航路規(guī)劃中的智能優(yōu)化算法分析

張先瑞

摘要：航路規(guī)劃需要在特定的條件限制下，在目標(biāo)位置和起始位置之間眾多的航行路線之間選擇一條最優(yōu)化的路徑，確保航行任務(wù)的完成。而智能優(yōu)化算法在航路規(guī)劃中的應(yīng)用可以提升航路的合理性和科學(xué)性，有效的解決目前航路規(guī)劃中存在的問題，因此加強(qiáng)航路規(guī)劃中的智能優(yōu)化算法應(yīng)用分析勢在必行。

關(guān)鍵詞：航路規(guī)劃；智能優(yōu)化算法分析

中圖分類號(hào)：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.17.125

航線規(guī)劃屬于多約束多目標(biāo)非線性優(yōu)化問題，影響該問題的因素非常多，路線規(guī)劃工作開展中數(shù)據(jù)信息復(fù)雜，需要使用智能優(yōu)化分析對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理，從眾多的路徑中選擇最優(yōu)化航線。本文從航線規(guī)劃的基本要求出發(fā)，詳細(xì)闡述了智能優(yōu)化算法在航線規(guī)劃中的應(yīng)用方法，只在提升我國航線規(guī)劃水平。

1航線規(guī)劃的基本要求

航線規(guī)劃的隱蔽性、物理可飛行已經(jīng)實(shí)時(shí)性關(guān)系到飛行器作用的發(fā)揮，因此航線的合理規(guī)劃是其完成任務(wù)的保證。在航線的規(guī)劃中不僅要充分考慮途經(jīng)區(qū)域的自然環(huán)境，包括天氣條件以及地形條件等，還要將政治因素考慮在內(nèi)，避免在航行過程中，飛行器遭受打擊，造成不必要的損失。鑒于此航路規(guī)劃工作開展過程中應(yīng)當(dāng)考慮以下兩個(gè)方面的因素。

1.1航路的隱蔽性

隨著現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，電磁波探測技術(shù)在軍事領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，使用電磁波完成對(duì)飛行設(shè)備的監(jiān)測，可以清楚的獲取飛行器的航線信息，這給飛行器的安全帶來了巨大的威脅，因此在信息監(jiān)測技術(shù)高速發(fā)展的今天，要想保證飛行器的安全，就需要提升器航行路線的隱蔽性。目前較為常用的提升航路規(guī)劃隱蔽性的措施主要有兩種：一，航行路線遠(yuǎn)離威脅源，即便電磁雷達(dá)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)，也來不及采取措施，對(duì)飛行器造成威脅。二，降低飛行高度，雖然理論上電磁波可以穿過金屬之外的物體，但山體和地面可以對(duì)探測電磁波產(chǎn)生一定程度上的干擾，進(jìn)而提升航行路線的隱蔽性。

1.2航路的可飛性

盡管航路規(guī)劃需要提升航線的隱蔽性，但隱蔽性的提升應(yīng)當(dāng)以可飛行為前提，保證航路規(guī)劃的可飛性需要從飛行器的基本飛行性能出發(fā)，一般情況下，航路規(guī)劃人員需要的主要指標(biāo)有：最大拐角度、最大爬升度以及最低飛行高度三個(gè)因素。

2航路規(guī)劃中的智能優(yōu)化算法分析

2.1知識(shí)引導(dǎo)智能優(yōu)化算法分析

智能優(yōu)化算法分析可以提升航路規(guī)劃路線的合理性和科學(xué)性，是現(xiàn)代航路規(guī)劃諸多方法中較為常用的一種，與遺傳算法、粒子群算法以及遺傳算法等航路路線規(guī)劃方法相比，智能優(yōu)化算法所使用的優(yōu)化函數(shù)相對(duì)較為復(fù)雜，計(jì)算結(jié)果的可信度也相對(duì)較大。但目前我國在使用智能優(yōu)化算法進(jìn)行航路規(guī)劃時(shí)存在著收斂速度較慢以及早熟收斂等問題，極大地限制了智能優(yōu)化算法作用的發(fā)揮，而這些問題的產(chǎn)生的主要原因是由于航路智能算法優(yōu)化分析規(guī)劃工作開展過程中沒有專業(yè)的知識(shí)體系作為航線規(guī)劃支撐，缺乏明確的引導(dǎo)因子。

為應(yīng)對(duì)引導(dǎo)因子缺乏的問題，在航線規(guī)劃工作開展中規(guī)劃人員應(yīng)當(dāng)充分掌握相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)技術(shù)，以專業(yè)領(lǐng)域知識(shí)體系作為知識(shí)引導(dǎo)因子，建立形式化模型，并將結(jié)構(gòu)化方法融入到智能優(yōu)化算法中，提升航線規(guī)劃的科學(xué)性與合理性。例如反艦導(dǎo)彈航線規(guī)劃過程中，針對(duì)待優(yōu)化問題，結(jié)合反艦導(dǎo)彈工作的基本理論知識(shí)，對(duì)問題進(jìn)行分析提煉，病采用智能優(yōu)化分析的方法完成相關(guān)問題的解決。較為常見的引導(dǎo)方式有7種，其中較為常見的有精英保留和引入字裙兩種策略，這兩種引導(dǎo)方法均從智能算法空間搜索的合理性出發(fā)，達(dá)到維持個(gè)體多樣性以及早熟收斂性局部化的效果。

2.2航路規(guī)劃智能優(yōu)化算法求解框架的構(gòu)建

智能優(yōu)化算法的航路規(guī)劃求解框架的構(gòu)建可以將智能優(yōu)化算法、航路規(guī)劃知識(shí)體系以及特定領(lǐng)域?qū)I(yè)理論相結(jié)合，在充分考慮各方因素的基礎(chǔ)上完成航路的規(guī)劃工作，因此航路規(guī)劃智能優(yōu)化求解框架的構(gòu)建是航線規(guī)劃過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在實(shí)際的航線的規(guī)劃中，首先應(yīng)當(dāng)結(jié)合特定領(lǐng)域知識(shí)，對(duì)問題進(jìn)行專業(yè)提煉，將問題從實(shí)際問題中抽象出來，為后續(xù)問題的解決提供便利。其次，將這種特定領(lǐng)域知識(shí)形式化并結(jié)構(gòu)化，為某種能夠改進(jìn)算法性能的元策略。最后，將元策略實(shí)例化為與具體優(yōu)化算法相匹配的優(yōu)化策略，這將是個(gè)開放式的問題，不同的智能優(yōu)化算法就有不同的匹配策略。特定領(lǐng)域知識(shí)以元策略的形式對(duì)智能優(yōu)化算法的優(yōu)化過程進(jìn)行引導(dǎo)和監(jiān)督。

2.3航路規(guī)劃求解框架的運(yùn)行機(jī)制

按照智能優(yōu)化算法航路規(guī)劃框架，不同領(lǐng)域航線智能優(yōu)化規(guī)劃根據(jù)其領(lǐng)域的航線特點(diǎn)，采用不同的智能優(yōu)化方法進(jìn)行航行可行空間搜索，并通過數(shù)次優(yōu)化迭代，得出最優(yōu)化結(jié)果。每一次迭代過程都必須引入與智能優(yōu)化算法分析相匹配的進(jìn)化機(jī)制，讓航線規(guī)劃具有較強(qiáng)的適用能力。

3結(jié)論

航線規(guī)劃數(shù)據(jù)處理量較大，從諸多的路線中選擇中最有航線，需要考慮各個(gè)方面的因素限制，而智能優(yōu)化算法是航線規(guī)劃中一種重要的方法，合理的使用此種方法可以從很大程度上增強(qiáng)航線規(guī)劃的科學(xué)性，提升我國航線規(guī)劃水平。

參考文獻(xiàn)

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