An exact branch‐and‐price algorithm for multitasking scheduling on unrelated parallel machines

We consider the multitasking scheduling problem on unrelated parallel machines to minimize the total weighted completion time. In this problem, each machine processes a set of jobs, while the processing of a selected job on a machine may be interrupted by other available jobs scheduled on the same machine but unfinished. To solve this problem, we propose an exact branch‐and‐price algorithm, where the master problem at each search node is solved by a novel column generation scheme, called in‐out column generation, to maintain the stability of the dual variables. We use a greedy heuristic to obtain a set of initial columns to start the in‐out column generation, and a hybrid strategy combining a genetic algorithm and an exact dynamic programming algorithm to solve the pricing subproblems approximately and exactly, respectively. Using randomly generated data, we conduct numerical studies to evaluate the performance of the proposed solution approach. We also examine the effects of multitasking on the scheduling outcomes, with which the decision maker can justify making investments to adopt or avoid multitasking.     

采用随机几何工具的终端直通通信接入控制方法

针对现有具备终端直通（Device-to-Device, D2D）功能的蜂窝网络的干扰管理问题,提出一种新型的采用随机几何工具的D2D通信接入控制方法。利用随机过程理论以及随机几何工具建立模型分析邻近基站和D2D通信对蜂窝通信的影响,并推导蜂窝业务接入失败概率表达式。基于该表达式能够计算网络允许的最大D2D用户密度,辅助D2D通信接入控制实现干扰管理。仿真证明基于所提数值计算方法获得的估计结果与蒙特卡洛仿真结果相符,且通过合理限制D2D用户密度和D2D用户发射功率可满足指定的蜂窝业务接入失败概率要求。     

采用遗传算法的电控增压器电磁阀优化设计

运用Ansoft Maxwell软件建立电磁阀的动态响应特性仿真模型,并通过试验验证模型的准确性。利用模型集成ISIGHT软件的方法,对影响电磁阀动态响应特性的参数进行灵敏度分析,得出各个参数对动态响应特性的Pareto图。基于遗传算法对电磁阀进行多参数优化设计,获取最佳参数组合,并利用电磁阀动态响应特性试验台架,开展参数优化前后电磁阀动态响应特性的对比试验研究。试验结果表明：相比于原参数方案,参数优化后的电磁阀动态响应特性得到大幅度提升,其开启响应时间缩短了59.1%,关闭响应时间缩短了47.2%。     

美陆军战场信息系统发展的启示与思考

战场信息系统作为信息化战争条件下作战力量"倍增器",是构建未来陆军作战体系的核心和纽带。从未来战场信息系统的作战需求出发,分析了美陆军战场信息系统的迭代过程、各阶段主要特征及典型系统;探讨了美陆军战场信息系统的发展思路和途径,以期为我国陆军战场信息系统的顶层设计研究提供参考。     

航空装备保障效能典型参数评估方法

从装备自身固有能力和保障系统、保障能力两个方面研究影响航空装备保障效能的因素,构建了以战备完好能力、执行任务能力和直接被保障能力为表征的装备保障效能评估指标体系。对出动架次率等典型保障效能参数进行了分析计算,评估了装备的综合使用能力和保障能力,并从保障设备的配置出发对保障资源进行优化,提高了装备在使用环境下的综合保障效能。     

针对武器制导数据链的典型干扰场景建模方法

针对目前对武器制导数据链干扰场景描述不全面的问题,提出了针对武器制导数据链的典型干扰场景建模方法。分析了武器制导数据链在作战过程中的应用,根据实际作战中情报支撑提出了两种干扰策略。针对武器制导数据链的通信特点,开展了干扰时间、干扰波束范围和干扰功率的分析,并提出旁瓣注入的概念。给出了不同战术条件下干扰机的部署方法。仿真结果表明:该方法能够较为全面地描述武器制导数据链干扰场景。     

三级装备保障体系下舰艇编队任务持续能力评估仿真模型

舰艇编队执行作战任务通常实施舰员级、中继级和基地级三级保障。对舰艇编队任务持续能力进行评估,可为科学规划各级装备保障资源提供决策依据。首先,在分析舰艇编队任务与装备保障体系运行机制的基础上,基于扩展的面向对象Petri网模型(generalized object-oriented Petri net, GOOPN)描述了舰艇编队任务持续能力评估顶层对象子网、舰艇编队任务对象子网、舰艇单元装备系统对象子网和装备保障体系对象子网;然后,建立了三级装备保障体系下舰艇编队任务持续能力评估仿真模型;最后,通过仿真实例分析说明了该模型的有效性。     

典型航天装备试验鉴定总体策略研究

航天装备具有面向任务、科研性强、全系统的技术状态难以固定,以及小子样等特点,在全寿命周期内的试验策略与常规武器装备的差异很大。本文在介绍装备试验鉴定模式改革的基础上,分析了航天装备试验鉴定按照新模式进行的相应调整,重点给出了卫星系统、运载火箭和航天测控装备等典型航天装备的全寿命周期模型,设计了新体制下全寿命周期内的试验阶段和关键时间节点、主要试验类型、决策支持依据、试验方式方法,以及与原试验要求的继承关系等总体策略;同时,鉴于航天装备试验鉴定数据量小等特殊性,给出了有别于常规装备的数据采信原则。该试验鉴定总体策略和数据采信原则可为航天装备试验鉴定顶层设计、组织实施、数据分析和决策支持提供参考。     

【邀请论文】美军未来司令部探析——成立背景、主要职能与未来前景

新一轮科技革命的快速发展正推动战争形态从信息化向智能化演进。美军作为二战后始终位列世界第一的军事力量,正在积极设计未来战争以应对当前的“大国竞争”,2018年刚刚成立的陆军未来司令部正是在这一背景下产生的。未来司令部隶属于美国陆军,主要负责美陆军新型武器装备的研发、未来作战概念创新以及新兴军事科技的测试和应用。成立两年以来,未来司令部已经拥有了一套完善、严密的组织架构,创造了包括C5ISR作战概念在内的一系列理论成果,在空基导弹、远程精确火力系统等新型作战装备上也取得了众多进展。本文基于大量前沿文献研究,廓清了未来司令部的组织架构,总结了其主要职能,并对这一新设司令部的发展前景进行了展望和预测,期望能够为推进军队现代化和未来化建设提供有益启示。     

微小型飞行器姿态快速机动控制方法

针对某弹道导弹释放的微小型飞行器的姿态控制任务需求,提出一种基于Gauss伪谱法的姿态快速机动控制方法。建立精确的姿态控制模型,并考虑反作用飞轮的耦合力矩项;采用Gauss伪谱法获取最优姿态轨迹,设计准滑模跟踪控制器以跟踪该最优轨迹。数字仿真结果表明,Gauss伪谱法计算得到的轨迹是最优的,准滑模跟踪控制器能实现对最优轨迹的良好跟踪,且对干扰力矩有较好的抑制作用。