A learning tabu search for a truck allocation problem with linear and nonlinear cost components

The two‐level problem studied in this article consists of optimizing the refueling costs of a fleet of locomotives over a railway network. The goal consists of determining: (1) the number of refueling trucks contracted for each yard (truck assignment problem denoted TAP) and (2) the refueling plan of each locomotive (fuel distribution problem denoted FDP). As the FDP can be solved efficiently with existing methods, the focus is put on the TAP only. In a first version of the problem (denoted (P1)), various linear costs (e.g., fuel, fixed cost associated with each refueling, weekly operating costs of trucks) have to be minimized while satisfying a set of constraints (e.g., limited capacities of the locomotives and the trucks). In contrast with the existing literature on this problem, two types of nonlinear cost components will also be considered, based on the following ideas: (1) if several trucks from the same fuel supplier are contracted for the same yard, the supplier is likely to propose discounted prices for that yard (Problem (P2)); (2) if a train stops too often on its route, a penalty is incurred, which represents the dissatisfaction of the clients (Problem (P3)). Even if exact methods based on a mixed integer linear program formulation are available for (P1), they are not appropriate anymore to tackle (P2) and (P3). Various methods are proposed for the TAP: a descent local search, a tabu search, and a learning tabu search (LTS). The latter is a new type of local search algorithm. It involves a learning process relying on a trail system, and it can be applied to any combinatorial optimization problem. Results are reported and discussed for a large set of instances (for (P1), (P2), and (P3)), and show the good performance of LTS. © 2014 Wiley Periodicals, Inc. 62:32–45, 2015     

圆周SAR与线性SAR成像特性分析与对比

圆周合成孔径雷达因其独特优势已经成为雷达领域的研究热点。分析圆周合成孔径雷达与线性合成孔径雷达在成像区域大小、点散布函数特性、回波频谱特点、三维成像能力等方面的差异,凸显了圆周合成孔径雷达的成像特点。发现单航过圆周合成孔径雷达频域成像处理的难点在于其回波频谱的空变性。为提高频域成像处理的效率,分析了平面圆周合成孔径雷达与多航过圆周合成孔径雷达成像模式,并指出这两种模式易于在频域开展一致化处理。仿真试验证明了分析内容的正确性。     

改进遗传算法求解电力网攻击无人机分队任务分配

遗传算法因其出色的寻优能力,自提出后就被广泛用于工程技术上的最优化问题求解。根据电力网攻击无人机分队任务分配的实际需要,提出基于遗传算法思想的解决方案,并在原算法基础上,采用种群分组进化的策略进行改进。详细介绍算法的基本原理和仿真步骤,再举出实际算例进行仿真,实验结果证明算法的改进取得了良好效果。     

电传动装甲车辆电源系统建模与仿真

电源系统是电传动装甲车辆的核心,对其进行建模与仿真研究具有重要意义。电源系统的非线性特性导致了建模困难、模型精度低以及模型实用性差等难题,针对不同的部件特性采取不同的方法建立其仿真模型,完成了基于模糊控制的系统多目标优化功率分配策略研究。并在此基础上进行了部件和系统两个层次的仿真试验,证明所建模型能够较好地反映电传动车辆电源系统的工作特性。     

后勤物资消耗测算系统设计需求分析

针对当前后勤物资消耗测算方法过于简单粗略的问题,以构建有效的后勤物资消耗测算系统为目的,对系统的设计进行了需求分析。介绍了后勤物资消耗测算的基本流程以及关键理论,研究了后勤物资消耗测算系统的用户特点以及应用流程,着重对系统的功能需求进行了分析,确定了系统各主要功能的相关内容,并按照功能需求确定了系统的组成结构和接口关系,为系统的设计和实现奠定了基础。     

异构资源类型下多无人机任务分配

针对多无人机在执行侦察、打击任务的过程中携带任务资源的异构性,以及任务对于异构资源的要求,设计了一种改进的基于共识的捆绑算法(consensus-based bundle algorithm, CBBA)。考虑任务价值、任务执行时间窗以及航程代价等条件建立了多无人机对地目标侦察、打击任务分配模型。利用K-medoids聚类分析方法对多无人机进行基于距离和携带资源平衡的聚类,以解决多无人机对于异构资源类型的要求。对打击任务进行子任务生成,并利用改进后的CBBA求解所建立的任务分配模型,通过对比仿真实验验证了算法的可行性和有效性。     

涡轮盘疲劳寿命可靠性设计仿真及优化策略

涡轮盘是航空发动机主要部件之一,一旦发生破坏性故障将导致严重的后果。在充分考虑影响涡轮盘高低周复合疲劳寿命因素不确定性基础上,以MATLAB为平台,设计了涡轮盘高低周复合疲劳寿命可靠性优化设计的联合仿真平台。利用寿命函数和寿命可靠性分析极限状态函数中的共性需求,提出了在优化迭代的过程中自适应构建寿命函数Kriging模型和寿命可靠性极限状态面Kriging模型时共用训练样本点的策略。同时,提出了一种构建寿命函数Kriging模型的学习函数。使用所搭建的疲劳寿命可靠性优化设计平台,完成了某型涡轮盘盘心、榫槽以及涡轮盘系统高低周复合疲劳寿命的可靠性优化设计。结果表明,最优设计方案的局部最大应力显著降低,均值寿命大幅提高,并满足可靠性约束。     

可压缩流大涡模拟耦合概率密度函数方法中的滤波压力模型

亚格子组分-温度关联项显著影响反应流大涡模拟精度。利用概率密度函数方法中概率等效的特点,发展一种新的滤波压力模型,可以良好封闭亚格子组分-温度关联项。介绍概率密度函数及其耦合求解方法,在已有模型基础上推导建立新的滤波压力模型,并在三维超声速氢气/空气时间发展反应混合层中对不同的滤波压力模型进行数值测试。结果表明,与传统的滤波压力模型相比,新的滤波压力模型可以明显改善反应混合层的模拟准确度。特别地,基于新的滤波压力模型,大涡模拟耦合概率密度函数方法可以较好地模拟链式反应中间微小组分如超氧化氢基等,有望更有效地再现自点火等复杂现象。     

大功率柔性互联设备的有功互济协调控制方法

针对以常规母联开关互联的交流电网线路变压器容量无法合理利用的问题,提出了依靠由背靠背电压源变流器组成的新型大功率柔性互联装置实现两侧交流电网有功功率互济的协调控制方法。介绍了新型柔性互联装置的拓扑结构与基本的控制原理,为实现两侧线路变压器容量合理的目标制定了一种生成有功功率参考的方法,并基于PSCAD/EMTDC搭建了一套仿真算例,对新型柔性互联装置的基本控制与所提出的有功互济的协调控制方法进行了验证。仿真结果表明,在柔性互联装置采用所提方法时能够实现两侧交流线路的有功功率互济,解决了线路变压器容量无法合理分配的问题。     

采用滑模控制器提高稳定控制系统快速响应的研究

由于采用传统的稳定控制系统设计方法使得导弹弹体对不同大小指令信号响应的品质特性差异较大,因此主要研究了在传统的稳定控制系统设计方法的基础上,采用滑模变结构控制器来调节控制参数,较好地解决了稳定控制系统对大小指令信号时域响应特性差异较大的问题,提高了稳定控制系统的快速响应能力。