无人作战飞机航路规划研究

西北工业大学

硕士学位论文

无人作战飞机航路规划研究

姓名：田伟

申请学位级别：硕士

专业：系统工程

指导教师：张安

20070301

西北工业大学硕士学位论文第二章基于蚁群算法的ＵＣＡＶ突防航路规划

图２－４蚂蚁路径搜索示意图

如图２＿４所示，Ａ为蚁穴，Ｂ为食源，从Ａ到Ｂ有两条路径可走，ＡＣＢ是长路径，ＡＤＢ是短路径。蚂蚁走过一条路线以后，在地面上会留下生物信息激素气味，后来的蚂蚁就是根据留在地面上这种气味的强度选择应移动的方向。图表示起始情况，假定蚁穴中有４只蚂蚁，分别用１，２，３，４表示，Ｂ为食源。开始时，蚁穴中蚂蚁１，２向食源移动。由于路线ＡＣＢ和ＡＤＢ均没有蚂蚁通过，在这两条路线上都没有生物信息激素气味，因此蚂蚁Ｉ，２选择这两条线路的机会均等。令蚁１选择ＡＣＢ线路，蚁２选择ＡＤＢ线路，假定蚂蚁移动的速度相同，当蚁２到达食源Ｂ时，蚁１还在途中，如图２．４（ｂ）。蚁２到达食源以后就返回，这时从Ｂ返回也有两条线路选择，哪一条线路上生物信息激素的气味重就选择哪一条。因为蚁１还在途中，没有到达终点，这时在ＢＣＡ线路上靠近Ｂ端处，蚁１还没有留下信息激素气味，所以蚁２返回蚁穴的线路只有一个选择，就是由原路返回。当蚁２到达Ａ时，蚁３开始出发，蚁３的线路选择必定是ＡＤＢ，因为这时ＡＤＢ上气味比ＡＣＢ重（ＡＤＢ上已有蚂蚁两次通过），如图２—４（ｃ）所示。当蚁１到达终点Ｂ时，蚁１返回线路必然选择ＢＤＡ，如图２－４（ｄ）所示。如此继续下去，生物信息激素浓度差变大的结果是选择路径ＡＤＢ（或ＢＤＡ）路径的蚂蚁进一步增加，这又导致生物信息激素浓度差进一步加大，从而沿ＡＤＢ移动的蚂蚁也会越来越多，这就是巢穴到食源的最短路线嘲。

这样，经过一个众多蚂蚁协同搜寻的过程后，几乎所有的蚂蚁都会走最短的那一条路径。因此，Ｍ．Ｄｏｒｉｇｏ等人在关于蚁群算法的文章中指出的：蚁群中的蚂蚁以生物信息激素为媒介的间接异步联系方式是蚁群算法的最大特点。另外，Ｈ．ＶａｎＤｙｋｅＰａｎｍａｋ等人也指出：蚂蚁在搜寻的过程中充分体现了多个个体的协同能力。