A generalization of the weighted set covering problem

We study a generalization of the weighted set covering problem where every element needs to be covered multiple times. When no set contains more than two elements, we can solve the problem in polynomial time by solving a corresponding weighted perfect b‐matching problem. In general, we may use a polynomial‐time greedy heuristic similar to the one for the classical weighted set covering problem studied by D.S. Johnson [Approximation algorithms for combinatorial problems, J Comput Syst Sci 9 (1974), 256–278], L. Lovasz [On the ratio of optimal integral and fractional covers, Discrete Math 13 (1975), 383–390], and V. Chvatal [A greedy heuristic for the set‐covering problem, Math Oper Res 4(3) (1979), 233–235] to get an approximate solution for the problem. We find a worst‐case bound for the heuristic similar to that for the classical problem. In addition, we introduce a general type of probability distribution for the population of the problem instances and prove that the greedy heuristic is asymptotically optimal for instances drawn from such a distribution. We also conduct computational studies to compare solutions resulting from running the heuristic and from running the commercial integer programming solver CPLEX on problem instances drawn from a more specific type of distribution. The results clearly exemplify benefits of using the greedy heuristic when problem instances are large. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2005     

L+1容错恢复策略在复杂军事网络中的应用仿真

以标准3×3网格为基础网络,介绍了L+1容错恢复策略的概念和恢复原理,以海上舰艇编队作战系统网络为研究对象,使用Matlab-Simulink仿真工具,通过对阻塞概率、平均路径长度、路径重新分配概率和有效利用率4个指标的仿真,对比了该网络在无策略、备份多路和L+1容错恢复3种策略下网络的恢复程度,验证了L+1容错恢复策略的有效性和可行性。     

基于Petri网的综合电子系统仿真网络设计与分析

针对综合电子系统仿真过程中存在的网络拓扑结构实现、信息要素对应及网络数据安全问题,采用Petri网理论设计了综合电子系统总体网络仿真方案并加以实现。在验证方案正确性的基础上,以某型步兵战车综合电子系统网络为研究对象,对其子网性能指标进行了分析,验证了系统网络仿真方案的有效性,为综合电子系统仿真及分析提供了借鉴。     

一种能量高效和均衡的无线传感器网络分簇数据融合算法

在无线传感器网络中,如果传感器节点之间的能耗不均衡,一些能耗进度较快的节点会过快失效,继而导致网络过早无法正常工作。为了解决分簇无线传感器网络在数据收集过程中所存在的节点之间能耗不均衡问题,提出了一种新的分簇数据融合算法。该算法将网络划分为大小不等的栅格,并根据剩余能量使簇首分别在每个栅格的节点中轮转。簇首消耗的能量越多,其所在的栅格也越大,栅格内有更多节点参与簇首的轮换以分担能量负载。通过该方式,算法能够提高节点的能耗均衡程度。另外,考虑到无线传感器网络的能量受限,算法还采取了一系列措施以节约能量。仿真实验结果表明,算法在能量使用效率、网络生命周期以及能耗均衡程度三个方面都具有较好的性能。     

模糊离散动态贝叶斯网络的目标威胁等级评估

动态贝叶斯网络作为一种智能推理工具在处理不确定推理问题中显示出强大的生命力,但是存在难于处理连续变量的推理问题。将模糊理论与动态贝叶斯网络相结合,提出一种模糊分类的方法,将连续变量模糊分类为动态贝叶斯网络能够应用的证据信息用于推理,并建立目标威胁等级评估模型,应用直接推理算法对该网络进行推理。仿真结果表明,该分类方法与动态贝叶斯网络结合能够很好地处理连续变量推理的问题。     

网络化作战C2组织结构的一种分析设计方法

网络化作战条件下,传统的层次型C2组织限制了组织成员之间的信息交互,难以适应复杂多变的作战环境,影响了系统整体作战效能的发挥。通过分解单个组织节点智能体(Agent)的行为过程,结合网络化作战的概念,在引入信息流、指控流因素情况下,研究在网络化作战中C2组织结构网络,并在分析组织网络探测信息/指控命令的传输和处理的基础上,提出了一种C2组织结构设计方法。该方法充分考虑了网络化作战探测信息共享以及指控命令协同,并将网络化作战C2组织的最优设计问题转化为C2组织网络中探测信息和指控命令的最小费用最大流问题。     

用于态势估计的贝叶斯网络方法

态势估计系统需要对大量的不确定性知识进行处理,不确定性知识表示和推理是态势估计中的研究热点.利用贝叶斯网络技术,可以实现对不确定性知识的处理.为此讨论了贝叶斯网络理论,详细分析了态势估计的功能模型,提出事件检测是态势估计的核心和起点,研究了用于态势估计的贝叶斯网络的构建方法.该方法充分考虑贝叶斯网络的几项基本要素,可以解决态势估计领域中贝叶斯网络的构建问题.贝叶斯网络技术在态势估计领域具有广阔的前景,将极大地推动态势估计系统的发展.     

一种能量均衡的战场无线传感器网络路由协议算法

针对战场无线传感器网络中节点能量消耗不均衡以及节点剩余能量问题,提出了一种基于能量均衡的战场无线传感器网络LEACH路由协议的改进算法,该算法主要是对传感器网络中的簇群内节点的剩余能量,以及其传输数据的链路长度这两个方面的权重问题进行了改进,使传感器网络的能量消耗趋于平衡,通过MATLAB平台对改进后的EBLRP协议与LEACH协议进行了模拟仿真,结果表明,新的路由协议能够使网络的生命周期延长13%左右,并且使节点的能量消耗情况有所缓解。     

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。     

基于复杂网络理论的C2组织结构

从复杂网络理论角度,构造出了C2组织结构的网络拓扑模型,并根据C2组织结构的网络特性提出了一个重要的统计特性——节点的重要度,说明节点与其他节点联系的紧密性和重要性,进而分析了C2组织结构网络中的各个统计参数在C2组织结构网络中所具有的现实意义,并基于某个作战想定构建出C2组织结构网络的动态演化过程,更深层次地分析C2组织结构的合理性和高效性,为优化C2组织结构奠定基础。