ПАРАЛЛЕЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АЛГОРИТМА ОПТИМИЗАЦИИ МНОГООБЪЕКТНЫХ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ СИСТЕМ

А.Н. Бурлакин, Е.М. Воронов
(Московский Государственный Технический Университет им. Н.Э. Баумана)

Рассматривается конфликтное взаимодействие N коалиций со скаляризованными показателями качества на фиксированном интервале времени. Идея поиска ре шения состоит в том, что бескоалиционное конфликтное взаимодействие систем с неполной информацией может быть сведено к двухуровневой иерархической системе которая включает в себя

1. N элементарных подсистем коалиций, имеющих целью минимизацию своих локальных показателей,

2. одну сверхсистему фиктивного или реального арбитра, глобальный показатель которой при его минимизации формирует условие равновесия.

Координация подсистем осуществляется таким образом, что вначале обеспечиваются интересы арбитра, а потом остальных подсистем.

Итерацию алгоритма поиска равновесного решения (алгоритма Пао) можно представить в виде следующей последовательности шагов: выбор начальной функции координации подсистем, решение N задач оптимизации (в результате чего находится N функций координации, оптимальных с точки зрения каждой коалиции), усреднение полученных функций координации, решение задачи минимизации функционала арбитра.

В качестве примера рассмотрено применение алгоритма оптимизации для прогноза динамики конфликта систем воздушного нападения и противовоздушной обороны (соответственно, имеется N=2 коалиции).

Для введения программно-корректируемого закона управления в реальное время полезно использовать структурные возможности алгоритма Пао. Действительно, судя по структурной схеме алгоритма, на итерации одновременно решается N+1 задача оптимизации, что может быть реализовано на N+1 процессоре в параллельном режиме.

Однако, для ускорения вычислительных процедур приблизительно в N+1 раз необходимо сравнить время вычислений в задаче арбитра и в однотипных задачах нижнего уровня. Если задача арбитра решается по времени дольше, чем каждая задача нижнего уровня, то введение N+1 процессоров не имеет смысла, так как часть времени N процессоров будут простаивать и увеличение стоимости вычислительной системы неправомерно.

Исследование тестовых примеров показало, что время решения задачи арбитра соизмеримо со временем решения задачи в каждой системе на нижнем уровне, поэтому параллельная реализация допустима, соответственно, решение может быть ускорено в N раз.