多目标优化方法和设备的制造方法_2

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任务控制)。
[0051]本发明还涉及一种资源分配系统,该资源分配系统能够被用在不同领域中并且包括上述设备。本发明还涉及一种用于应对军用领域的威胁、尤其是命令控制类型(C2)的系统,包括用于应对威胁的武器分配,所述系统包括:
[0052]-第一单元,用于检索所考虑的情况下的信息;
[0053]-第二单元,包括前述设备且用于处理该信息以通过以下方式从中推导出交战提议:首先以所述信息为基础来确定开火窗口,其次根据这些开火窗口从信息中推导出交战协议;以及
[0054]-第三单元,用于实施批准交战协议的步骤,依照经所述第三单元批准的交战提议来实现交战。
[0055]此外,有利地:
[0056]-第一单元包括至少一个雷达单元,雷达单元向所述设备发送关于所述系统保护的区域的环境的空中情况的信息;和/或
[0057]-系统还包括使得操作人员能够完成批准的人机接口;和/或
[0058]-系统还包括显示装置,显示装置显示经所述第三单元批准的交战提议。
[0059]本发明还涉及一种多目标优化方法。根据本发明,根据所述多目标优化方法自动实施以下步骤:
[0060]A)生成数据并且为所考虑的目标中的每一个定义标准;以及
[0061]B)实施之后使用的多标准优化。
[0062]其显著特点为,在步骤B)中实施以下连续操作:
[0063]a)单独(且分别)对所述标准中每一个进行优化以获得这些标准中每一个的最优个体,最优个体包括针对所述标准的至少一个最优可行值;
[0064]b)使用进化博弈算法来确定所述最优个体的存活系数;以及
[0065]c)通过使用所述存活系数以及应用突变算子使最优个体突变来确定最优解,所述最优解包括至少一个最终最优值(或分量),最终最优值使得能够实现全部所考虑的目标的优化。
[0066]有利地,在步骤B/b)中:
[0067]bl)根据所述标准中除与所考虑的最优个体相关的标准之外的每个标准以分数的形式对所述最优个体中每一个的性能进行评估,从而能够获得评估矩阵(或支付矩阵),评估矩阵包含不同最优个体根据全部所述其他标准的相应分数;以及
[0068]b2)通过使用所述评估矩阵和进化博弈算法,根据其他标准中每一个来评估最优个体的存活以获得所述存活系数。较优地,所述存活系数对应于最优个体的群体的平衡率。
[0069]此外,以有利方式,在步骤B/c)中,最优解的每个分量通过使用由平衡率加权的最优个体的相应分量的质心来计算。
[0070]另外,在优选实施例中,在步骤B/c)中,如上所述进行粒子群优化。
[0071]同样在优选实施例中,尽管在步骤B/a)中也能够实施其他的常规解,但是在步骤B/a)中进行粒子群优化。
[0072]此外,有利地,在步骤B/c)中,最优解的可行性被检验,并且在不可行的情况下,与最接近该最优(不可行)解的可行解对应的新的最优解被确定。
[0073]本发明还涉及一种资源分配方法,如上所述,该资源分配方法能够被用在不同领域中,并且包括如上所述的优化方法。
[0074]此外,有利地,本发明还涉及一种用于应对军事领域的威胁的方法,包括用于应对威胁的武器分配。根据该方法实施以下连续步骤:
[0075]α )检索所考虑情况的信息;
[0076]β )处理该信息以通过以下方式从中推导出交战提议:首先以所述信息为基础来确定开火窗口,其次根据这些开火窗口从所述信息中推导出交战提议,所述交战提议指定了用于应对所述威胁的所述武器分配和开火时刻;以及
[0077]γ)提供批准交战提议的步骤,交战依照在该步骤γ)中批准的交战提议来实现,
[0078]根据本发明的显著特点为,在步骤β)中,交战提议通过上述多目标优化方法来确定。
【附图说明】
[0079]附图提供了对实现发明的良好理解。在这些附图中,相同的附图标记表示相似的元件。
[0080]图1为根据本发明的设备的框图;
[0081]图2为对根据本发明的设备实施的方法的特点进行阐述的曲线图;
[0082]图3为使用根据本发明的设备来应对威胁的系统的框图。
【具体实施方式】
[0083]根据本发明且在图1中概括示出的设备I被用于自动产生多目标优化,也就是多个不同目标的优化,从而确定对因此考虑的多个目标进行最佳优化的最优解。
[0084]为此,该类型的所述优化设备I的类型为包括:
[0085]-数据输入装置4;
[0086]-装置2,用于根据从数据输入装置4(借助于连接3)接收的信息或数据来为所考虑的目标中的每一个定义标准;
[0087]-装置5,用于以这些标准为基础来进行多标准优化;以及
[0088]-下述用户装置21。
[0089]在本发明的范围内,数据输入装置4可以包括:
[0090]-用于自动为设备I提供数据的装置15(诸如雷达单元之类的设备或系统);和/或
[0091]-用于使得操作人员能够(尤其是手动)输入数据的装置16。所述装置16能够包括键盘、鼠标、触摸板等,或者任何其他与屏幕关联的常规装置,例如,使得操作人员能够输入数据到所述设备I中的常规装置。
[0092]根据本发明,如图1中所示,所述装置5包括:
[0093]-元件6,借助于连接7被连接到装置2上,并且被形成为单独且分别优化所述标准中每一个以获得这些标准中每一个的最优个体。最优个体包括针对所述标准的至少一个最优可行值:
[0094]-元件8,借助于连接9被连接到元件6上,并且被形成为使用进化博弈算法来确定从元件6接收的所述最优个体的存活系数;以及
[0095]-元件10,借助于连接11被连接到元件8上,并且被形成为通过使用所述存活系数以及应用突变算子使最优个体突变来确定最优解。该最优解包括至少一个最终最优值,该最终最优值使得能够实现全部所考虑的目标的优化。
[0096]更确切地说,元件8包括:
[0097]-装置12,借助于连接9被连接到元件6上,并且被形成为根据标准中除与所考虑的最优个体相关的标准之外的每个标准对所述最优个体中每一个的性能进行评估从而获得评估矩阵(或支付矩阵),评估矩阵包含最优个体根据全部其他标准的分数;以及
[0098]-装置13,借助于连接14被连接到所述装置12上,并且被形成为使用所述评估矩阵和进化博弈算法根据其他标准中每一个来评估最优个体的存活以获得所述存活系数。较优地,如上所述,所述存活系数对应于最优个体的群体的平衡率。
[0099]因此,借助于本发明,对于给定的多目标问题,设备I借助于装置2定义的标准来单独且分别考虑每个目标。随后,元件6以常规方式定义针对每个特定标准的最优个体。所给出的解必须是可行的(也就是可以实现),从而生成从所考虑的系统的角度来看行得通的解。
[0100]接下来,对考虑到全部标准以及解的可行性的完整解空间进行快速说明。该阶段的特殊特征的原理在于,解的可行性成为二进制标准,该二进制标准使得如果所给出的解不可行则个体的存活为零。因此,不可行个体将从所给出的解的群体(或解集)中消失,从而为仅有的一个能够在所考虑的环境中存在的群体留出空间。不可行个体的这种自动消除的优点是使得能够自然地从解中去除无法实现的解,并且由此大幅减小计算时间。
[0101]因此,通过测试最优个体在其环境中的存活,将对最优个体如何(根据标准中每一个)适合于全部最优个体共存的环境进行测试。接下来,一旦群体稳定下来,则突变算子修改个体以建立能够在任何环境中以稳定方式存活的个体(即最优解)。
[0102]元件10例如通过使用由平衡率加权的最优个体的相应分量的质心来计算最优解的每个分量。
[0103]而且,设备I还包括元件17,该元件17用于检验借助于连接18从元件10接收的最优解的可行性,以及在不可行情况下用于确定与该最优(不可行)解最接近的可行解相对应的新的最优解。为此,元件17的输出端能够经由连接19被连接到连接9上,以便装置8和10能够对其处理进行重复。元件17随后借助于连接20发送最优解到用户装置21上,用户装置21例如为显示装置(在屏幕上显示最优解)或打印装置(打印最优解)。这些装置21能够
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