UUV编队协同搜索静止目标的准最优方法

考虑到操作的简单性且实际执行搜索任务时搜索力不是无限可分,将连续空间的搜索问题转换为离散空间的最优搜索问题。通过划分网格,将连续的目标位置分布离散化。根据最优搜索理论,提出了单个无人水下航行器的准最优随机搜索方法,较好地逼近理论最优值。并以此为基础,分析了无人水下航行器编队的3种协同搜索方法:集中最优搜索、分散最大概率搜索和准最优搜索。最后通过实例仿真,得出了编队准最优搜索策略的有效性、优越性和可操作性。此方法将对无人水下航行器编队的战法研究具有参考借鉴意义。     

目标搜索的搜力配置、最优停搜及期望利润

在搜索力连续施加于搜索区域的条件下 ,研究了目标位置服从离散和连续分布时的搜力分配 ,最优停搜及期望利润等。     

潜艇离散搜索分析

以潜艇离散搜索战术为背景,对离散搜索的定义及优缺点进行了阐述,建立了离散搜索发现概率模型,模型中对单位周期的发现目标期望数和发现概率进行了计算,并对隐蔽与非隐蔽两种离散搜索样式的搜索效果进行了模拟仿真,但计算中没有考虑水声环境的影响和敌方潜艇实施反搜索的情况,最后,结合仿真结果,针对潜艇实际运用确定了高低速航行时间,提出了实施此战术时的几点建议,以期为部队合理使用离散搜索战术提供决策依据。     

搜索路径给定时的搜索对策问题及其应用

搜索路径给定时的最优搜索方案问题,也可以理解为是关于搜索者和目标的二人对策问题,主要讨论了当搜索路径给定时的单个搜索者和单个目标的搜索对策问题。首先根据问题的特点,利用动态规划和迭代的方法,确定关于目标逃逸路径混合策略的最优分区,证明该分区是多面体凸集;针对目标不同逃逸路径的分区,求出搜索者的最大期望收益,再将问题转化为二人有限零和对策,计算出搜索者的支付矩阵,确定最优搜索策略。最后结合海军护航行动,对我舰载直升机搜索小型海盗船进行分析和计算,说明搜索路径给定时的最优搜索对策对于双方的资源分配和提高搜索效率具有一定的应用价值。     

最优搜索力的确定及增量搜索计划

当静止目标位置服从圆正态分布时,提出了在一定的期望搜索效果前提下确定需参加搜索的最优搜索兵力的求算方法,导出了在首轮搜索未果时追加搜索力进行后续搜索的最优增量搜索计划,并且证明了最优总量搜索(即一次性搜索)与最优增量搜索效率相等的重要结论。     

目标搜索的预测分析及搜索计划的优化逼近

给出了目标搜索的预测分析公式,提出了最优搜索计划的一种优化逼近方法及有关实例     

随机搜索与最优搜索

本文提出了由最优搜索向局部最优随机搜索转化的一种设想 ,对转化过程的实现、搜索力的确定、各种情况下搜索发现目标的概率等进行了论证和比较 ,并对由此而涉及的增量搜索问题也作了相应的研究。     

准最优增量搜索效率分析

在对极限搜索圆进行特殊分割的条件下,导出准最优增量搜索和准最优总量搜索发现目标概率的计算公式,并通过对搜索力变化时两种发现概率的比较,得出了准最优增量搜索优于准最优总量搜索的重要结论.     

基于随机漫游模型的协同搜索力最优分配方法

针对多平台协同搜索的最优搜索问题,以多无人机区域搜索任务为背景,将搜索论和随机规划引入到编队协同搜索中,建立了环境模型、无人机模型、传感器模型;为了解决目标丢失后的“应召”搜索问题,建立了目标的随机漫游模型;通过对搜索力最优分配问题的分析,认为其实质为一类线性规划问题,提出了一种基于递归原理的解算方法;最后,通过仿真计算,证明了该随机漫游模型的合理性,并验证了所提算法的有效性。     

不确定环境下无人机区域目标搜索及载荷参数影响

针对不确定环境下无人机区域搜索问题,建立了实时探测更新的搜索方法,提出了机载光电载荷参数优化配置策略。建立了基于二维离散网格的无人机区域搜索模型,采用概率地图描述目标信息的实时获取与更新;引入不确定度指标、目标网格的重访和网格探测次数控制,建立搜索目标函数;建立了基于粒子群算法的搜索路径滚动优化方法;通过对任务区域平均探测时间步数和误判概率的估计分析,建立了机载光电载荷参数优化配置策略。使用蒙特卡洛方法验证了区域搜索方法的有效性和光电载荷参数配置对搜索效率、误判概率的影响。     

目标的规避过程与搜索运动

应用随机过程的观点,研究了静态目标和动态目标的几种规避方式、运动规律和目标位置的概率分布,导出了在上述几种情况下对规避目标的最优（理论）搜索计划。     

舰载无人机光电载荷对海搜索方式与搜索宽度

搜索方式与搜索宽度是舰载无人机对海搜索效率与搜索力配置研究的基础。基于舰载无人机及其光电载荷的性能特点,提出了舰载无人机对海搜索的七种基本搜索方式,并从不同的角度对舰载无人机对海搜索方式进行了分类,给出了搜索方式的选择方法;建立了舰载无人机光电载荷搜索宽度计算模型,为舰载无人机系统采用不同的搜索方式进行搜索时计算其搜索效率和搜索力的配置提供了决策依据。     

攻击型无人机巡弋搜索航路优化设计与仿真

为改进攻击型无人机待机段的飞行搜索性能,应用以最大值原理为基础的最优搜索理论对无人机待机搜索路线进行研究,得出光栅式、螺旋式和扫雪式三种搜索路线,并通过计算机仿真与传统的8字式搜索方式进行了比较.仿真结果表明,优化设计结果是合理的,证实了其有效性和可行性.     

对运动目标螺旋搜索误区分析

对运动目标搜索是军事系统工程的一个重要内容,其在很多领域具有广泛应用,如对潜艇搜索、对失事舰船飞机搜救、制导武器搜索捕捉目标等.用运动学和数学的有关知识分析了目标定速直航机动时的分布函数以及搜索者与其可相遇的条件,提出了对运动目标按螺旋线搜索的另一种证明方法,建立了直线搜索时目标可能位置点的数学模型,并以此为依据分析了对运动目标螺旋搜索模式的一个误区.     

The United States Coast Guard Computer-Assisted Search Planning system (CASP)

This paper provides an overview of the Computer-Assisted Search Planning (CASP) system developed for the United States Coast Guard. The CASP information processing methodology is based upon Monte Carlo simulation to obtain an initial probability distribution for target location and to update this distribution to account for drift due to currents and winds. A multiple scenario approach is employed to generate the initial probability distribution. Bayesian updating is used to reflect negative information obtained from unsuccessful search. The principal output of the CASP system is a sequence of probability “maps” which display the current target location probability distributions throughout the time period of interest. CASP also provides guidance for allocating search effort based upon optimal search theory.     

Optimal search for a moving target with the option to wait

We investigate the problem in which an agent has to find an object that moves between two locations according to a discrete Markov process (Pollock, Operat Res 18 (1970) 883–903). At every period, the agent has three options: searching left, searching right, and waiting. We assume that waiting is costless whereas searching is costly. Moreover, when the agent searches the location that contains the object, he finds it with probability 1 (i.e. there is no overlooking). Waiting can be useful because it could induce a more favorable probability distribution over the two locations next period. We find an essentially unique (nearly) optimal strategy, and prove that it is characterized by two thresholds (as conjectured by Weber, J Appl Probab 23 (1986) 708–717). We show, moreover, that it can never be optimal to search the location with the lower probability of containing the object. The latter result is far from obvious and is in clear contrast with the example in Ross (1983) for the model without waiting. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 2009     

考虑随机回放的卫星数传调度问题的一种求解方法

针对考虑随机回放的卫星数传调度问题,从置换空间到调度解空间的映射方法和置换空间的搜索算法两方面进行了研究.提出了一种时间窗优先的置换序列映射算法,并证明该映射算法可以将置换序列映射到调度解空间上的最优解.提出了一种遗传随机搜索算法,基于有记忆功能的随机邻域搜索,在置换空间上搜索产生优化调度的置换序列.仿真计算表明,遗传随机搜索算法可以增强遗传算法的局部搜索能力,在搜索结果上平均获得了2.72%的改进.     

基于蒙特卡罗方法的水下目标搜索技术

水下运动目标搜索是工程应用中急需解决的一个实际问题,在已知某一目标的可疑初始位置后,目标的航向、航速将随机变化且未知,搜索器按照哪种搜索方式才能有效实现对水下目标的搜索,其搜索概率随哪些因素变化,都是需要深入研究的问题.在建立了水下目标运动模型的基础上,以螺旋形搜索为例,建立了基于螺旋形搜索的水下目标搜索模型,并利用门特卡罗方法仿真分析了搜索器探测间距、水下目标运动速度和航向变化范围等因素对搜索器搜索概率的影响,为系统分析、比较各种水下目标搜索方法的搜索效能奠定了基础.