武器-目标分配问题的分布估计算法及参数设计
2012-08-15高尚
高 尚
(江苏科技大学计算机科学与工程学院,镇江 212003)
武器-目标分配(weapon target assignment)问题是现代战争中十分重要的问题.Lloyd[1]等指出武器-目标分配问题是一个NP完全问题.为解决这个问题,人们提出了许多算法.Wacholker[2]提出了一种神经网络的解法,其依据Hopfield和Tank的神经网络模型,用此网络解WTA问题,此方法有时得不到稳定解;文献[3-4]对神经网络模型提出了改进算法;文献[5]用遗传方法解决了WTA问题;文献[6-7]用蚁群算法解决了WTA问题;文献[8]用粒子群优化算法解决了WTA问题;文献[9]用免役算法解决了WTA问题.各种算法各有优劣,本文用分布估计算法来解决WTA问题.
1 WTA问题
有 n个目标 T1,T2,…,Tn,迎击武器分布于 m个武器平台 W1,W2,…,Wm,第 i(i=1,2,…,m)个武器平台最多可使用ri个武器,对目标Tj最多可使用sj个武器,武器平台Wi迎击目标Tj的概率为pij(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),武器最佳分配以分配迎击武器迎击全部目标的失败概率最小为目标.
若分配了武器平台Wi迎击目标Tj,则xij=1,否则xij=0.WTA问题的数学模型为

只有当 ri=1(i=1,2,…,m),sj=1(j=1,2,…,n)时,上述问题为可转化为指派问题,可以用匈牙利法解[6].对于一般优化问题实质是非线性0-1整数规划问题,属于NP-难题,目前没有有效的算法解此问题.
2 基本分布估计算法
分布估计算法的概念最初在1996年被提出[10-11],分布估计算法提出了一种全新的进化模式.在传统的遗传算法中,用种群表示优化问题的一组候选解,种群中的每个个体都有相应的适应值,然后进行选择、交叉和变异等模拟自然进化的操作,反复进行,对问题进行求解.而在分布估计算法中,没有传……