scholarly journals A Modified Pareto Ant Colony Optimization Approach to Solve Biobjective Weapon-Target Assignment Problem

2017 ◽  
Vol 2017 ◽  
pp. 1-14 ◽  
Author(s):  
You Li ◽  
Yingxin Kou ◽  
Zhanwu Li ◽  
An Xu ◽  
Yizhe Chang

The weapon-target assignment (WTA) problem, known as an NP-complete problem, aims at seeking a proper assignment of weapons to targets. The biobjective WTA (BOWTA) optimization model which maximizes the expected damage of the enemy and minimizes the cost of missiles is designed in this paper. A modified Pareto ant colony optimization (MPACO) algorithm is used to solve the BOWTA problem. In order to avoid defects in traditional optimization algorithms and obtain a set of Pareto solutions efficiently, MPACO algorithm based on new designed operators is proposed, including a dynamic heuristic information calculation approach, an improved movement probability rule, a dynamic evaporation rate strategy, a global updating rule of pheromone, and a boundary symmetric mutation strategy. In order to simulate real air combat, the pilot operation factor is introduced into the BOWTA model. Finally, we apply the MPACO algorithm and other algorithms to the model and compare the data. Simulation results show that the proposed algorithm is successfully applied in the field of WTA which improves the performance of the traditional P-ACO algorithm effectively and produces better solutions than the two well-known multiobjective optimization algorithms NSGA-II and SPEA-II.

2015 ◽  
Author(s):  
Παναγιώτης Κανάκης

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύχθηκε ένας αλγόριθμος βελτιστοποίησης για την επίλυση του προβλήματος της βέλτιστης επιλογής διαμέτρων των υπό πίεση αρδευτικών δικτύων που λειτουργούν με καθεστώς ελεύθερης ζήτησης, με ταυτόχρονη βελτιστοποίηση της επιλογής μανομετρικού φορτίου στα αντλιοστάσια. Ο αλγόριθμος ανήκει στην κατηγορία των Αλγορίθμων Βελτιστοποίησης Αποικίας Μυρμηγκιών (Ant Colony Optimization Algorithms, ACO Algorithms), μία κατηγορία σύγχρονων μεθευρετικών μεθόδων που βασίζονται στις διαδικασίες που χρησιμοποιούν τα αληθινά μυρμήγκια για να βρουν τη συντομότερη διαδρομή από τη φωλιά της αποικίας προς την τροφή, μέσω της απόθεσης φερομόνης στις διαδρομές που ακολουθούν. Από τη βιβλιογραφία προκύπτει ότι οι μεθευρετικές μέθοδοι υπερέχουν έναντι των κλασικών μαθηματικών μεθόδων στη βελτιστοποίηση δικτύων διανομής νερού με βρόχους, όπως είναι τα αστικά δίκτυα ύδρευσης. Δεν υπάρχουν όμως εφαρμογές σε ακτινωτά υπό πίεση αρδευτικά δίκτυα. Ο κώδικας προγραμματισμού αναπτύχθηκε σε γλώσσα προγραμματισμού Fortran. Στον κώδικα ενσωματώθηκαν οι διαδικασίες ελέγχου της ορθής υδραυλικής λειτουργίας των παραγόμενων λύσεων, οι οποίες εφαρμόζονται άμεσα και αφορούν τον έλεγχο του υπολειπόμενου φορτίου στους κόμβους και τη διατήρηση φθίνουσας τάξης μεγέθους των διαμέτρων κατά μήκος των σωληνώσεων του δικτύου. Οι παροχές των αγωγών υπολογίστηκαν με τον πρώτο τύπο του Clément. Οι απώλειες φορτίου υπολογίστηκαν με τη σχέση των Hazen-Williams. Στις διαδικασίες του αλγορίθμου έχουν προστεθεί δύο νέοι μηχανισμοί που βοηθούν στην πιο γρήγορη σύγκλιση στη λύση και στη μείωση του χρόνου εκτέλεσης. Αυτοί οι μηχανισμοί ονομάστηκαν Προσθήκη Φερομόνης 2ου Σταδίου (Second Step Pheromone Addition, SSPA) και Ώθηση Εκκίνησης (Start Boost Mechanism, SBM). Η αποτελεσματικότητά τους, καθώς και η βέλτιστη επιλογή των παραμέτρων του αλγορίθμου, ερευνήθηκε μέσα από μία διαδικασία παραμετρικής ανάλυσης. Η εφαρμογή του αλγορίθμου ACO έγινε στο δίκτυο του αντλιοστασίου άρδευσης Σ9 της τέως λίμνης Γιαννιτσών. Είναι ένα υπό πίεση ακτινωτό δίκτυο ελεύθερης ζήτησης με έκταση περίπου 3000 στρέμματα, με 71 αγωγούς και 110 εγκατεστημένα υδροστόμια. Για την επιλογή των παραμέτρων που είναι απαραίτητες για την εφαρμογή του τύπου του Clément πραγματοποιήθηκε πειραματική διαδικασία στην περιοχή μελέτης. Οι μετρήσεις αφορούσαν την παροχή και πίεση στην έξοδο των υδροστομίων κατά τη διάρκεια της λειτουργίας τους. Επίσης, συλλέχθηκαν δεδομένα ζητούμενης παροχής και πίεσης από το αντλιοστάσιο καθώς και μετεωρολογικά δεδομένα. Η πειραματική διαδικασία έδειξε ότι ο σχεδιασμός του δικτύου βάσει της μελέτης του δεν ανταποκρίνεται στις πραγματικές συνθήκες λειτουργίας. Η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθόδου ACO στο δίκτυο μελέτης απέδειξε ότι η παρούσα κατάσταση λειτουργίας έχει διαφορετικές απαιτήσεις από την θεωρούμενη κατά το σχεδιασμό του δικτύου. Τέλος, για την καλύτερη αξιολόγηση της προτεινόμενης μεθόδου ACO, έγινε σύγκριση με τα αποτελέσματα της ασυνεχούς μεθόδου του Γραμμικού Προγραμματισμού και της συνεχούς μεθόδου του Μη Γραμμικού Προγραμματισμού.


Author(s):  
Sudhir Kumar Mohapatra ◽  
Srinivas Prasad

Software testing is one in all the vital stages of system development. In software development, developers continually depend upon testing to reveal bugs. Within the maintenance stage test suite size grow due to integration of new functionalities. Addition of latest technique force to make new test case which increase the cost of test suite. In regression testing new test case could also be added to the test suite throughout the entire testing process. These additions of test cases produce risk of presence of redundant test cases. Because of limitation of time and resource, reduction techniques should be accustomed determine and take away. Analysis shows that a set of the test case in a suit should satisfy all the test objectives that is named as representative set. Redundant test case increase the execution price of the test suite, in spite of NP-completeness of the problem there are few sensible reduction techniques are available. During this paper the previous GA primarily based technique proposed is improved to search out cost optimum representative set using ant colony optimization.


Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document