图表换正式数据
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% XeLaTeX; run from docs/paper. Formal tables are generated, not hand copied.
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\documentclass[zihao=-4,a4paper]{mcm26b-paper}
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\usepackage{amsthm,tabularx,float,tikz,xurl}
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\usepackage{algorithm}
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\usepackage{algpseudocode}
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\usetikzlibrary{arrows.meta,positioning,calc,patterns}
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% Raster figures are rendered by scripts/build_figure_data.py + scripts/matlab/*.m
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% Raster figures are rendered by scripts/plot_paper_figures.py with matplotlib.
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% into docs/figures; this file only includes them, it does not redraw them.
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\graphicspath{{../figures/}}
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% The paper carries several small tables and figures; let them share pages
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\hrule\vspace{5pt}\textbf{#1}\par\vspace{3pt}\hrule\vspace{5pt}
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}{\vspace{4pt}\hrule\end{minipage}\par\medskip}
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\renewcommand{\proofname}{证明}
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\floatname{algorithm}{算法}
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\renewcommand{\algorithmicrequire}{\textbf{输入:}}
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\renewcommand{\algorithmicensure}{\textbf{输出:}}
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% 附录"核心程序代码"的代码排版样式:等宽小字号、行号、长行折行;
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% 数学符号与 \ { } 通过 literate 映射,避免逐字符转义代码正文。
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\lstdefinestyle{corecode}{%
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\hypersetup{pdftitle={基于集合估计与覆盖优化的无线电干扰源自动定位清除},
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pdfauthor={},pdfsubject={2026年全国大学生数学建模竞赛B题},pdfkeywords={交会定位,最小包围圆,主动测量,覆盖搜索}}
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\input{data/formal-macros}
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\input{data/project-macros}
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\begin{document}
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\setcounter{page}{1}
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\begin{center}
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\textbf{针对问题二},为使第二检测点既能接收信号又具有良好横向基线,先由首次示向度与接收半径上界构造候选位置集,并将“对所有候选源位置均保证接收”表示为 $1000$ m 圆盘之交。随后证明截断角域的最小包围半径为 $1500/(2\cos\delta)$;当有效误差半角取 $1.005^\circ$ 时,得到半径约 $249.885$ m 的充分安全候选盘。在线执行时,本文用更紧的凸外包圆替代解析盘,并在其中比较 $37$ 个候选点的最坏后验半径与移动时间,从而兼顾接收保证与定位收缩。
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\textbf{针对问题三},为在源数量未知时同时避免漏检和无效扫描,本文以原点与六个环站组成七点计划;在环半径 $1159.7$ m 时证明最坏覆盖距离不超过 $984.539$ m,使“七站全无信号”成为该频道缺席的解析证据。实际执行不再逐站全频道扫描,而是为每个频道维护网格幸存集,统一融合正负观测:候选集为空即判缺席,并跳过必为无信号的检测。定位点按期望信息增益与移动代价评分,覆盖、定位与清除三类任务统一建表,用最近邻和开放路径 2-opt 滚动重排。三次正式测试分别清除 $13$、$15$、$10$ 个源,平均定位清除时间为 $238.075$、$232.889$、$290.686$ s/个。
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\textbf{针对问题三},为在源数量未知时同时避免漏检和无效扫描,本文以原点与六个环站组成七点计划;在环半径 $1159.7$ m 时证明最坏覆盖距离不超过 $984.539$ m,使“七站全无信号”成为该频道缺席的解析证据。实际执行不再逐站全频道扫描,而是为每个频道维护网格幸存集,统一融合正负观测:候选集为空即判缺席,并跳过必为无信号的检测。定位点按期望信息增益与移动代价评分,覆盖、定位与清除三类任务统一建表,用最近邻和开放路径 2-opt 滚动重排。三次正式测试分别清除 $13$、$15$、$10$ 个源,总虚拟时间为 $3094.978$、$3493.335$、$2906.863$ s,程序运行时间合计 $\QThreeProgramTotal$ s。
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\textbf{针对问题四},由于定向源使“无信号”同时可能来源于距离与朝向,本文将发现条件由位置圆盘覆盖提升为位置与朝向的前向半盘覆盖,采用 $31$ 点最小命中集作为发现计划,并按 $15$ m 位置间距、$72$ 个朝向档运行期校核;同时用逐频道的(位置 $\times$ 朝向)联合幸存集保留遮挡解释。探点先按可见性概率筛选,再取移动最省者;定位停滞时,利用清除与朝向无关的性质,执行 $20$ m 方格、至多 $400$ 格的预算化后备清除。作为备选,本文还由凸组合性质给出 $49$ 点方格方案的连续覆盖证明。三次正式测试分别清除 $13$、$10$、$14$ 个源,平均定位清除时间为 $720.171$、$927.130$、$614.884$ s/个。
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\textbf{针对问题四},由于定向源使“无信号”同时可能来源于距离与朝向,本文将发现条件由位置圆盘覆盖提升为位置与朝向的前向半盘覆盖,采用 $31$ 点最小命中集作为发现计划,并按 $15$ m 位置间距、$72$ 个朝向档运行期校核;同时用逐频道的(位置 $\times$ 朝向)联合幸存集保留遮挡解释。探点先按可见性概率筛选,再取移动最省者;定位停滞时,利用清除与朝向无关的性质,执行 $20$ m 方格、至多 $400$ 格的预算化后备清除。作为备选,本文还由凸组合性质给出 $49$ 点方格方案的连续覆盖证明。三次正式测试分别清除 $13$、$10$、$14$ 个源,总虚拟时间为 $9362.226$、$9271.302$、$8608.382$ s,程序运行时间合计 $\QFourProgramTotal$ s。
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六次正式测试均主动退出,且清除失败计数为零。正式成绩仅取自官方模拟器 \texttt{test} 目录下的六份正式导出包及其匹配统计;由于正式数据未公开源总数,本文只用清除数量、平均定位清除时间与程序运行时间评价,不据此宣称全清率。
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六次正式测试均主动退出,且清除失败计数为零。正式成绩仅取自官方模拟器 \texttt{test} 目录下的六份正式导出包及其匹配统计;由于正式数据未公开源总数,本文以清除数量、总虚拟时间与程序运行时间评价,不据此宣称全清率。
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\textbf{对比实验}采用仓库内的配对基准集复核上述方法。问题一朴素基线在随机算例上直径平均绝对误差为 $\ProjQOneRandMaeBase$ m、覆盖判定准确率为 $\ProjQOneRandCoverBase$、最大误差为 $\ProjQOneRandMaeMaxBase$ m;问题二忽略接收保证的基线保证接收率为 $\ProjQTwoGuaranteePerp$,只保证接收而缺少横向基线的基线最坏后验半径为 $\ProjQTwoWorstMec$ m;问题三默认策略相对 $49$ 点网格的平均虚拟时间下降 $\ProjQThreeDropOpt$;问题四直接搬用问题三策略时出现 $\ProjQFourAbsentBase$ 次缺席误判。该组数据来自自建冻结基准集与演练局留档,只用于机制说明和相对行为比较,与正式成绩分节陈述,不合并统计。
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\textbf{直接指标}部分只采用三次正式测试的原始统计。问题三三次测试分别清除 $13$、$15$、$10$ 个源,总虚拟时间为 $3094.978$、$3493.335$、$2906.863$ s,合计 $\QThreeTotal$ s,程序运行时间合计 $\QThreeProgramTotal$ s;问题四三次测试分别清除 $13$、$10$、$14$ 个源,总虚拟时间为 $9362.226$、$9271.302$、$8608.382$ s,合计 $\QFourTotal$ s,程序运行时间合计 $\QFourProgramTotal$ s。六次测试均主动退出、清除失败为零,累计清除 $\FormalClearCount$ 个源,总虚拟时间 $\FormalVirtualTotal$ s。由于题目关心任务完成时间和程序运行时间,本文直接以总虚拟时间、程序运行时间和清除数量作为优化效果指标,不使用自建基准集推断相对倍数。
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四问的求解核心已整理为约 $5000$ 行的单文件程序,并按四问主线在附录中列出核心函数及一句话说明;评测机、命令行外壳、采集与绘图脚本、测试以及未被采用的方案不计入正文。综合上述,结论可归纳为:1. 带误差交会定位的严格清除判据是最小包围圆半径,而非定位区域直径;2. 主动测量应先保证接收,再在安全区域内优化横向基线与后验收缩;3. 多源搜索需把覆盖证明、正负观测滤波和滚动任务排序统一到同一时间目标下;4. 定向场景必须保留位置与朝向的联合解释,并以有限后备清除兜底。
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\begin{figure}[htbp]
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\centering
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\begin{tikzpicture}[font=\small,>=Stealth,
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box/.style={draw=inkblue,rounded corners=2pt,align=center,text width=3.6cm,
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minimum height=1.05cm,fill=inkblue!4}]
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\node[box] (obs) {接口观测\\示向度/近距离/无信号};
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\node[box,right=1cm of obs] (belief) {候选集更新\\几何外包/网格/朝向};
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\node[box,below=0.85cm of belief] (decision) {选择下一任务\\覆盖/定位/清除};
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\node[box,left=1cm of decision] (act) {执行一个动作\\移动、计时与状态更新};
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\draw[->] (obs)--(belief); \draw[->] (belief)--(decision);
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\draw[->] (decision)--(act); \draw[->] (act)--(obs);
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\node[align=center,right=0.5cm of decision,text width=2.5cm] (stop)
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{满足终止条件\\或预算到限\\$\Downarrow$\\退出并报告};
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\draw[->] (decision)--(stop);
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\end{tikzpicture}
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\includegraphics[width=0.88\linewidth]{framework-decision-loop.png}
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\caption{基于观测更新、集合估计与任务排序的闭环决策过程。}
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\label{fig:framework}
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\end{figure}
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@@ -208,7 +200,6 @@ N_m,N_s,N_c^+,N_c^- & 检测、换频、成功清除、失败清除次数 & 次\
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\input{sections/q3}
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\input{sections/q4}
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\input{sections/results}
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\input{sections/comparison}
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\input{sections/evaluation}
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\begin{thebibliography}{99}
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\small\setlength{\itemsep}{1pt}
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@@ -233,3 +224,4 @@ Mathematics of Operations Research, 1979, 4(3): 233--235.
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\ctexset{section={number=\Alph{section},aftername={\quad}}}
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\input{sections/appendix}
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\end{document}
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Reference in New Issue
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