Models of sensor operations for border surveillance

This article is motivated by the diverse array of border threats, ranging from terrorists to arms dealers and human traffickers. We consider a moving sensor that patrols a certain section of a border with the objective to detect infiltrators who attempt to penetrate that section. Infiltrators arrive according to a Poisson process along the border with a specified distribution of arrival location, and disappear a random amount of time after their arrival. The measures of effectiveness are the target (infiltrator) detection rate and the time elapsed from target arrival to target detection. We study two types of sensor trajectories that have constant endpoints, are periodic, and maintain constant speed: (1) a sensor that jumps instantaneously from the endpoint back to the starting‐point, and (2) a sensor that moves continuously back and forth. The controlled parameters (decision variables) are the starting and end points of the patrolled sector and the velocity of the sensor. General properties of these trajectories are investigated. © 2007 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

Optimal sensor placement for underwater threat detection

The optimization framework for optimal sensor placement for underwater threat detection has been developed. It considers single‐period and multiperiod detection models, each of which includes two components: detection algorithm and optimization problem for sensor placement. The detection algorithms for single‐period and multiperiod models are based on likelihood ratio and sequential testing, respectively. For the both models, the optimization problems use the principle of superadditive coverage, which is closely related to energy‐based and information‐based approaches. An algorithm for quasi‐regular sensor placement approximating solutions to the optimization problems has been developed based on corresponding continuous relaxations and a criterion for its applicability has been obtained. Numerical experiments have demonstrated that the algorithm consistently outperforms existing optimization techniques for optimal sensor placement.© 2008 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2008     

常规导弹战前运输任务优化模型

制定常规导弹战前运输计划时,各车辆运输时间和运输路线的安排是一个组合优化问题.运用军事运筹学和不确定性优化理论,充分考虑节点冲突性、车辆隐蔽性、任务时间、道路容量等因素,建立了运输任务方案的优化模型.该研究为常规导弹波次作战计划的制定和优化提供模型支持,有助于提高常规导弹作战指挥自动化和部队的生存能力.     

VRML三维模型文件的优化技术

目前在Web3D领域,VRML是主流的开发平台。但在建模过程中,通常使用第三方三维建模软件。这样极大地减轻了制作模型的难度,节约了时间;但由于建模平台本身的原因,转换后的VRML文件的体积比较大,不利于网络传输与浏览。因此,对模型的空间位置进行调整,尽可能地优化模型的视觉效果,缩减其文件体积,是建立虚拟环境非常重要的环节。主要针对这个问题提出了一些具体的优化技术与算法以及新的数据结构。     

基于稳态遗传算法的间歇式覆盖天基雷达星座优化设计

针对天基雷达星座的构型优化设计,建立了能够反映星座重要工作性能的单双基地间歇式覆盖模型、星间链路模型、双基地雷达的动目标检测模型,得到了低轨道卫星星座星间链路判断准则,给出了统计评价特性和综合评估指标体系。在此基础上,建立星座设计的优化模型,采用基于可行解搜索法的协同演化遗传算法并融入稳态遗传进化策略,有效地处理带有复杂计算的目标函数和约束条件的星座优化问题,计算分析实例表明利用该方法进行星座设计是非常有效的。     

域间流量工程体系结构的研究

随着Internet的快速发展,为了提高网络整体资源的利用率,出现了通过跨域网络性能的优化,达到优化网络资源使用的域间流量工程技术。在分析与评价域间流量工程体系结构研究状况的基础上,提出了面向域间流量工程的RCP体系结构以及今后需要研究的主要问题。     

利用动态规划原理实现多冲量最优交会问题

多冲量最优交会问题是航天领域非常重要的一个研究方向,从运筹学角度将此问题转化为一个多阶段多维动态规划问题,并着重对多阶段二维动态规划进行分析研究。在给出状态方程及指标函数递推公式的基础上,得到了两冲量和三冲量交会问题最优解的求解算法,之后分别通过实例验证了算法的有效性。对于以地心角等参数为决策变量的更高维问题,讨论了利用进化算法等降维方法实现多维动态规划的思想。     

巡航导弹攻击路径组的优化与评估

为保证对敌方目标实施多次有效攻击,巡航导弹攻击路径选择的关键在于寻找一组优化路径而不是一条优化路径(如果存在),既满足性能指标要求,又满足作战应用要求.在作战区域内任意两个匹配区之间飞行航迹已知(专题讨论)的情况下,就巡航导弹攻击路径组的优化与评估问题进行了探讨,分析了导弹作战运用要求和性能指标要求,建立了攻击路径组的优化与评估模型,计算结果表明:所给出优化与评估模型是可行的,能够满足巡航导弹实际作战要求.     

差分离散方法分布式并行计算的重叠边界优化

针对分布式存储环境下显式差分方法的并行计算问题 ,依据分布式存储多处理机的体系结构特点 ,提出了一个重叠边界优化模型 ;该模型目前已成功应用于中国科学院第三代海洋环流模式的分布式并行计算优化。