路徑尋優(yōu)算法在軍事通信線路搶修問題中的應(yīng)用研究.pdf

1、軍事通信線路是軍隊(duì)實(shí)施通信保障最基本的支撐網(wǎng)絡(luò)。隨著我軍通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)展和建設(shè)水平的不斷提高，給通信部門實(shí)施應(yīng)急保障的能力提出了新的更高的要求，軍事通信線路的最佳搶修路徑問題也成為一個(gè)研究熱點(diǎn)和重要內(nèi)容。該問題的實(shí)質(zhì)是道路網(wǎng)絡(luò)中的最短路徑問題，是一種典型的組合優(yōu)化問題。
　　最短路徑算法的研究已有較長的歷史，以Dijkstra算法為代表的經(jīng)典算法在解決此類問題中取得了顯著的成效。但隨著優(yōu)化對象的日趨復(fù)雜和不確定性，使傳統(tǒng)算法

2、的發(fā)展受到阻礙。啟發(fā)式的智能搜索算法的出現(xiàn)為解決這類問題提供了新的途徑，其中蟻群算法（AntColonyAlgorithm）作為一種仿生優(yōu)化算法，具備分布式計(jì)算、自組織、正反饋等特點(diǎn)，應(yīng)用十分廣泛；但其算法本身也存在一些缺陷，如需要較長的搜索時(shí)間、容易陷入局部最優(yōu)解等。
　　論文首先介紹了路網(wǎng)數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示方式和存儲結(jié)構(gòu)；討論分析了當(dāng)前應(yīng)用于路徑尋優(yōu)問題上的幾種有代表性的算法，分別從基本思想、實(shí)現(xiàn)步驟和算法分析等方面對Dij

3、kstra算法、Floyd算法和A*算法進(jìn)行闡述，分析了它們各自的特點(diǎn)和存在的局限性。
　　在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)論述了蟻群算法的發(fā)展歷程、基本原理、數(shù)學(xué)模型及實(shí)現(xiàn)步驟，對算法的各項(xiàng)指標(biāo)和性能進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步探討了利用蟻群算法求解兩點(diǎn)間最短路徑問題的有效性和可行性。
　　而后，介紹了幾種當(dāng)前流行的蟻群算法改進(jìn)策略。通過對TSP問題的仿真實(shí)驗(yàn)，對比分析了改進(jìn)的蟻群算法和基本蟻群算法的運(yùn)行效率和解的質(zhì)量。結(jié)合軍事通信線路最佳搶修路

4、徑問題，提出了一種新的改進(jìn)策略，主要思想是根據(jù)起始結(jié)點(diǎn)和目標(biāo)結(jié)點(diǎn)的位置，確定最優(yōu)路徑出現(xiàn)概率較大的區(qū)域，優(yōu)化信息素分布，以減小算法運(yùn)行初期螞蟻對路徑選擇的盲目性；每次循環(huán)后對信息素最值范圍進(jìn)行限定，避免各路段信息素過于分散或過于聚集，而引起算法停滯和陷入早熟。通過實(shí)驗(yàn)對蟻群算法的參數(shù)設(shè)置進(jìn)行分析，確定較優(yōu)的參數(shù)組合，并將改進(jìn)算法與基本蟻群算法、精英螞蟻系統(tǒng)等進(jìn)行數(shù)據(jù)仿真比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在處理最短路徑問題時(shí)，改進(jìn)的蟻群算法可較好地發(fā)揮