针对包含复杂约束条件的约束多目标优化问题(CMOP),在确保算法满足严格约束的同时,有效平衡算法的收敛性与多样性是重大挑战。因此,提出一种双种群双阶段的进化算法(DPDSEA)。该算法引入2个独立进化种群:主种群和副种群,并分别利用可行...针对包含复杂约束条件的约束多目标优化问题(CMOP),在确保算法满足严格约束的同时,有效平衡算法的收敛性与多样性是重大挑战。因此,提出一种双种群双阶段的进化算法(DPDSEA)。该算法引入2个独立进化种群:主种群和副种群,并分别利用可行性规则和改进的epsilon约束处理方法进行更新。在第一阶段,主种群和副种群分别探索约束Pareto前沿(CPF)与无约束Pareto前沿(UPF),从而获取UPF和CPF的位置信息;在第二阶段,设计一种分类方法,根据UPF与CPF的位置对CMOP进行分类,从而对不同类型的CMOP执行特定的进化策略;此外,提出一种随机扰动策略,在副种群进化到CPF附近时,对它进行随机扰动以产生一些位于CPF上的个体,从而促进主种群在CPF上的收敛与分布。把所提算法与6个具有代表性的算法:CMOES(Constrained Multi-objective Optimization based on Even Search)、dp-ACS(dual-population evolutionary algorithm based on Adaptive Constraint Strength)、c-DPEA(DualPopulation based Evolutionary Algorithm for constrained multi-objective optimization)、CAEAD(Constrained Evolutionary Algorithm based on Alternative Evolution and Degeneration)、BiCo(evolutionary algorithm with Bidirectional Coevolution)和DDCMOEA(Dual-stage Dual-population Evolutionary Algorithm for Constrained Multiobjective Optimization)在LIRCMOP和DASCMOP两个测试集上进行实验比较。实验结果表明,DPDSEA在23个问题中取得了15个最优反转世代距离(IGD)值和12个最优超体积(HV)值,展现了DPDSEA在处理复杂CMOP时显著的性能优势。展开更多
有效的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)方法对减少作战损失,提高防御效果具有重要意义。针对防空资源分配问题建立合理的数学模型,以最大化目标毁伤效能和最小化雷达资源消耗为优化目标,同时考虑雷达通道数上限等多个约束,...有效的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)方法对减少作战损失,提高防御效果具有重要意义。针对防空资源分配问题建立合理的数学模型,以最大化目标毁伤效能和最小化雷达资源消耗为优化目标,同时考虑雷达通道数上限等多个约束,在基于分解的多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)基础上进行改进,种群进化过程中自适应调整交叉与变异的概率以提高个体的质量,最终得到一组可供决策者使用的最优解集。实验结果表明:与其他多目标进化算法相比,该算法能得到适应度更高且分布性良好的结果,能够为防空导弹武器目标分配问题提供可行方案。展开更多
现代战争中,跨平台武器单元的协同利用,是合同编队体系的重要内容,作战方式也正由平台级协同向着能力要素级协同转变,这对武器目标分配问题的解决提出了更大挑战。本文将武器单元的最小划分单位细化到能力要素级,以毁伤概率与成本消耗...现代战争中,跨平台武器单元的协同利用,是合同编队体系的重要内容,作战方式也正由平台级协同向着能力要素级协同转变,这对武器目标分配问题的解决提出了更大挑战。本文将武器单元的最小划分单位细化到能力要素级,以毁伤概率与成本消耗为优化目标,面向多种来袭目标的编队防空场景,提出了跨平台武器目标分配算法。同时,基于混沌映射提出了混沌种群重构(chaotic population reconstruction,CPR)机制,并结合带存档的自适应差分进化(adaptive differential evolution with optional external archive,JADE)算法提出了CPR-JADE算法,利用CPR机制可以帮助算法在解决高维复杂约束问题时跳出局部最优。再将其运用到武器目标分配模型上,实现了对模型的高效求解。最后,通过在多种数据规模下与其他进化优化算法的仿真对比试验分析,验证了所提方法的正确性与有效性。展开更多
文摘针对包含复杂约束条件的约束多目标优化问题(CMOP),在确保算法满足严格约束的同时,有效平衡算法的收敛性与多样性是重大挑战。因此,提出一种双种群双阶段的进化算法(DPDSEA)。该算法引入2个独立进化种群:主种群和副种群,并分别利用可行性规则和改进的epsilon约束处理方法进行更新。在第一阶段,主种群和副种群分别探索约束Pareto前沿(CPF)与无约束Pareto前沿(UPF),从而获取UPF和CPF的位置信息;在第二阶段,设计一种分类方法,根据UPF与CPF的位置对CMOP进行分类,从而对不同类型的CMOP执行特定的进化策略;此外,提出一种随机扰动策略,在副种群进化到CPF附近时,对它进行随机扰动以产生一些位于CPF上的个体,从而促进主种群在CPF上的收敛与分布。把所提算法与6个具有代表性的算法:CMOES(Constrained Multi-objective Optimization based on Even Search)、dp-ACS(dual-population evolutionary algorithm based on Adaptive Constraint Strength)、c-DPEA(DualPopulation based Evolutionary Algorithm for constrained multi-objective optimization)、CAEAD(Constrained Evolutionary Algorithm based on Alternative Evolution and Degeneration)、BiCo(evolutionary algorithm with Bidirectional Coevolution)和DDCMOEA(Dual-stage Dual-population Evolutionary Algorithm for Constrained Multiobjective Optimization)在LIRCMOP和DASCMOP两个测试集上进行实验比较。实验结果表明,DPDSEA在23个问题中取得了15个最优反转世代距离(IGD)值和12个最优超体积(HV)值,展现了DPDSEA在处理复杂CMOP时显著的性能优势。
文摘有效的武器目标分配(weapon-target assignment,WTA)方法对减少作战损失,提高防御效果具有重要意义。针对防空资源分配问题建立合理的数学模型,以最大化目标毁伤效能和最小化雷达资源消耗为优化目标,同时考虑雷达通道数上限等多个约束,在基于分解的多目标进化算法(multi-objective evolutionary algorithm based on decomposition,MOEA/D)基础上进行改进,种群进化过程中自适应调整交叉与变异的概率以提高个体的质量,最终得到一组可供决策者使用的最优解集。实验结果表明:与其他多目标进化算法相比,该算法能得到适应度更高且分布性良好的结果,能够为防空导弹武器目标分配问题提供可行方案。
文摘现代战争中,跨平台武器单元的协同利用,是合同编队体系的重要内容,作战方式也正由平台级协同向着能力要素级协同转变,这对武器目标分配问题的解决提出了更大挑战。本文将武器单元的最小划分单位细化到能力要素级,以毁伤概率与成本消耗为优化目标,面向多种来袭目标的编队防空场景,提出了跨平台武器目标分配算法。同时,基于混沌映射提出了混沌种群重构(chaotic population reconstruction,CPR)机制,并结合带存档的自适应差分进化(adaptive differential evolution with optional external archive,JADE)算法提出了CPR-JADE算法,利用CPR机制可以帮助算法在解决高维复杂约束问题时跳出局部最优。再将其运用到武器目标分配模型上,实现了对模型的高效求解。最后,通过在多种数据规模下与其他进化优化算法的仿真对比试验分析,验证了所提方法的正确性与有效性。
文摘大规模稀疏多目标优化问题(Sparse Multiobjective Optimization Problems,SMOPs)广泛存在于现实世界。为大规模SMOPs提出通用的解决方法,对于进化计算、控制论和机器学习等领域中的问题解决都具有推动作用。由于SMOPs具有高维决策空间和Pareto最优解稀疏的特性,现有的进化算法在解决SMOPs时,很容易陷入维数灾难的困境。针对这个问题,以稀疏分布的学习为切入点,提出了一种基于在线学习稀疏特征的大规模多目标进化算法(Large-scale Multiobjective Evolutio-nary Algorithm Based on Online Learning of Sparse Features,MOEA/OLSF)。具体地,首先设计了一种在线学习稀疏特征的方法来挖掘非零变量;然后提出了一种稀疏遗传算子,用于非零变量的进一步搜索和子代解的生成,在非零变量搜索过程中,其二进制交叉和变异算子也用于控制解的稀疏性和多样性。与最新的优秀算法在不同规模的测试问题上的对比结果表明,所提算法在收敛速度和性能方面均更优。
