Two-stage hybrid heuristic search algorithm for novel weapon target assignment problems
Two-stage hybrid heuristic search algorithm for novel weapon target assignment problems
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新型武器目标分配问题的两阶段混合启发式搜索算法
DOI：
10.1016/j.cie.2021.107717
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发表时间：
2021-12
影响因子：
7.9
通讯作者：
He Luo
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yingying Ma;Guoqiang Wang;Xiaoxuan Hu;He Luo
武器目标分配问题的目标是使目标总伤害最大化或武器总消耗最小化。然而，现有的WTA问题研究没有考虑实际战场场景中武器充分性的不确定性。本文研究了一种新的WTA问题，称为不确定性WTA问题（WTAU），其中不确定性指的是武器充分性的不确定性。WTAU的目标是找到一种WTA方案，在武器是否充足不确定的情况下，通过使用尽可能少的武器，使被摧毁目标的总价值最大化。为了解决武器充分性的不确定性，我们将WTAU问题表述为一个非线性整数规划模型。为了提高计算效率，我们设计了一种基于WTAU先验知识的两阶段混合启发式搜索（TSHHS）算法。在TSHHS算法的第一阶段，采用对数变换方法获得最优目标破坏（TD）格式和初始WTA格式。第二阶段，提出了基于最大边际收益（MMRBH）的建设性启发式方法和简单优化（SimpleO）方法，得到了一种有前景的WTA方案。此外，我们进行了大量的实验来分析所提出的方法的性能。数值实验结果表明，该方法可以在武器充足或不足的情况下，以较短的计算时间提供高质量的WTA方案。
The objective of the weapon target assignment (WTA) problem is to maximize the total damage of targets or minimize the total consumption of weapons. However, the existing studies of the WTA problem did not consider the uncertainty of weapon adequacy in practical battlefield scenarios. In this paper, we study a novel WTA problem, called the WTA problem with uncertainty (WTAU), and the uncertainty refers to the uncertainty of weapon adequacy. The objective of the WTAU is to find a WTA scheme to maximize the total value of destroyed targets by using as few weapons as possible in situations where the adequacy of weapons is uncertain. To address the uncertainty of weapons adequacy, we formulate the WTAU problem as a nonlinear integer programming model. To improve the computing efficiency, we design a two-stage hybrid heuristic search (TSHHS) algorithm based on prior WTAU knowledge. In the first stage of the TSHHS algorithm, a logarithmic transformation method is employed to obtain the optimal target destruction (TD) scheme and an initial WTA scheme. In the second stage, a constructive heuristic method based on the maximum marginal return (MMRBH) and a simple optimization (SimpleO) method are developed to obtain a promising WTA scheme. Moreover, we perform extensive experiments to analyze the performance of the proposed method. The results of numerical experiments show that the proposed method can provide a high-quality WTA scheme with a short computing time in scenarios involving adequate or inadequate weapons.
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一种有效的基于边际收益的构造启发式方法来解决传感器-武器-目标分配问题
影响因子：
8.7
作者：
Bin Xin;Yipeng Wang;Jie Chen
通讯作者：
Jie Chen
影响因子：
4.4
作者：
Ni Li;Wenqing Huai;Shaodan Wang
通讯作者：
Ni Li;Wenqing Huai;Shaodan Wang
DOI：
10.1016/j.cie.2020.106732
发表时间：
2020-10
期刊：
Comput. Ind. Eng.
影响因子：
--
作者：
Orhan Karasakal;E. Karasakal;Güliz Maraş
通讯作者：
Orhan Karasakal;E. Karasakal;Güliz Maraş
影响因子：
3.1
作者：
Hong-tao Liang;Feng-ju Kang
通讯作者：
Hong-tao Liang;Feng-ju Kang
DOI：
10.1016/j.eswa.2017.06.004
发表时间：
2017-11
期刊：
Expert Syst. Appl.
影响因子：
--
作者：
Mahdieh Zabihimayvan;Reza Sadeghi;H. N. Rude;Derek Doran
通讯作者：
Mahdieh Zabihimayvan;Reza Sadeghi;H. N. Rude;Derek Doran