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基于改进灰狼优化算法的多无人机应急救援任务分配
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作者 田宇 唐阳山 +2 位作者 李冬月 任鑫珊 刘建明 《现代电子技术》 北大核心 2025年第11期163-168,共6页
为提高多无人机在应急救援工作中执行信息侦察任务的高效性,提出一种多无人机任务分配数学模型,并设计了一种改进的基于粒子群优化(PSO)算法和灰狼优化(GWO)算法的混合算法,简称CPS-GWO算法。首先,将多无人机信息侦察任务分配问题描述... 为提高多无人机在应急救援工作中执行信息侦察任务的高效性,提出一种多无人机任务分配数学模型,并设计了一种改进的基于粒子群优化(PSO)算法和灰狼优化(GWO)算法的混合算法,简称CPS-GWO算法。首先,将多无人机信息侦察任务分配问题描述为多旅行商(MTSP)问题,以最短无人机飞行航程和最少无人机数量为目标建立数学模型;然后,引入Kent混沌映射和粒子群优化算法,分别从种群初始化和搜索策略两个角度对灰狼优化算法进行改进,设计出用于求解MTSP问题的CPS-GWO算法。最后,基于6组TSPLIB实例数据,通过Matlab仿真实验得出各实例在CPS-GWO算法下的无人机任务分配方案,并与现有研究中提出的改进灰狼优化算法在相同实例下得出的结果进行比较,验证了CPS-GWO算法在解决多旅行商问题上的有效性和可行性。 展开更多
关键词 无人机 应急救援 任务分配 粒子群优化算法 灰狼优化算法 Kent混沌映射 旅行问题
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基于实时备降安全约束的无人机风电场巡检路径规划
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作者 胡小兵 卢泽 +1 位作者 李航 周航 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第2期28-39,共12页
为提高无人机(UAV)风机巡检过程的巡检效率和安全性,合理规划无人机巡检路径,提出一种基于实时备降安全约束的无人机巡检路径规划方法。首先,基于风速风向影响下无人机的动态续航能力、航迹备降等约束条件,建立备降区安全性计算模型,评... 为提高无人机(UAV)风机巡检过程的巡检效率和安全性,合理规划无人机巡检路径,提出一种基于实时备降安全约束的无人机巡检路径规划方法。首先,基于风速风向影响下无人机的动态续航能力、航迹备降等约束条件,建立备降区安全性计算模型,评估巡检路径安全性,建立安全约束;然后,针对无人机巡检路径长度的目标函数,提出基于涟漪扩散算法(RSA)特征的最优巡检路径规划方法,依据RSA算法离散式、多智体的方法特点,在安全性约束下有效求解无人机风电场巡检的旅行商问题(TSP),规划风电场巡检路径;最后,对于不同算法进行对比试验和风电场仿真试验。结果表明:实时备降安全约束模型能够综合不同的风险因素计算出安全路线,提高巡检路径的安全性,RSA算法则能够在保证精确度的条件下快速求解安全约束下的风电场巡检TSP问题,提高巡检路径规划水平。 展开更多
关键词 实时备降 安全约束 风电场 无人机(UAV) 巡检 路径规划 涟漪扩散(RSA)算法 旅行问题(TSP)
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海岛无人机多模式应急配送模型与算法研究 被引量:1
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作者 胡志华 魏月荷 田曦丹 《大连理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期649-660,共12页
灾害情况下物资海岛配送是应急物流的一种特殊应用场景.无人机配送作为解决应急物流问题的一种新型配送方式受到广泛关注,并涌现出了一系列配送模式.通过考虑无人机成本、无人机飞行距离、无人机起降平台和地面配送成本,构建无人机直接... 灾害情况下物资海岛配送是应急物流的一种特殊应用场景.无人机配送作为解决应急物流问题的一种新型配送方式受到广泛关注,并涌现出了一系列配送模式.通过考虑无人机成本、无人机飞行距离、无人机起降平台和地面配送成本,构建无人机直接配送、点对点双阶段配送、回路双阶段配送和双层物流配送网络4种配送模式.针对回路双阶段配送的多指标耦合特征,提出一种迭代启发式算法进行优化.围绕普陀山海岛场景,构建20~100个需求点和2~4个无人机起降平台的算例进行数值实验,分析并验证模型正确性和算法性能.实验结果表明,4种配送模式模型具有有效性;算法一般经过2~5次迭代,能够有效减少回路双阶段配送约19.08%的无人机飞行距离,减少双层物流配送网络约28.63%的地面配送距离. 展开更多
关键词 无人机配送 应急物流 选址-路径优化 旅行问题 迭代启发式算法
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基于聚类算法的多无人机系统任务分配(英文) 被引量:4
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作者 龙国庆 祝小平 董世友 《火力与指挥控制》 CSCD 北大核心 2011年第12期54-59,共6页
针对现有任务分配方法在任务点较多时不易解算,且计算量大的问题,提出了基于模糊C-均值聚类算法的多无人机系统任务分配方法。首先,利用模糊C-均值聚类算法得到的隶属度矩阵对任务点进行初始分配;其次,针对基于空间划分聚类可能造成各UA... 针对现有任务分配方法在任务点较多时不易解算,且计算量大的问题,提出了基于模糊C-均值聚类算法的多无人机系统任务分配方法。首先,利用模糊C-均值聚类算法得到的隶属度矩阵对任务点进行初始分配;其次,针对基于空间划分聚类可能造成各UAV任务不均衡的问题,设计任务的局部优化调整规则;最后,结合单旅行商问题,利用TabuSearch算法为各UAV设计最优任务航线。仿真结果表明,该方法能有效解决多无人机系统的任务分配问题,算法具有较好的时效性。 展开更多
关键词 无人机 任务分配 模糊C-均值聚类 旅行问题 Tabu Search算法
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大规模无线传感网络数据收集的无人机路径规划 被引量:8
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作者 汪成亮 严君辉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期1044-1049,共6页
针对部署在地表交通困难的大规模无线传感网络,采用目前可控无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)进行数据收集能够达到更好的效果.然而,考虑到无人机自身有限的资源,以及网络中存在大量传感器节点的情况,无人机飞行路径规划对于顺利... 针对部署在地表交通困难的大规模无线传感网络,采用目前可控无人机(unmanned aerial vehicles,UAV)进行数据收集能够达到更好的效果.然而,考虑到无人机自身有限的资源,以及网络中存在大量传感器节点的情况,无人机飞行路径规划对于顺利完成数据收集任务具有重要作用.无人机路径规划可以看作经典的旅行商问题(traveling salesman problem,TSP).针对部署具有均匀性特点的大规模无线传感网络,提出了一种规则化快速路径规划(fast path planning with rules,FPPWR)算法.该算法通过网格划分,将全局区域飞行路径的求解划分到多个较小的方格中进行,并通过成对算子路径优化算法在初等飞行路径上将方格区域中的路径合并为全局路径.实验证明,该算法在保证了较高精度的同时,显著提升了路径规划的效率. 展开更多
关键词 大规模 无人机 路径规划 旅行问题 网格划分
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基于改进遗传算法的多无人机任务分配 被引量:9
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作者 王垚 石永康 《现代电子技术》 2023年第4期139-146,共8页
为解决传统遗传算法在求解多无人机任务分配问题时易陷入局部最优和收敛速度较慢的问题,文中提出一种融合模拟退火思想的改进遗传算法。首先描述多无人机任务分配问题,将其转化为多旅行商问题,并建立数学模型;然后在传统的遗传算法中引... 为解决传统遗传算法在求解多无人机任务分配问题时易陷入局部最优和收敛速度较慢的问题,文中提出一种融合模拟退火思想的改进遗传算法。首先描述多无人机任务分配问题,将其转化为多旅行商问题,并建立数学模型;然后在传统的遗传算法中引入Metropolis准则,对选择、交叉、变异后的子代种群进行优化调整,使算法可以跳出局部最优并快速收敛;最后进行仿真实验,采用TSPLIB数据库对改进算法进行有效性验证,分别求解不同规模的多旅行商问题,对算法的优越性进行验证,求解任务分配算例以验证改进算法解决多无人机任务分配问题的可行性。实验结果表明,改进的遗传算法能跳出局部最优,收敛速度显著提升,在求解多无人机任务分配问题时,寻优效果优于改进前的算法。 展开更多
关键词 遗传算法 无人机 任务分配 旅行问题 模拟退火算法 METROPOLIS准则 仿真实验
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基于多臂赌博机遗传算法的无人机与卡车协同配送
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作者 朱烨娜 刘敏 +1 位作者 赵肄江 陈萱霖 《计算机科学与探索》 2025年第8期2261-2272,共12页
无人机与卡车协同配送新模式凭借其高效、环保、不受地形限制等优势,正在改变传统的物流配送方式。带无人机的旅行商问题(TSP-D)是上述配送新模式中的一种经典问题,比纯卡车物流配送更为复杂,需要从无人机和卡车间的协同交互中寻找最优... 无人机与卡车协同配送新模式凭借其高效、环保、不受地形限制等优势,正在改变传统的物流配送方式。带无人机的旅行商问题(TSP-D)是上述配送新模式中的一种经典问题,比纯卡车物流配送更为复杂,需要从无人机和卡车间的协同交互中寻找最优的配送组合,带来了新的挑战。提出了一种基于多臂赌博机的混合遗传算法来求解TSP-D。采用了自然数排列的染色体编码,并应用基于动态规划的精确划分方法对其解码,以生成无人机与卡车协同配送解方案。新设计了一种多臂赌博机局部搜索策略,将局部搜索算子池中的五种不同搜索算子视作赌博机的多个“臂”。先通过赌博机摇臂搜索后解方案适应值的提升程度来计算奖励,再根据ε-greedy强化学习方法计算各个“臂”被选中的概率,以便选择合适的搜索算子来增强算法的局部搜索能力。实验结果表明,提出的算法与其他主流的算法相比,在不同分布与不同规模的多数测试实例上均有更低的解方案成本。进一步的实验分析验证了多臂赌博机局部搜索策略比其他局部搜索策略具有更好的自适应能力,能显著提升算法的性能。最后,将提出的算法应用于长沙市一个实际的配送案例,展示了其现实应用效果。 展开更多
关键词 无人机卡车协同配送 带无人机的旅行商问题 混合遗传算法 多臂赌博机
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基于ILS-CS优化算法的个性化旅游线路研究 被引量:12
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作者 侯乐 杨辉华 +2 位作者 樊永显 李灵巧 蒋淑洁 《计算机科学与探索》 CSCD 北大核心 2016年第1期142-150,共9页
针对迭代局部搜索(iterated local search,ILS)算法求解旅游线路时间花费较长的问题,提出了一种ILS结合布谷鸟搜索(cuckoo search,CS)的优化算法,来优化旅游线路的时间花费。该算法首先根据相关目标和约束采用ILS算法求解旅游景点及初... 针对迭代局部搜索(iterated local search,ILS)算法求解旅游线路时间花费较长的问题,提出了一种ILS结合布谷鸟搜索(cuckoo search,CS)的优化算法,来优化旅游线路的时间花费。该算法首先根据相关目标和约束采用ILS算法求解旅游景点及初始旅游线路,然后在满足旅游景点时间窗约束及景点总数不变的情况下采用CS算法进一步最小化旅游线路的时间花费。该研究获得的线路更符合旅游习惯,并且旅游时间花费更少。通过Daminaos数据集和桂林景点数据集进行验证,结果表明该优化算法相比于仅使用ILS算法所规划出的旅游线路,平均时间花费减少8%,更符合用户旅游选择习惯。 展开更多
关键词 旅游线路规划 迭代局部搜索 布谷鸟搜索 时间窗的定向问题 时间窗的旅行问题
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一种混合局部搜索算法的嵌套分区算法 被引量:2
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作者 宗德才 王康康 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2015年第3期752-758,共7页
提出了一种混合多种局部搜索算法的嵌套分区算法用于求解中小规模旅行商问题。该算法使用加权抽样法产生初始最可能域,用带约束的3-opt局部搜索算法搜索每个子域的最优解,然后对Lin-Kernighan算法进行了改进,并且用改进的Lin-Kernighan... 提出了一种混合多种局部搜索算法的嵌套分区算法用于求解中小规模旅行商问题。该算法使用加权抽样法产生初始最可能域,用带约束的3-opt局部搜索算法搜索每个子域的最优解,然后对Lin-Kernighan算法进行了改进,并且用改进的Lin-Kernighan算法搜索每个裙域的最优解,最后通过实验分析法确定了子域和裙域最优的抽样个数及初始最可能域的长度。对TSPLIB中15个问题实例的仿真结果表明,所提出的混合局部搜索算法的改进嵌套分区算法在求解旅行商问题时可以获得高质量的解。 展开更多
关键词 嵌套分区算法 局部搜索算法 Lin-Kernighan算法 约束的3-opt算法 旅行问题
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