Information theory for ranking and selection

We study the classical ranking and selection problem, where the ultimate goal is to find the unknown best alternative in terms of the probability of correct selection or expected opportunity cost. However, this paper adopts an alternative sampling approach to achieve this goal, where sampling decisions are made with the objective of maximizing information about the unknown best alternative, or equivalently, minimizing its Shannon entropy. This adaptive learning is formulated via a Bayesian stochastic dynamic programming problem, by which several properties of the learning problem are presented, including the monotonicity of the optimal value function in an information-seeking setting. Since the state space of the stochastic dynamic program is unbounded in the Gaussian setting, a one-step look-ahead approach is used to develop a policy. The proposed policy seeks to maximize the one-step information gain about the unknown best alternative, and therefore, it is called information gradient (IG). It is also proved that the IG policy is consistent, that is, as the sampling budget grows to infinity, the IG policy finds the true best alternative almost surely. Later, a computationally efficient estimate of the proposed policy, called approximated information gradient (AIG), is introduced and in the numerical experiments its performance is tested against recent benchmarks alongside several sensitivity analyses. Results show that AIG performs competitively against other algorithms from the literature.     

用不确定性度量作战效能的评估方法

把作战过程分解成多个节点,用不确定性自信息量度量各节点完成任务的程度,并改造了信息熵函数,得出一种适合求解作战效能的评估方法.最后,针对一实例进行效能评估建模、验模和灵敏度分析.     

灰色关联投影法的威胁排序算法

威胁评估与排序是作战系统和C4I系统必须具备的重要功能.结合多指标决策理论和灰色系统理论,提出了基于多指标决策灰色关联投影法的威胁排序算法.首先通过建立灰色关联判断矩阵将威胁排序转化为多指标决策问题;其次为缩小极端值的影响提出了基于信息熵的威胁指标权重算法;最后从矢量投影角度应用灰色关联投影值进行威胁排序;并分别研究了分辨系数和指标权重对威胁排序的影响.通过现代防空作战实例验证了算法的有效性和工程实用性.     

基于灰色聚类和模糊综合评判的装备——装备群健康状态评估

针对目前装备健康状态评估存在的问题,建立了一个基于灰色聚类和模糊综合评判的“装备-装备群”两级评估模型。该模型利用灰色聚类法来评估单个装备的健康状态,将得到的单个装备健康状态的聚类系数向量作为模糊综合评判的隶属度向量,利用模糊综合评判技术来评估装备群的整体健康状态。详细论述了评估模型建立的关键问题：健康状态的分级、评估指标、白化权函数以及权重的确定。最后通过实例分析表明,该模型评估结果合理,可操作性强。     

基于熵权的岸基油料保障设施设备效能评估

岸基油料保障是舰艇油料保障的重要方式,岸基油料保障设施设备效能直接影响舰艇油料保障效率。通过对影响岸基油料保障设施设备效能因素的分析,从储油设施设备、输油设施设备、油料装卸加注设施设备3个方面建立了评价指标体系。针对评价中指标权重确定时主观性较强的缺点,引入信息熵的概念进行评价指标权重的计算,建立了基于熵权的岸基油料保障设施设备效能评估模型。通过对3个基地岸基油料保障设施设备效能的实例分析,验证了模型,为舰艇岸基油料保障提供了决策依据。     

基于模糊熵的装备保障性评估模型

给出了一种基于模糊熵的不确定区间属性评估方法,用于在大量不确定区间信息和只有判断矩阵情况下,对多个待评价指标的方案进行评估.通过不确定属性评价矩阵的熵权计算,对多个方案进行优选评估,得出最优方案,并将这一方法应用在装备保障性评估中,实例证明此评估方法结果准确,可操作性较强,具有一定的推广价值.     

熵理论在装备采购组织结构优化中的应用

装备采购组织结构改革正在逐步深入进行,如何正确客观地分析和评价组织结构的优化效果是装备采购组织体系改革的重要环节.在装备采购组织结构优化分析中首次引入了熵理论的概念,从熵的角度分析组织结构改革的效果.首先介绍了熵理论的基本概念,然后分析了时效熵和质量熵的计算步骤,并通过某军区装备采购组织结构改革实例进行验证.从计算结果可以看出,改革后的组织结构的有序度要明显高于改革前,客观地说明了改革的效果,也为机关的进一步决策提供了科学的参考依据.     

基于结构熵理论的师装备保障力量层次设置模式评价研究

针对师装备保障力量层次设置模式优选时缺乏定量分析的问题,尝试从系统信息论的角度,采用结构熵理论对师装备保障力量层次设置的组织结构有序度进行客观评价,用时效熵和质量熵分别对师装备保障力量层次设置组织结构中信息流通的时效性和质量性进行度量,为师装备保障力量层次设置模式的选择提供科学依据。     

基于多信号模型的装甲车辆电源系统诊断策略

针对装甲车辆电源系统模块失效和信号失效不统一的特点,提出了一种多信号模型的改进方法,在此基础上,通过电源系统故障模式影响分析,建立了电源系统测试性模型。基于故障熵理论,利用诊断信息量和费用优化的启发式函数,确立了系统的诊断策略。计算结果表明:该方法对诊断策略的优化是有效的。该方法对装甲车辆电源系统诊断策略的研究具有一定参考意义。     

熵权正负理想方案灰色关联法的对地攻击目标选择

针对攻击机对地攻击的目标选择问题,提出了目标攻击优先权的计算方法,将正负理想方案与灰色关联分析方法进行融合并引进熵权的思想为各项优先权赋值,避免了权值确定过于主观的问题,提出了一种目标选择的模型,为飞行员对地攻击目标选择提供了辅助决策,具有较高的实用性。仿真结果也说明了该方法的合理性。