收藏本站
《国防科学技术大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于层次任务网络的军事计划优化方法研究

曲源超  
【摘要】:军事计划活动是军事指挥过程的最复杂、最重要的环节。在军事计划的编制过程中,由于相关的行动和资源等要素的复杂性,使得一个可行、高效的计划的生成和求解都显得较为困难。在该领域的研究中,层次任务网络(Hierarchical Task Network,HTN)计划方法被较早引入。该方法通过对任务的分解和冲突的消解来寻求完成使命的可行方案。在任务分解过程中,由于复合任务分解方法的不唯一性,分解树的数目会随着各层复合任务节点分解方法的增加成指数增长。如果任务分解过程中考虑资源的优化配置,则需要在任务的分解过程中加入资源调度算法,从大量任务分解树中寻找资源最优方案。这显然形成了一个NP完全问题。本文针对该问题,在现有研究的基础上,提出了面向资源优化配置的HTN计划框架和一种基于变长染色体遗传算法的HTN计划优化搜索算法,解决了将资源优化配置引入军事计划编制过程中的问题。 1、文章首先介绍了HTN计划的概述,包括产生和发展、原理、优缺点、形式化描述和求解方法。在此基础上,提出了与资源优化配置相集成的HTN计划结构框架、过程框架和算法流程。结构框架包括使命层、规则层、计划层、调度层、资源层和应用层。过程框架描述基于资源优化配置的计划生成与优化过程,包括基于规则对问题进行HTN形式描述、生成初始HTN分解树及行动序列、引入资源调度算法并以资源优化配置为标准对任务网络优化解进行搜索,以及生成问题最优解方案四个部分。在算法流程的描述中,系统首先生成初始的任务状态、任务网络和使命及其相关要素、规则集和资源集,在此基础上实现计划编制与资源优化配置的集成。本文以遗传算法为例对这一优化集成过程进行了算法描述。 2、进而,本文对任务网络分解树的性质进行分析,证明了同一任务网络的不同分解树之间符合特定条件的子树进行交换后得到的子树仍为原任务网络的分解树。基于此性质,文中提出了一种基于变长染色体遗传算法(Messy Genetic Algorithm,MGA)的HTN计划优化搜索算法,确保在HTN的分解过程中快速搜索到资源最优的行动序列。针对该算法,文中设计了一个仿真实验,对算法的有效性和适用性进行了分析和证明,得出了与理论相吻合的实验结果。 3、最后,本文选用一个联合作战渡海登岛战役的案例,对上述提出的框架和算法进行了案例分析和验证,包括案例的HTN方法描述、编码方式、交叉和突变方法等。实验得到的结果,被证明是案例的资源消耗最小的行动方案。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:E072

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 宋泾舸;查建中;陆一平;;HTN规划中面向多计划生成的顺序任务分解算法[J];北京交通大学学报;2009年04期
2 陶雷,费奇;人工智能中的合作分布式规划[J];计算机工程与应用;2002年17期
3 陈蔼祥;柴啸龙;胡桂武;;HTN规划及其复杂度分析[J];计算机工程与应用;2008年16期
4 薛波;徐培德;;基于HTN的卫星应用任务分解[J];科学技术与工程;2009年01期
5 席裕庚,柴天佑,恽为民;遗传算法综述[J];控制理论与应用;1996年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨德利,刘百勇,龚雪皓,郑学仁,吴朝晖;半导体器件的遗传算法优化设计[J];半导体技术;2001年02期
2 孙庆声;缪旭东;陈行军;;一种基于扩展合同网的编队动态任务分配模型[J];兵工自动化;2009年08期
3 张安民,杨世兴,李志舜,韩崇昭;利用遗传算法的垂直命中导引律研究[J];兵工学报;2004年03期
4 张飞舟,晏磊,范跃祖,孙先仿;智能交通系统中的运营车辆优化调度研究[J];北京航空航天大学学报;2002年06期
5 马壮,万德钧,黄林;基于遗传算法的操舵仪控制参数在线优化[J];船舶工程;1999年01期
6 李影;徐涛;邢伟;;基于进化遗传算法的神经网络优化[J];长春理工大学学报;2006年03期
7 钟辰;金海红;任腾;田柳;;基于遗传算法的数字罗盘误差补偿方法研究[J];传感技术学报;2012年06期
8 杨德利,刘百勇,龚雪皓,郑学仁,吴朝晖;基于遗传算法的模糊隶属函数的选择[J];传感器技术;2000年06期
9 刘德华;呼家龙;;遗传算法对图像模板匹配的优化[J];巢湖学院学报;2011年03期
10 周辉,李皊,胡佳庆;旅行商问题的免疫算法[J];长沙电力学院学报(自然科学版);2003年02期
中国重要会议论文全文数据库 前9条
1 杨阳;陈宗海;张海涛;;复杂系统仿真的前端智能化综述[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
2 彭锦;;进化算法综述[A];中国运筹学会第六届学术交流会论文集(上卷)[C];2000年
3 刘德朋;孙启美;;一种变异概率的遗传算法[A];第六届中国青年运筹与管理学者大会论文集[C];2004年
4 胡硕;朱明;宋华军;;基于遗传算法的快速图像的相关匹配[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
5 马淑华;赵一丁;;基于遗传算法的热电偶温度传感器非线性模型辨识[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
6 蒋济同;牟孝波;;基于遗传算法的基桩损伤定量分析[A];第六届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2006年
7 钟秋;钱锋;;遗传算法在神经网络中的应用研究[A];第16届中国过程控制学术年会暨第4届全国故障诊断与安全性学术会议论文集[C];2005年
8 朱明;刘微;胡硕;;高性能小型电视跟踪器的设计与实现[A];第十二届全国图象图形学学术会议论文集[C];2005年
9 Huaji Shi;Weiguo Xie;Xingyi Li;;Demand Forecasting Optimization in Supply Chain[A];Proceedings of 2011 International Conference on Information Management and Engineering(ICIME 2011)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 尹可挺;Internet环境中基于QoS的Web服务组合研究[D];浙江大学;2010年
2 李熹平;快速热循环注塑模具及工艺关键技术研究[D];山东大学;2010年
3 马鑫;基于协同机制和智能算法的多代理系统研究及应用[D];吉林大学;2011年
4 程文涛;关节式坐标测量机标定技术研究[D];合肥工业大学;2011年
5 尤海峰;求解隐式目标优化问题的交互式进化算法研究[D];中国科学技术大学;2011年
6 徐健腾;复杂供应链协调优化模型及算法研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 李军华;基于知识和多种群进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
8 刘辉;电缆故障诊断理论与关键技术研究[D];华中科技大学;2012年
9 侯格贤;遗传算法及其在跟踪系统中的应用研究[D];西安电子科技大学;1998年
10 黄辉先;城市交通信号优化控制方法的研究[D];西北工业大学;2000年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴香庭;基于遗传算法的K-means聚类方法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 石丽丽;智能优化算法对比研究及其在船体双底结构优化中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 颜语;无线传感网络在环境监测中的应用[D];辽宁工程技术大学;2009年
4 袁军;煤基混合燃料的燃烧特性及优化配比研究[D];长沙理工大学;2010年
5 袁伟杰;自治水下机器人动力学建模及参数辨识研究[D];中国海洋大学;2010年
6 董立国;遗传算法和投影寻踪分类模型在工程评标中的应用[D];河北工程大学;2010年
7 常成志;快速公交组合调度优化及仿真评价研究[D];北京交通大学;2010年
8 丁辉;交流伺服驱动器的实现及其速度环非线性控制算法的研究[D];浙江大学;2011年
9 李晓婷;基于需求目标下的农业产业结构调整研究[D];昆明理工大学;2010年
10 朱玉琳;基于遗传算法优化问题的研究[D];电子科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陶雷,费奇;人工智能中的合作分布式规划[J];计算机工程与应用;2002年17期
2 宋泾舸;查建中;陆一平;;智能规划研究综述——一个面向应用的视角[J];智能系统学报;2007年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张青苗;郑海欧;赵勇;国林涛;;基于遗传算法的防空兵射击火力分配研究[J];舰船电子工程;2010年08期
2 徐志伟;张耀坤;张勇;;一种基于遗传算法的防空火力分配方案[J];兵工自动化;2009年02期
3 高庆春;韩应征;张立毅;;军事应急物流中多目标路径优化的研究[J];中国新技术新产品;2010年05期
4 周柯雯;姚爱祥;;基于遗传算法和启发策略的军用物资飞机装载优化[J];物流科技;2010年09期
5 王长春;陈博文;李锐;;军用物资铁路配载的优化方法[J];装备指挥技术学院学报;2008年03期
6 刘丹;董雄报;;遗传BP神经网络在住宅建设项目投资估算中的应用研究[J];法制与经济(中旬刊);2010年03期
7 许建中;;基于遗传算法的武器目标分配模糊多目标规划[J];军事运筹与系统工程;2010年03期
8 李海华;许宗燕;;军事物流中铁路输送装载地域分配问题研究[J];商场现代化;2011年12期
9 刘蔚萍,贾武;遗传算法与人工生命[J];军事经济学院学报;2004年03期
10 吕宏,李金林,任飞;基于神经网络及遗传算法的预研项目中止决策研究[J];科学学与科学技术管理;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周海清;王恭先;陈正汉;;基于面向对象遗传算法的抗滑桩优化设计程序的研制[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(下册)[C];2003年
2 吴建生;金龙;;基于实数编码的遗传算法神经网络预报建模研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
3 申元霞;张翠芳;;GA-BP算法在系统辨识中的应用[A];中国自动化学会、中国仪器仪表学会2004年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2004年
4 刘辙;彭亮;崔广才;吴学礼;;混合遗传算法在车间调度中的应用[A];中国自动化学会全国第九届自动化新技术学术交流会论文集[C];2004年
5 曹春红;李文辉;张永坚;;遗传蚂蚁算法在几何约束求解中的应用[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
6 姜楠;张春森;;遗传算法在图像模板匹配中的应用[A];高精度几何量光电测量与校准技术研讨会论文集[C];2008年
7 朱秀娥;周宝焜;;振动筛设计的遗传算法[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年
8 何奉道;梁向阳;;基于遗传算法的机车周转图优化编制方法[A];1999年中国神经网络与信号处理学术会议论文集[C];1999年
9 刘忠凯;薛正辉;任武;李伟明;高本庆;;用遗传算法优化八木天线[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
10 汝勇;杨树强;;遗传算法在历史性约束组合优化问题中的应用[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(上册)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林京;《神经网络和遗传算法在水科学领域的应用》将面市[N];中国水利报;2002年
2 本报记者 李云杰;上海通用“吃螃蟹”[N];计算机世界;2003年
3 程爱娟;旅行推销员问题(TSP)的人工智能解法及其应用[N];新疆科技报(汉);2001年
4 本报记者 宁彬通讯员 陈玥;石化盈科:厚积薄发 高速成长[N];中国石化报;2007年
5 中国科技大学计算机系 邢方亮;计算智能百花齐放[N];计算机世界;2003年
6 包家庆;IDS五大发展趋势[N];网络世界;2002年
7 郭明波;来自蝙蝠的启发[N];北京科技报;2001年
8 本报记者 周蕾;不言失败[N];网络世界;2003年
9 易水;IT新词集锦[N];计算机世界;2003年
10 木公;挖掘炼油企业新的效益增长点[N];中国石化报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张旭;具有拓扑结构布局优化的理论及算法[D];大连理工大学;2004年
2 廖平;基于遗传算法的形状误差计算研究[D];中南大学;2002年
3 周明;高新技术产业投资环境系统研究[D];西北工业大学;2006年
4 袁丽华;基于物种进化的遗传算法研究[D];南京航空航天大学;2009年
5 张需溥;小型化微带天线的设计与数值分析[D];上海大学;2004年
6 杨春成;空间数据挖掘中聚类分析算法的研究[D];解放军信息工程大学;2004年
7 方娟;基于移动代理的网格资源监控技术的研究[D];北京工业大学;2005年
8 崔晓芳;箱型结构焊接变形预测、控制及应用[D];大连交通大学;2005年
9 张材;薄带坯铸轧板形智能识别与控制系统研究[D];中南大学;2004年
10 田方;遗传算法的改进研究及其在压缩机性能分析与优化中的应用[D];东北大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曲源超;基于层次任务网络的军事计划优化方法研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 杨丽;基于遗传算法的文本聚类研究[D];南京航空航天大学;2009年
3 朱奉梅;遗传算法在高校排课系统中的研究与应用[D];东北大学;2009年
4 孙晓丽;基于遗传算法的既有线平面及纵断面整正优化设计[D];中南大学;2010年
5 冯秋霞;解最小生成树问题的新的遗传算法[D];西安电子科技大学;2010年
6 郭佳;基于遗传算法的认知无线网络资源分配技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
7 宋品;基于改进遗传算法的波束形成技术研究及其应用[D];西安电子科技大学;2010年
8 梁云静;基于遗传算法的主题爬虫搜索策略研究[D];湖北工业大学;2010年
9 高建兵;基于遗传算法的模糊推理控制系统的参数优化研究[D];辽宁工程技术大学;2011年
10 李振业;多向变异遗传算法及其优化神经网络的研究[D];华南理工大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026