Column generation for stochastic green telecommunication network planning with switchable base stations

We present the green telecommunication network planning problem with switchable base stations, where the location and configuration of the base stations are optimized, while taking into account uncertainty and variability of demand. The problem is formulated as a two‐stage stochastic program under demand uncertainty with integers in both stages. Since solving the presented problem is computationally challenging, we develop the corresponding Dantzig‐Wolfe reformulation and propose a solution approach based on column generation. Comprehensive computational results are provided for instances of varying characteristics. The results show that the joint location and dynamic switching of base stations leads to significant savings in terms of energy cost. Up to 30% reduction in power consumption cost is achieved while still serving all users. In certain cases, allowing dynamic configurations leads to more installed base stations and higher user coverage, while having lower total energy consumption. The Dantzig‐Wolfe reformulation provides solutions with a tight LP‐gap eliminating the need for a full branch‐and‐price scheme. Furthermore, the proposed column generation solution approach is computationally efficient and outperforms CPLEX on the majority of the tested instances. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 351–366, 2016     

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     

一种基于知识的作战计划系统设计

作战计划系统是复杂的问题求解系统,在军事领域的各个方面发挥着重要的作用。介绍了当前一些主要的作战计划辅助生成系统及其特点,分析比较和归纳整理了当前军用计划系统所采用的一些常见规划技术和优缺点,重点分析了作战计划系统中的智能规划技术。在此基础上,提出了一种基于知识的作战计划辅助生成系统的开发设想,构建了系统知识库,系统采用层级任务网络规划技术,给出了这种规划技术的理论框架和算法过程,并且把这种技术与多主体规划技术相结合,辅助实现军事作战任务的逐层分解与规划优化,进而生成完整的行动序列,较好地解决了作战计划辅助生成问题。     

PTL 证明器的实现技术

基于文［１０］中的理论,我们用Ｔｕｒｂｏ─ｐｒｏｌｏｇ编程,在３８６微机上成功地实现了命题时态逻辑定理的证明器。该证明器在处理ｎｅｘｔ幂次、归纳、归结、◇（ｘ∧ｙ）、ｕｎｔｉｌ　等方面,均有独到之处。这些方面,克服了以往工作的不足。证明器界面友好、速度快、能力强。     

一种面向多制式路径规划的网络模型

随着综合交通运输与导航应用技术的发展,综合利用多种交通方式实施路径规划的应用需求日益迫切,传统的单一制式路径规划系统与服务正在向多制式的方向发展.然而,传统的路径规划模型与算法难以直接应用在多制式的条件下.针对多制式路径规划的特点,构建合理的数据模型是解决该问题的基础.为此,提出了制式切换点的概念,并以此为基础建立了包含多制式图集合、顶点属性表和切换点矩阵三个主要部分的多制式网络模型,并在真实的城市道路网数据集上进行了多制式网络构建实验.该工作能够从理论和实践两个方面为多制式路径规划算法的设计提供基础性的技术支持.     

超空泡航行体深度跟踪串级控制策略

针对空泡与航行体之间非线性滑行力导致的超空泡航行体稳定性问题,提出了基于圆判据理论和Nelder-Mead算法的超空泡航行体深度跟踪串级控制方法。介绍了超空泡航行体数学模型以及圆判据定理基础知识。结合模型特性推导了超空泡航行体串级误差状态方程,利用圆判据定理研究了内环绝对稳定性。通过Nelder-Mead算法对内环反馈参数进一步优化。仿真分析结果表明：所提控制方法便于反馈参数整定,可以充分利用超空泡航行体的控制量实现深度跟踪。     

区域目标搜索中基于改进RRT的UAV实时航迹规划

在线自主航迹规划是无人机(Unmanned Aerial Vehicles,UAV)执行区域目标搜索任务的有效保证.针对UAV区域搜索中航迹规划的实时性要求,提出了一种固定搜索模式和动态搜索模式相结合的UAV自主航迹规划框架.在快速扩展随机树(RRT)方法的基础上,通过改进随机扩展树的节点选择和引入启发式信息,提出了基于改进RRT的UAV实时搜索航迹规划算法,该算法能够有效降低在线航迹规划的时间代价和扩展节点数.仿真实验结果验证了本文方法的有效性.     

深度神经网络指导下的无线覆盖预测算法

为保证新一代移动无线网络能够根据实时覆盖情况动态地调节小区天线参数,需要实现高效且准确的无线覆盖预测。传统的求解方法通过精确的场强预测判断天线参数的优劣,虽然精度很高但需要大量的计算资源,无法满足5G和后5G移动网络通过实时覆盖预测进行射频参数动态调整的实际需求。现采用基于深度神经网络的算法对给定天线参数的覆盖效果进行预测,以取代对目标区域的精确场强预测。数值结果表明:该方法能够在保持计算准确性的同时显著减少计算量,为5G动态网络规划提供基础性参考数据。     

基于SWE的空天资源对地观测协同任务规划服务模型

空天协同对地观测是对地观测领域的新趋势。为解决现有空天资源规划调度系统相对独立、协同困难的问题,分析总结了SWE(Sensor Web Enablement)标准,并在此基础上提出了空天资源对地观测协同任务规划服务模型。在此模型中,为实现观测资源共享,建立了空天观测资源传感器描述模型,能够描述典型空天资源的载荷平台、观测机理、定位信息、使用约束和工作特性等信息;为简化观测请求交互流程,基于SOA技术对SWE标准操作进行封装及简化,用户可以在不了解观测平台细节信息的情况下提交观测数据请求。为验证模型有效性,构建了空天资源对地观测协同任务规划实验平台,结果表明该模型具有较强的可实现性和适应性。     

基于RCS的三维低可探测性轨迹优化方法

针对基于雷达散射截面(RCS)规避雷达威胁的飞行轨迹优化问题,提出了低可探测性三维轨迹优化的求解方法.通过B样条拟合构建连续可微的RCS数据模型,结合三维飞行动力学模型,建立规避雷达威胁下的飞行运动控制模型.将轨迹优化问题描述成为最优控制问题,其中飞行姿态控制、轨迹约束、边界条件作为约束条件,以降低雷达探测概率和减少飞行时间为目标函数.运用高斯伪谱法( GPM)将连续的最优控制问题转换为离散的非线性规划问题进行求解.仿真结果证明本文方法实现了求解单基地雷达和双基地雷达探测环境中低可探测性三维轨迹优化问题,有效降低了飞行过程中的雷达探测概率和暴露时间.