5、不相交路径分配问题的带建议优先级算法

不相交路径分配问题的带建议优先级算法

1. 预备知识

在将优先级框架应用于在线问题 DPA 时,有一个微妙之处需要考虑。我们不希望 DPA 优先级算法接收的第一个输入项(即定义给定实例的基础图 G)成为可以分配优先级的请求。因此,我们将优先级问题 DPA 的请求定义为 $[x, y]_G$ 的形式,其中 $G = (V, E)$ 是某个图,$x \neq y \in V$,并且将 $[x, y]_G$ 与 $[y, x]_G$ 视为相同。这样,基础图就不需要单独传达给算法。

通常,我们会根据基础图所属的图类来区分 DPA 问题的不同变体,例如路径类或树类。我们将所有可能请求的集合定义为 $U := { [x, y]_G | G \in \mathcal{G}, x \neq y \in V(G) }$,其中 $\mathcal{G}$ 是某个任意的图类。DPA 在 $\mathcal{G}$ 上的一个实例就是 $U$ 的一个子集 $I$,满足 $[x, y]_G, [v, w]_H \in I \Rightarrow G = H$,且同一请求在一个实例中不能出现两次。

DPA 的优先级算法会在 $U$ 上选择一个优先级顺序 $\prec$,然后实例 $I$ 会按照这个顺序呈现给算法,即 $\max_{\prec} I$ 最先呈现。固定优先级算法选择一个固定的顺序,而自适应优先级算法在每个请求之后选择一个新的顺序。为了简化表示,我们假设 $\prec$ 是全序,但实际上我们并不关心定义在不同图上的请求之间的顺序关系,因为这些请求不会出现在同一个实例中。

如果每个图 $G \in \mathcal{G}$ 都是无环的,我们可以简化设置。在这样的图中,路径由其端点唯

内容概要:本文档介绍了基于3D FDTD(时域有限差分)方法在MATLAB平台上对微线馈电的矩形天线进行仿真分析的技术方案,重点在于模拟超MATLAB基于3D FDTD的微线馈矩形天线分析[用于模拟超宽脉冲通过线馈矩形天线的传播,以计算微结构的回波损耗参数]宽脉冲信号通过天线结构的传播过程,并计算微结构的回波损耗参数(S11),以评估天线的匹配性能和辐射特性。该方法通过建立三维电磁场模型,精确求解麦克斯韦方程组,适用于高频电磁仿真,能够有效分析天线在宽频内的响应特性。文档还提及该资源属于一个涵盖多个科研方向的综合性MATLAB仿真资源包,涉及通信、信号处理、电力系统、机器学习等多个领域。; 适合人群:具备电磁场与微波技术基础知识,熟悉MATLAB编程及数值仿真的高校研究生、科研人员及通信工程领域技术人员。; 使用场景及目标:① 掌握3D FDTD方法在天线仿真中的具体实现流程;② 分析微天线的回波损耗特性,优化天线设计参数以提升宽匹配性能;③ 学习复杂电磁问题的数值建模与仿真技巧,拓展在射频与无线通信领域的研究能力。; 阅读建议建议读者结合电磁理论基础,仔细理解FDTD算法的离散化过程和边界条件设置,运行并调试提供的MATLAB代码,通过调整天线几何尺寸和材料参数观察回波损耗曲线的变化,从而深入掌握仿真原理与工程应用方法。
### 关于路径规划中避免路线相交的解决方案 在路径规划领域,避免路线相交是一个重要的研究方向。为了确保多个移动体之间的安全性和效率,在设计路径规划算法时通常会引入防碰撞机制。 #### 使用时空图模型防止路径冲突 一种有效的方式是在构建路径规划问题的空间表示时加入时间维度,形成所谓的时空图(Space-Time Graph)。在这种结构下,不仅记录位置信息还附加了时刻标签,从而使得不同实体可以在相同地点的不同时间段通行而不发生干涉[^1]。 对于多机器人或多车辆系统而言,可以采用分布式协同控制策略来协调各成员的动作序列,保证它们遵循预定的时间表穿越共享空间资源。当两个或更多代理试图访问同一节点时,则通过协商调整各自的出发时间和速度参数以错开相遇瞬间。 #### 应用虚拟力场引导避开重叠轨迹 另一种思路来源于物理学概念——即建立人工势能函数作用域内所有参与者身上。每当探测到潜在交汇风险时就施加排斥性质的力量促使临近个体改变航向远离危险地直至恢复安全间隔为止。这种方法能够灵活适应动态变化环境并且易于扩展至三维乃至更高维数场合应用[^2]。 此外,还可以借鉴交通管理规则设定优先级制度以及设置缓冲区等方式辅助处理复杂的交互情形;或者借助机器学习技术训练智能体学会预测其他对象的行为模式进而提前规避可能发生接触的位置区间。 ```python def avoid_collision(agent_positions, agent_velocities): """ Simulate collision avoidance using artificial potential fields. Parameters: agent_positions (list of tuples): Current positions [(x1,y1),...,(xn,yn)] agent_velocities (list of tuples): Velocities corresponding to each position Returns: list of tuples: Adjusted velocities that prevent collisions """ adjusted_velocities = [] for i in range(len(agent_positions)): repulsive_forces = sum([calculate_repulsion(agent_positions[i], pos_j) for j, pos_j in enumerate(agent_positions) if i != j]) new_velocity_i = tuple(map(lambda v,f:v-f, agent_velocities[i], repulsive_forces)) adjusted_velocities.append(new_velocity_i) return adjusted_velocities def calculate_repulsion(pos_a, pos_b): """Calculate the repulsive force between two agents.""" distance_vector = tuple(b-a for a,b in zip(pos_a,pos_b)) magnitude_squared = sum(d*d for d in distance_vector)+0.01 # Avoid division by zero unit_direction = tuple(d/(magnitude_squared**0.5) for d in distance_vector) strength_factor = k / max(magnitude_squared,min_distance_threshold)**(repulsion_exponent/2.) return tuple(strength_factor * u for u in unit_direction) k=1 # Repu
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