Averaging frameworks for simulation optimization with applications to simulated annealing

We present two frameworks for designing random search methods for discrete simulation optimization. One of our frameworks is very broad (in that it includes many random search methods), whereas the other one considers a special class of random search methods called point‐based methods, that move iteratively between points within the feasible region. Our frameworks involve averaging, in that all decisions that require estimates of the objective function values at various feasible solutions are based on the averages of all observations collected at these solutions so far. Also, the methods are adaptive in that they can use information gathered in previous iterations to decide how simulation effort is expended in the current iteration. We show that the methods within our frameworks are almost surely globally convergent under mild conditions. Thus, the generality of our frameworks and associated convergence guarantees makes the frameworks useful to algorithm developers wishing to design efficient and rigorous procedures for simulation optimization. We also present two variants of the simulated annealing (SA) algorithm and provide their convergence analysis as example application of our point‐based framework. Finally, we provide numerical results that demonstrate the empirical effectiveness of averaging and adaptivity in the context of SA. © 2012 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2012     

面向突防效能的超声速巡航导弹总体设计技术初步研究

防御系统技术的不断发展,对超声速巡航导弹设计提出了新的需求.针对以“性能”为核心的设计不能满足超声速巡航导弹设计新需求的问题,初步探讨了面向突防效能的超声速巡航导弹总体设计技术.分析了国内外导弹武器设计技术的发展,指出设计技术向着以“效能为核心”的设计方向发展;提出了面向效能的设计理念,分析指出面向效能的设计是以追求满意设计为目标的优化设计;在新的设计理念指导下提出了面向突防效能设计的技术框架,主要说明了面向突防效能的超声速巡航导弹设计框架、效能基础、技术基础、基本模式以及几项关键技术等.     

基于深度优先搜索与增量式求解的极小一阶不可满足子式提取算法

随着寄存器传输级甚至行为级的硬件描述语言应用越来越广泛,基于一阶逻辑的可满足性模理论(Satisfiability Modulo Theories,SMT)逐渐替代布尔可满足性(Boolean Satisfiability,SAT),在VLSI形式化验证领域具有更加重要的应用价值。而极小不可满足子式能够帮助EDA工具迅速定位硬件中的逻辑错误。针对极小SMT不可满足子式的求解问题,采用深度优先搜索与增量式求解策略,提出了深度优先搜索的极小SMT不可满足子式求解算法。与目前最优的宽度优先搜索算法对比实验表明:该算法能够有效地求解极小不可满足子式,随着公式的规模逐渐增大时,深度优先搜索算法优于宽度优先搜索算法。     

坦克实体智能机动路径模型

根据坦克机动作战的一般原则,首先对影响坦克实体机动的因素进行了分析和合理的假设;充分考虑战术模拟中的实际情况,将数字地图中各点间的空间距离转化为以各点间机动时间为权边的网图,通过求任意两点间的最短距离的方法,建立坦克实体机动最短时间路径的数学模型。并给出了人工智能算法,把问题求解过程简化,从而解决战术模拟系统中智能机动中的路径选择问题。     

HLA的雷达目标跟踪算法验证系统

构建了一个基于HLA的雷达目标跟踪分布式仿真系统。采用组件设计思想,实现目标跟踪组件和滤波组件,并将这两套组件嵌入到目标跟踪分布式仿真系统中。实践结果表明:基于组件思想构建的目标跟踪和滤波算法能够很好嵌入到分布式雷达目标跟踪系统中,从而为跟踪算法的合理选择、算法参数的优化设计,以及实际系统的研制提供有力支撑。     

陆战平台信息系统的主要交换分析

交换技术是陆战平台信息化的关键技术,未来陆战平台的交换呈现了一体化综合交换的趋势。对陆战平台的主要业务和交换需求进行了分析,阐述了当前的主要交换手段,并针对当前交换系统的设计现状提出了综合交换的设计思路,为陆战平台交换系统的设计提供了依据。     

技术成熟度多维评估模型研究

技术成熟度直接关系到武器装备的研制和应用。针对技术成熟度评估存在过度依赖专家智慧、操作周期长、费用高;指标单一、可信度缺乏;数据难以获取、评价方法难度较大等问题,研究了技术发展与技术对应文献关系,提出了基于技术分解结构构建技术成熟度多维评估模型,分析了基于S曲线知识图谱划分技术成熟度等级,并以航母电磁弹射器技术为例进行模型验证。研究表明,技术成熟度多维评估模型具有客观、简便、费用低、易操作等特点,可以与TRL互为补充。     

多比特信息分布式检测优化研究

本文拓展了通常意义下多传感器组网分布式检测模型,允许各传感器向融合中心传输多比特信息。给出了Ｋｕｌｌｂａｃｋ分辨率意义下,确定最优多比特信息的方法,以利于改善系统检测性能。数值结果表明,多比特信息分布式检测方案是可行的。     

舰艇防空火力规划与调度方法研究

根据舰艇防空武器拦截过程的时间连续性和拦截效果的不确定性特点,提出了智能规划和优化调度相结合的舰艇防空计划生成方法。在规划阶段,先用智能规划描述语言PDDL对舰艇防空问题进行建模;针对新的来袭目标或观察的拦截结果,利用智能规划的高效行动推理能力,快速生成可能的备选行动方案;在优化调度阶段,对已生成的备选方案的行动系列进行时间、资源冲突处理,并计算选择出当前最佳拦截方案。与现有的采用离散化处理的武器-目标分配方法相比,该规划与调度过程充分体现了拦截过程的连续性,拦截效果的不确定性,拦截过程中的武器协同,以及最佳拦截时机的选择等,更好地描述了舰艇防空的实际过程。最后,通过蒙特卡罗仿真试验,验证了算法的有效性,为舰艇的自动化防空提供了一种新的解决办法。     

求解WTA问题的智能算法评价准则

目前求解火力优化配置(WTA)问题的智能算法层出不穷,急需统一的算法评价准则来比较各算法的寻优能力,以得到相对更高精度、更高效率的算法.针对上述问题建立了完善的评价准则体系,从算法代码编制质量、算法精准度和算法执行效率3个方面对智能算法的寻优能力深入讨论,并给出了2个标准测试模型及其初始化参数.实例说明本评价准则科学合理,具有很高的实用价值.