带数据传输的光学卫星成像调度系统关键技术研究

针对光学小卫星成像调度系统设计需求,考虑侧视、存储容量、能量和数据传输等复杂约束,面向小规模问题应用,设计了问题求解流程.建立了顶点和边都带权的成像约束图模型,并提出了基于标记更新最短路算法的复杂约束成像卫星调度算法解决成像方案生成过程;对数传方案生成过程,给出背包模型并采用带回看策略的贪婪启发式方法进行问题求解.实验结果表明,该方法是可行和适用的.     

卫星数传调度模型研究

卫星数传调度问题是一个具有多时间窗口、多资源约束的优化问题。针对该问题,建立了卫星数传需求模型、任务模型和调度模型。在建模过程中,采用了框架模型形式,把问题中的主要约束封闭于每个数传任务中,这在降低调度模型复杂度的同时,也降低了调度算法设计难度。还提出了调度算法设计思想,并设计了一基于灵活度的调度算法。仿真表明,所建立的模型及算法对解决卫星数传调度问题是可行的。     

基于CHARTER机制的减灾卫星调度问题研究

针对CHARTER机制下的减灾卫星(主要为成像卫星)调度问题进行了研究,介绍了CHARTER机制的工作流程,指出CHARTER机制下的减灾卫星调度实质上是一个针对区域目标的重调度问题。在此基础上提出一种改进的区域目标划分算法,并提出基于启发式规则的动态卫星重调度算法,最后通过应用实例证明了所提算法的正确性和有效性。     

电子侦察卫星联合侦察的混合调度算法

针对电子侦察卫星的使用约束,及不同任务的调度需求,建立了电子侦察卫星联合侦察的多目标混合整数规划模型.利用进化算法的全局搜索能力和变邻域搜索的局部优化能力,提出了一种多目标进化算法和变邻域搜索相结合两阶段混合调度算法MOEA VNS.针对问题多时间窗组合优化特点,设计了进化算子与邻域移动算子,在确保解多样性的同时使算法...     

基于时间序无圈有向图的多准则优化成像调度

合理有效地利用遥感卫星资源获取更多高质量影像数据是卫星成像调度的重要工作。提出了一种新的成像调度解决方案。应用图论相关理论,建立卫星成像时间序无圈有向图模型,利用多项准则作为衡量标准对不同成像路径进行评价,提出时间序多准则最短路径算法求取优化成像路径。理论分析和实验表明,该解决方案可以在较短时间内获得多条pareto优化成像路径,具有良好的调度性能。     

改进柔性资源约束项目调度模型与粒子群算法

在资源受限项目调度问题中,将可再生资源进一步拓展为具有能力差异的柔性资源,建立考虑能力差异的柔性资源受限的多模式项目调度问题模型,该模型是对传统资源约束项目调度问题(RCPSP)更接近实际的拓展。提出了基于粒子群算法的求解算法,粒子群算法求解该模型的思路为,利用蒙特卡洛方法根据资源-能力矩阵与活动模式-能力矩阵得到活动模式-资源矩阵,将考虑能力差异的柔性资源受限的多模式项目调度问题转换为常规的多模式项目调度问题,然后利用基于任务序列与模式表示的粒子群算法对该多模式项目调度问题进行求解。用数值实例说明了模型的合理性与算法的有效性。     

修复状态不确定的巡回修理任务多目标动态调度

针对战时装备巡回修理任务重、修理时间有限,而现有战时装备维修任务调度研究存在调度目标单一、约束简单的问题,开展了装备巡回修理任务多目标动态调度研究。提出了复杂约束条件下的装备巡回修理任务调度军事问题,考虑待修装备修复状态的不确定性,在修理能力和修理时间限制的基础上引入了修理时间窗、非遍历、巡回修理组修理能力变化等约束,构建了以修竣装备总数、修竣装备重要度总和、获得的二次作战总时间最大为调度目标的多目标动态调度模型。设计了基于改进非支配排序遗传算法(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm Ⅱ,NSGA-Ⅱ)进行模型求解,并通过示例仿真与分析,验证了模型和算法的合理性及有效性。     

需求可拆分的应急物资调度问题的蚁群算法

应急物资调度问题是个典型的需求可拆分的车辆路径问题,区别于传统的车辆路径问题,将每个需求节点只能由一辆车访问的约束去除,允许需求节点由多辆车进行访问。针对应急物资调度问题的特点,建立相应的多目标车辆路径数学规划模型(SDVRP),并根据模型特点设计改进蚁群优化算法。最后,进行相应的算例分析,验证了该模型和算法的有效性。     

卫星任务调度问题的约束规划模型

卫星任务规划与调度是空间资源管理的重要内容之一,其目的在于为卫星系统的任务计划编制提供科学合理的决策手段与依据。卫星任务调度问题的重要特点在于,调度任务存在可见时间窗口约束。只有在可见时间窗口内,调度任务才可能执行并完成。在进行合理假设的基础上,建立卫星任务调度问题的约束规划模型。对基本禁忌搜索算法进行改进,提出了模型求解的变邻域禁忌搜索算法。应用结果表明,约束规划模型的建立与求解是合理的。     

天基预警系统资源调度方法

对面向导弹预警任务的天基预警系统中的低轨卫星资源调度问题进行了研究.对预警任务的特性进行分析,提出了一种预警任务规划与分解方法以减少任务对资源占用时间的需求;在此基础上建立了该问题的约束满足CSP调度模型;针对该模型变量多、解空间规模庞大的特点以及对求解算法时效性的要求,设计了一种基于局部解空间跳出机制的改进型遗传算法MGA.仿真表明该模型与算法在给定时间内能够得到满意的调度方案.     

中继卫星调度问题的CSP模型

中继卫星在地球同步静止轨道上运行,既能直视中、低轨道用户航天器,又能直视地面站,是沟通用户航天器与地面站的桥梁。中继卫星调度问题是一类非常重要的调度问题。基于约束满足理论,通过分析中继卫星调度问题的特点与约束条件,建立了中继卫星调度问题的CSP模型。利用卫星工具箱STK进行模拟仿真,对CSP模型进行了求解。结果表明,所建立的CSP模型是合理的。     

基于动态罚函数遗传算法的电磁探测卫星多星规划方法

针对电磁探测卫星的特点,考虑其主要约束条件,建立了多星联合规划数学模型,提出了基于遗传算法的电磁探测卫星多星规划算法.为处理遗传算法迭代过程中产生的不可行解,引入了基于罚函数法的约束处理方法.针对罚函数法中惩罚系数难以确定的特点,设计了惩罚系数自适应调整的动态罚函数机制.根据模拟的数据进行实验及分析,表明该方法能有效解决电磁探测卫星多星规划问题.     

基于Pareto排序法的战时装备维修任务多目标调度方法

针对战时武器装备维修保障问题,建立了包括最大完工时间、延迟时间和维修单元负荷在内的多目标优化调度模型。为提高解的多样性和收敛性,构建了一种基于Pareto排序法和小生境技术相结合的遗传算法用于模型求解,引入Pareto排序和拥挤距离进行适应度计算,通过混沌系统随机生成权重系数,并使用小生境技术改进选择方式。通过实例验证表明,该方法能够有效地解决装备维修多目标调度问题。     

Sensor radiation interception risk control in target tracking

This paper is mainly on the problem of radiation interception risk control in sensor network for target tracking. Firstly, the sensor radiation interception risk is defined as the product of the interception probability and the cost caused by the interception. Secondly, the radiation interception probability model and cost model are established, based on which the calculation method of interception risk can be obtained. Thirdly, a sensor scheduling model of radiation risk control is established, taking the minimum interception risk as the objective function. Then the Hungarian algorithm is proposed to obtain sensor scheduling scheme. Finally, simulation experiments are mad to prove the effectiveness of the methods proposed in this paper, which shows that compared with the sensor radiation interception probability control method, the interception risk control method can keep the sensor scheduling scheme in low risk as well as protect sensors of importance in the sensor network.     

基于LMI的不确定性无尾飞行器鲁棒变增益控制器设计

无尾式飞行器是飞行器发展的方向,研究无尾式控制具有重要意义.研究了线性变参数系统的增益调度控制器的设计方法,采用多胞形进行增益调度,提出了一种简单实用的变参数顶点凸分解方法,该方法在保证系统稳定的情况下,确保系统达到最优性能指标.同时还充分考虑了系统的不确定性因素,利用线性矩阵不等式(LMI)对系统进行鲁棒控制器设计,大大减少了计算量以及对系统的约束,设计出了基于LMI的增益调度控制器,通过非线性仿真结果可以看出,该控制器在调节变量变化很大的情况下,使得系统在0.5s内收敛,而且超调量很小,论证了该方法在无尾式飞控系统中应用的可行性.     

基于运动学模型的灵巧成像卫星观测摆角算法

针对灵巧成像卫星对地面目标观测摆角的计算问题,考虑地球自转和卫星在轨运动等约束,利用空间坐标变换建立了基于椭球体的空间运动学模型.在此模型的基础上,给出了任意时刻卫星对目标观测摆角的计算方法.仿真结果验证了方法的正确性.任意时刻观测摆角的获取为灵巧成像卫星任务调度提供支持.     

Machine sequencing: Disjunctive graphs and degree-constrained subgraphs

In two earlier papers, we proposed algorithms for finding an optimal sequence of processing m items on q machines, by finding a minimaximal path in a disjunctive network. In a third paper, this latter model was generalized (from 2-state to 3-state disjunctive graphs) so as to accommodate project scheduling with resource constraints. In this paper, we discuss another algorithm for the (2-state) disjunctive network problem, closely related to those mentioned above. To make the paper self-contained, section 2 briefly describes the problem. Section 3 introduces a class of constraints which forms the basis of the algorithm discussed in section 4. The constraints have only 1, ?1, or 0 as coefficients on the left-hand side, integers on the right-hand side. The whole procedure of generating these constraints and finding a feasible solution whenever a new constraint is added, can be interpreted (section 5) as a process of generating a graph with degree-constraints on its nodes, and then finding a subgraph satisfying the degree-constraints. The nodes of the graph are generated by solving a critical-path-problem, the feasible subgraphs are found by implicit enumeration.     

Reformulating linear programs with transportation constraints—With applications to workforce scheduling

We study linear programming models that contain transportation constraints in their formulation. Typically, these models have a multistage nature and the transportation constraints together with the associated flow variables are used to achieve consistency between consecutive stages. We describe how to reformulate these models by projecting out the flow variables. The reformulation can be more desirable since it has fewer variables and can be solved faster. We apply these ideas to reformulate two well‐known workforce staffing and scheduling problems: the shift scheduling problem and the tour scheduling problem. We also present computational results. © 2003 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics, 2004.     

支持并行工程的造船分段作业计划系统

针对传统造船模式下,车间作业计划与工艺设计串行工作方式的缺点,基于并行工程的原理,提出了分段作业计划与工艺设计的集成运行模式,为实现造船CAPP系统与PPC系统的集成化和并行化提供了实现的基础。针对集成模式的特点,建立了分段作业计划系统资源优化的数学模型,应用遗传算法解决了针对任意分段装配工艺方案的多资源平衡优化问题,可以得到每项作业最优的开工时间,同时能够给出多种资源的最优分布结果,满足了多工艺方案之间资源利用率的比较。最后,给出了计算实例,计算机模拟结果说明了这一方法的有效性。