[发明专利]基于禁忌搜索的舰队系统可靠性动态优化方法

权利要求书

1.基于禁忌搜索的舰队系统可靠性动态优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据给定舰队系统以及舰队系统的初始舰队功能分配方案，构建舰队系统可靠性拓扑结构；

S2：确定舰队系统可靠性拓扑结构中各能力节点舰船功能分配的约束条件；

S3：当舰队系统中部分舰船功能出现故障后，在满足约束条件前提下，利用禁忌搜索算法进行舰队系统可靠度动态优化，得到新的舰船功能分配方案，方法如下：

S3.1设舰队系统可靠性拓扑结构中共有M个任务模块，第m个任务模块可靠性拓扑结构中包括N_m个能力节点，对于第m个任务模块的第n个能力节点的可行解集为S_mn，其中m＝1，2，...，M，n＝1，2，...，N_m；设置最大迭代次数G，每轮迭代中邻域解生成数量Ca，确定故障前舰队功能分配方案；

S3.2初始化禁忌表1和禁忌表2，设置禁忌表中各元素数值为0；

S3.3随机生成初始任务模块排序A⁰以及每个任务模块的能力节点排序序列

S3.4生成禁忌表1和禁忌表2的默认禁忌长度，分别为L₁和L₂；

S3.5基于任务模块排序A⁰和各任务模块的能力节点排序序列生成一组舰队功能分配方案，并将该分配方案作为当前解和历史最优解，计算该组舰队功能分配方案的舰队系统可靠度及该组舰队功能分配方案与故障前舰队功能分配方案的调整幅度；

S3.6给定当前解对应的任务模块排序A和各任务模块内的能力节点排序序列B₁，B₂，…，B_M，生成Ca组邻域可行解作为候选解，各候选解分别对应一组舰队功能分配方案，计算各组候选解对应的舰队功能分配方案的舰队系统可靠度以及各候选解与故障前舰队功能分配方案之间的调整幅度；

S3.7若候选解中舰队系统可靠度最高的解高于历史最优解的舰队系统可靠度或者候选解中舰队系统可靠度最高的解等于历史最优解的舰队系统可靠度且其调整幅度低于历史最优解对应的调整幅度，则选中该候选解，并令其更新当前解和历史最优解；否则，从候选解的非禁忌对象中选中舰队系统可靠度最高的解，令其更新当前解和历史最优解，其中非禁忌对象即候选解中对应的禁忌表1和禁忌表2元素不全为零的解；

S3.8更新禁忌表，令当前解在禁忌表1和禁忌表2中的对应元素分别恢复到默认禁忌长度L₁和L₂，而其余非0元素数值减1；

S3.9重复S3.6至S3.8，直至迭代次数达到最大迭代次数G；

S3.10输出当前历史最优解，即新的舰船功能分配方案。

2.根据权利要求1所述的基于禁忌搜索的舰队系统可靠性动态优化方法，其特征在于：给定的舰队系统由多艘不同类型的舰船组成，各艘舰船具备多项不同功能，记x_ij为第i艘舰船的第j项功能；r_ij为其可靠度，取值范围为[0，1]，为已知项；C_ij为与x_ij互斥的舰船功能集合，即C_ij中的功能与x_ij不能同时工作。

3.根据权利要求2所述的基于禁忌搜索的舰队系统可靠性动态优化方法，其特征在于：给定舰队系统的初始舰队功能分配方案，舰队系统承当多项任务，各项任务分别对应一个任务模块，各任务模块包括具备多项能力，一项能力对应一个能力节点；对于任一任务模块的任一能力节点，该能力节点具备对应的能力，该能力是由舰队系统中一艘或一艘以上的舰船共同实现的，所有能够实现该能力节点对应能力的舰船或者舰船组合构成该能力节点的可行解集，能力节点所有可行解的可靠度已知；

各任务模块中的能力节点之间按照初始舰队功能分配方案中设定的逻辑关系连接起来，构成各任务模块可靠性拓扑结构，各任务模块按照初始舰队功能分配方案中设定的逻辑关系连接起来，构成舰队系统可靠性拓扑结构。