Solution algorithms for the parallel replacement problem under economy of scale

We consider the parallel replacement problem in which machine investment costs exhibit economy of scale which is modeled through associating both fixed and variable costs with machine investment costs. Both finite- and infinite-horizon cases are investigated. Under the three assumptions made in the literature on the problem parameters, we show that the finite-horizon problem with time-varying parameters is equivalent to a shortest path problem and hence can be solved very efficiently, and give a very simple and fast algorithm for the infinite-horizon problem with time-invariant parameters. For the general finite-horizon problem without any assumption on the problem parameters, we formulate it as a zero-one integer program and propose an algorithm for solving it exactly based on Benders' decomposition. Computational results show that this solution algorithm is efficient, i.e., it is capable of solving large scale problems within a reasonable cpu time, and robust, i.e., the number of iterations needed to solve a problem does not increase quickly with the problem size. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. Naval Research Logistics 45: 279–295, 1998     

机器人集群路径规划技术研究现状

受社会型生物群体行为启发,群体智能得到日益广泛的关注,机器人集群作为群体智能的重要承载者得到了大量研发和广泛应用.机器人集群路径规划技术作为一项核心关键技术也得到快速发展.为此全面深入地调研了机器人集群路径规划的技术发展现状,创新性地归纳了适用于不同集群规模、可扩展性要求、通信需求以及算法要求的集群规划基础计算架构,包...     

面向卫星的在轨服务任务规划方法

针对空间在轨服务日趋成熟以及在轨服务现实需求增长的背景,以在轨服务航天器为研究对象,研究面向卫星的在轨服务任务规划问题,探讨如何合理安排与调配在轨服务资源。将问题分解为在轨服务资源分配和在轨服务路径规划两层,并建立双层优化数学模型。设计在轨服务任务规划算法求解问题,包括基于多种群并行进化的混沌遗传算法和基于全局坐标转换的NSGA-Ⅱ+GSDE算法,并通过仿真结果对比分析,验证算法的可行性和有效性。     

Robust shortest path planning and semicontractive dynamic programming

In this article, we consider shortest path problems in a directed graph where the transitions between nodes are subject to uncertainty. We use a minimax formulation, where the objective is to guarantee that a special destination state is reached with a minimum cost path under the worst possible instance of the uncertainty. Problems of this type arise, among others, in planning and pursuit‐evasion contexts, and in model predictive control. Our analysis makes use of the recently developed theory of abstract semicontractive dynamic programming models. We investigate questions of existence and uniqueness of solution of the optimality equation, existence of optimal paths, and the validity of various algorithms patterned after the classical methods of value and policy iteration, as well as a Dijkstra‐like algorithm for problems with nonnegative arc lengths.© 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 66:15–37, 2019     

基于改进快速扩展随机树的机械臂路径规划

针对机械臂路径规划问题,提出一种基于改进RRT算法的路径规划方法。改进RRT结合了目标偏置策略和贪婪生长策略的优点,在随机采样时,以一定概率使采样点偏置为目标节点,降低随机采样的盲目性,在目标节点方向上采用贪婪式扩展策略,增加随机树局部方向上的生长速度。RRT法规划路径结果并非最优,提出改进GPP法删除多余路径节点,优化机械臂运动路径。通过与Biased-RRT和Greedy-RRT数值仿真结果对比,证明了改进RRT在计算时间、迭代次数、扩展节点数上均优于以上方法。在机械臂两种典型工作环境中的仿真结果表明,使用该方法可以较好解决排爆机械臂避障路径规划问题。     

虚拟射击试验中的航迹融合方法

针对高炮武器系统虚拟射击试验中存在的航迹融合问题,研究了航迹在虚拟射击试验中的融合方法。分别通过虚实资源静态分析和动态分析,明确了试验中各试验要素内涵和虚实资源间信息交互的内容。由于虚实资源间交互的信息内容不同,易产生数据格式、信息理解等方面的不一致,且集中表现在数据处理上。因此,从空间一致性维护和时间一致性维护两个方面,给出了航迹在虚拟射击试验中的融合方法。     

基于势场启发蚁群算法的远程水中兵器航路规划

针对航行误差较大的远程水中兵器航路规划问题,采用栅格化方法建立海洋环境模型,为使兵器在航行过程中能有效规避障碍并导向目标,提出一种人工势场力为启发因子的改进蚁群算法,利用该方法搜索远程水中兵器从起始点至目标点的最佳路径,算法解决了经典蚁群算法容易陷入局部最优及收敛速度慢的问题。仿真结果表明该规划算法虽有少量的路径损失,但可以有效避免由于误差引起的航行安全问题,是一种有效的远程水中兵器航路规划方法。     

固定翼无人机曲线路径跟踪的积分向量场方法

常规的向量场方法在处理无人机曲线路径跟踪问题时很容易受非定常风扰的影响而使得跟踪误差增加,因此很多方法采用用无人机的惯性坐标系(地速和方位角)替代机体坐标系(空速和偏航角)的方式来提高抗风性能。但是,这种方式只能处理大小和方向均恒定的风扰,这在实际飞行中是过于理想的假设。为了克服这些不足,提出了一种采用侧偏距的积分来主动抵消非定常风扰的积分向量场方法用于固定翼无人机曲线路径跟踪控制。根据期望路径的曲率及路径角,结合无人机自身的状态信息设计了曲线路径跟踪策略,并且使用李雅普诺夫理论证明了提出的方法能够确保闭环系统的全局渐进稳定。最后,使用高性能半实物仿真系统验证了提出方法的抗风跟踪性能。     

利用矩阵求极大相容类的一种方法

寻找相容关系的极大相容类和简单图的极大完全子图,在解决二元关系与数据挖掘和管理决策中的具体问题时有重要作用。利用相容关系的极大相容类与简单图的极大完全子图之间的对应关系,对极大完全子图的路径长度进行分析,得到了关于极大完全子图路径长度的一个定理。并根据该定理构造了一个用矩阵的路径长度搜索简单图的极大完全子图的方法,进而利用该方法找出了对应相容关系的极大相容类。     

基于k短路径的兵力机动路线优化方法

由于传统Dijkstra算法只能求解最优路径,结合兵力机动路线选择的需要,将求解k短路径的实用算法引入到兵力机动路线优化问题中,给出了算法的数据结构和步骤。在道路权重的确定上,提出将路程、通行能力和安全性三项指标相结合的思想,并给出了综合权重的计算方法。仿真实验表明所提方法具有较强的实用性。