了军用网络拓扑发现的特点和存在问题,军用网络拓扑发现的算法分两步:第一步,主干网络级,以路由器为主的网络主构架拓扑发现,给出了实现算法的数据结构和流程图;第二步,子网内拓扑发现,子网发现利用网桥管理对象组的信息,给出以交换机为骨架的子网拓扑,给出了子网拓扑发现算法。对开发网络拓扑发现软件有参考价值。     

高分辨率遥感影像的自优化迭代分类方法

针对高分辨率遥感影像提出了一种面向像斑的自优化迭代分类算法,基于半监督聚类算法获取训练样本,以支持向量机为核心设计了自优化迭代分类器。使用分型网络演化算法获取像斑,并从中选取少量标记样本;结合标记样本,利用半监督模糊C均值算法对像斑进行聚类,并基于密集度筛选得到训练样本;设计了自优化迭代支持向量机分类算法,对所有像斑进行迭代分类直到满足分类要求,并在分类过程中对近邻分类结果进行统计得到高可信度样本以自主优化训练样本集。基于以上方法分别对武汉市Quick Bird和World View影像进行分类实验,分类总精度分别达到94.67%与92%,与基于人工选取训练样本情况下进行分类的分类总精度(82%与82.67%)、常规支持向量机分类总精度(87.33%与88%)、最小二乘支持向量机分类总精度(88%与89.33%)相比,精度有明显提升,分类效果较好。     

针对KMC局部最优问题的飞蛾捕焰优化方法

针对传统飞蛾捕焰(MFO)算法求解复杂函数时后期收敛速度慢与求解精度较低等问题,提出了一种基于快速收敛的飞蛾捕焰(RMFO)算法.采用最大最小距离积的方法来初始化飞蛾群,能够提高算法全局收敛速度并且优化解的质量,同时构造出MFO算法的适应度函数作为寻优函数.将RMFO算法和有K均值聚类算法(KMC)进行交叉迭代,构建基于RMFO优化的KMC算法,求解聚类中心时能够改善聚类性能,可以解决现有KMC算法选取初始聚类中心不确定陷入结果局部最优的问题.实验结果表明,通过用UCI国际通用测试数据库的Iris、Wine和Glass 3种数据集,对RMFO算法和优化KMC算法进行性能测试,提出的RMFO算法更加精准,收敛速度快,不易陷入局部最优解,同时,优化KMC算法的聚类性能更好.     

一种以太网拓扑发现算法

局域网内部的拓扑对于现代网络管理非常重要,而网络层拓扑发现对于局域网内部的拓扑是不可见的。文章提出了一种基于生成树协议(STP)的拓扑发现算法,利用简单网络管理协议(SNMP)读取交换机MIB中的生成树信息,可以得到局域网内设备间的连接。该算法不需要交换机地址转发表(AFT)完整,也能发现交换机的备份链路和集线器以及不支持SNMP的交换机。经分析,该算法是一种简单的,准确的以太网拓扑发现算法。     

认知无线Mesh网络中资源节约的最小信道冲突值组播路由算法

认知无线Mesh网络中满足服务质量约束的多目标优化组播路由问题比单目标优化组播问题更加复杂,为了快速求解认知无线Mesh网络中满足服务质量约束的、以最小化资源消耗与最小化信道冲突值为目标的多目标优化组播路由问题,提出一种基于粒子群优化算法的问题求解框架,包括问题描述、粒子编码与粒子初始化、适应度函数、粒子飞行、粒子变异、粒子消环。粒子由表示节点之间连接关系的带权邻接矩阵表示,重新定义了用于粒子飞行的3种运算规则以及粒子飞行运算和粒子变异运算。仿真结果表明提出的算法能达到预定目标,资源消耗较低且能获得较低的信道冲突值。     

基于改进WOA的军用机场失效下的备降场选择策略

当军用机场节点面临蓄意攻击、自然灾害时,容易遭到破坏,进而使空中交通秩序混乱,影响战略物资输送,制约战斗力持续生成,为此提出了基于鲸鱼优化算法(WOA)的机场失效条件下的军用运输机备降场选择方法.在该方法中,考虑距离代价与空中相撞风险代价,将机场失效的备降场选择问题描述为约束优化问题;引入冯诺依曼拓扑结构对标准WOA进行改进;采用改进WOA对约束优化问题进行求解.仿真表明:该方法收敛快,实用性强,易于实现,能够根据需要合理分配飞机完成备降场选择.