Ant colony optimization for path planning in search and rescue operations

蚁群优化算法 计算机科学 解算器 元启发式 运动规划 数学优化 局部搜索(优化) 路径(计算) 背景(考古学) 启发式 时间范围 能见度 搜索算法 人工智能 数学 机器人 古生物学 生物 程序设计语言 物理 光学
作者
Michael Morin,Irène Abi‐Zeid,Claude-Guy Quimper
出处
期刊:European Journal of Operational Research [Elsevier BV]
卷期号:305 (1): 53-63 被引量:60
标识
DOI:10.1016/j.ejor.2022.06.019
摘要

• We proposed and evaluated algorithms for optimal search path planning with visibility. • Ant colony algorithms efficiently optimize search plans (path and effort allocations). • Problem-based pheromone initialization and update benefit search plan optimization. • Luby and Geometric restart policy help convergence and diversification. • Extensive experiments show that efficient metaheuristic can lead to operational plans. In search and rescue operations, an efficient search path, colloquially understood as a path maximizing the probability of finding survivors, is more than a path planning problem. Maximizing the objective adequately, i.e., quickly enough and with sufficient realism, can have substantial positive impact in terms of human lives saved. In this paper, we address the problem of efficiently optimizing search paths in the context of the NP-hard optimal search path problem with visibility, based on search theory. To that end, we evaluate and develop ant colony optimization algorithm variants where the goal is to maximize the probability of finding a moving search object with Markovian motion, given a finite time horizon and finite resources (scans) to allocate to visible regions. Our empirical results, based on evaluating 96 variants of the metaheuristic with standard components tailored to the problem and using realistic size search environments, provide valuable insights regarding the best algorithm configurations. Furthermore, our best variants compare favorably, especially on the larger and more realistic instances, with a standard greedy heuristic and a state-of-the-art mixed-integer linear program solver. With this research, we add to the empirical body of evidence on an ant colony optimization algorithms configuration and applications, and pave the way to the implementation of search path optimization in operational decision support systems for search and rescue.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
轩辕中蓝完成签到 ,获得积分10
1秒前
南风完成签到 ,获得积分10
2秒前
Acid完成签到 ,获得积分10
4秒前
汉堡包应助lihua采纳,获得10
7秒前
深情安青应助猪猪hero采纳,获得10
8秒前
跳跃小珍完成签到 ,获得积分10
12秒前
ES完成签到 ,获得积分0
15秒前
少年完成签到 ,获得积分10
16秒前
jrzsy完成签到,获得积分10
16秒前
Libgenxxxx完成签到,获得积分10
18秒前
baoxiaozhai完成签到 ,获得积分10
19秒前
磨刀霍霍阿里嘎多完成签到 ,获得积分10
21秒前
wang完成签到 ,获得积分10
27秒前
peiter发布了新的文献求助10
29秒前
端庄代荷完成签到 ,获得积分10
30秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
31秒前
Hudson完成签到,获得积分10
31秒前
hcdb完成签到,获得积分10
32秒前
屠夫9441完成签到 ,获得积分10
36秒前
昔昔完成签到 ,获得积分10
36秒前
林夕完成签到 ,获得积分10
36秒前
自信的冬日完成签到,获得积分10
37秒前
cq_2完成签到,获得积分10
40秒前
42秒前
世佳何完成签到,获得积分10
44秒前
47秒前
猪猪hero发布了新的文献求助10
47秒前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
48秒前
48秒前
现代大神完成签到,获得积分10
49秒前
lihua发布了新的文献求助10
51秒前
罗添龙完成签到,获得积分10
52秒前
谨ko完成签到 ,获得积分10
55秒前
布蓝图完成签到 ,获得积分10
59秒前
cis2014发布了新的文献求助10
59秒前
HLT完成签到 ,获得积分10
1分钟前
厘米完成签到 ,获得积分10
1分钟前
朴实初夏完成签到 ,获得积分10
1分钟前
lilylwy完成签到 ,获得积分0
1分钟前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Social Research Methods (4th Edition) by Maggie Walter (2019) 2390
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4008738
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3548380
关于积分的说明 11298823
捐赠科研通 3283051
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1810290
邀请新用户注册赠送积分活动 885976
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 811218