基于遗传算法的装备使用保障费用灰色组合预测

针对目前对武器装备寿命周期费用估算建模难以实施的情况,以准确预测武器装备寿命周期费用的主要组成部分—装备使用保障费用为出发点,依据装备使用保障费用的特点建立了装备使用保障费用的灰色组合预测模型,指出了用蚁群算法优化组合权系数的不足,并提出了新的优化方法—遗传算法。最后,结合实例验证说明了该模型的预测效果优于蚁群优化的方法,为准确估算武器装备寿命周期费用提

第3卷 3

第 3期

指挥控制与仿真Co mma d Co t l S mu a in n n r& i lt o o

V_ -3 No3 0 3 l . Jn 2 l u . 01

2 1年 6月 01

文章编号：17 892 1)30 6 -3 6 33 1(0 0—0 50 1

基于遗传算法的装备使用保障费用灰色组合预测江安 .王金山

(解放军炮兵学院，安徽合肥

203 ) 3 0 I

摘要：针对目前对武器装备寿命周期费用估算建模难以实施的情况，以准确预测武器装备寿命周期费用的主要组成部分一装备使用保障费用为出发点，依据装备使用保障费用的特点建立了装4￣ S. q用保障费用的灰色组合预测 模型，指出了用蚁群算法优化组合权系的不足，并提出了数新的优化方法一遗传算法。最后，结合实例验证说明 了该模型的预测效果优于蚁群优化的方法，为准确估算武器装备寿命周期费用提供了依据。 关键词：武器装备寿命周期费用；装备使用保障费用；灰色组合预测；遗传算法中图分类号：E 3 27文献标识码：A DOI 1 . 6￣i n17 .8 92 1.3 1: 03 9 .s. 33 1.0 1 . 7 9 s 6 00

Gr yCo i ai n F r c s u p n u p r Co t a mb n t o e a t Eq i me tS p o t s o Of Ba e n t g rt m s d On Ge ei Al o i c hJ ANG, ANG i- h h I An W Jn s a

( r lr ae f L, ee2 0 3,hn ) A tl yAcd myo P A H fi 3 0 C ia ie lAb ta t o urnl si t gwe p n n q ime t i y l o t n d l gaedfiuto i lme S s sr c:F rc re tyet mai a o sa de up n f c cec s a dmo ei r if lt n le n c mpe雠 Oa t c u aey p e it h i o o e t ft e l e c c ec s f a o sa d e u p n -e u p n u p￣c s o a c rt l r d c e man c mp n n so f y l o t p n q i me t q i me t p o t h i o we n s ot a s a f n a n a tri g p it Ba e n c a a t r t s

o q i me ts p o C S,a g a o i￣i n p e it n mo e i u d me t l a t o n . s d o h r ce i i fe u p n u p￣ O t r y c mb n o r d c i d l s s n sc o e tb i e . onso t h h rc mig f pi zn eweg t o mbn t nb n o o y ag r h a dp o o e sa l h d P it u es oto n so t s t o miigt ihs f o iai ya t ln lo i m, n rp s s h c o c t a n w p i z t n meh d-g n t l o i m. i al, h x mp es o h t h r d c in o e mo e sb R rt a e o t mi a i t o o e ei a g r c h t F n l t ee a l h wst a ep e it f h d l e e n y t o t i h t e a t c l n p i z t n me h d a d p o i e a i f r a c r tl si t g t e l e c c e c s f we p n a d h n oo y o t mia i t o o n r v d s a b ss o c u ae y e t ma i h i y l o t o a o n n fe up n . q i me t

Ke r s y wo d:we p n n q i me t l e c ce c s;e u p n u p r o t r y c mb n t n f r c t e e i a o s a d e up n i y l o t q i me t s p o c s;g a o i a i o e a;g n t f t o s c ag r h lo i m t

武器装备寿命周期费用(i yl C s L C分 Lf C c ot C ) e e,析研究日益受到武器装备管理部门及各武器研制、生产、使用部门的重视。国内自2 0世纪 8 0年代开展武

施。由于考虑的角度、层次不同，同一预测问题可有不同的预测方法。B t a e和 G a gr明了两种或两种 rne证

以上无偏的单项预测可以组合出优于每个单项的预测结果[】 6。在这里关键就是选取单项预测模型和确定组合预测的权系数。文献[】 7基于相对误差极小化建立了灰色组合预测模型。文献【】 8给出了用蚁群算法来确定权系数。但是蚁群算法有很大的不足：①蚁群算法是正反

馈，且转移概率一定，容易陷入局部最优解；②初始信息素匮乏，求解速度慢。而遗传算法是美国密歇根大学的 Jh ol d教授研究机器学习时创立的 on H l n a一

器装备 L C分析以来， C在理论研究和工程应用方面都取得了较大的发展和进步，包括数据积累与分析、费用估算方法与预测模型、管理技术与政策等【 l但与】。~国外相比，还存在较大的差距，主要表现在：没有形成系统的研究力量，研究工作持续性差；研究过程中些较好的方法与手段没有得到充分继承与共享；费一

用数据获取及分析处理困难；传统费用估算建模难以实施，而新的估算方法研究又没有取得突破性进展。

种新型优化算法。它的主要优点是：①遗传算法经

因此，有必要对当前武器装备寿命周期费用估算方法进一步研究。

过复制、杂交和变异算子的作用，以保证算法以概率 1收敛到全局最优解—具有较好的全局优化特性；②

军队装备使用保障费用是装备寿命周期费用的主要组成部分，合理估算装备使用保障费用可为装备的贮存管理提供科学依据。由于装备使用保障费用有复杂多变、数据量很少的特点，采用需要大样本的数理统计理论建立预测模型比较困难，因而基于贫信息的灰色预测理论可适用于装备使用保障费用的预测。 目前，灰色系统理论已在很多领域得到了应用，

具有潜在的并行性和全局搜索能力；③占用计算机内存少，计算简便，易于编程实现；④搜索快速，鲁棒性强。基于遗传算法自身的优势而且能够弥补蚁群算法的不足，本文利用遗传算法来优化组合权系数。 针对组合预测模型的特点和灰色预测模型的建模机理，本文分别用 G (, ) M 1模型、 G (, ) 1 M 1优化 1模型和新信息 G 1 ) M(,预测模型建立单项预测模型【, 1

成功解决了很多信息不完全的预测问题[。对于灰色 4】系统中常见的 G (, ) M 1模型，文献[】 1 5提出了改进措收稿日期： 0 10 0 2 1.l2 修回日期：2 1-3I 0 I0 -1

利用遗传算法来优化组合权系数，为装备使用保障费用的预测提供了一种简便的预测方法，并在无人机系统装备使用保障费用预测上得到了很好的应用结果。

者简介：安 (99)男，江 1 .,安徽安庆人， 7硕士， 讲师，研究方向为预测和决策分析。王金山 (

9 2 ),男，教授，硕士生导师。 16。

1建立单项预测模型 灰色 G ( 1模型除了基本形式之外，在实际 M 1 ),