面向动作序列的敏捷卫星任务规划问题

针对新一代敏捷卫星对地观测任务规划问题,考虑了直拍直传、立体成像、多条带拼接等复杂任务需求和观测、数据下传、对日定向等九种卫星动作,在任务规划的同时进行卫星动作规划。设计并实现了前瞻启发式构造算法,算法满足卫星存储、能量等复杂约束,在前瞻过程中每次决定当前任务是否安排。采用基于专家知识的多种启发式规则决定任务安排与安排卫星动作序列。仿真实例及实际工程应用表明,算法可以在很短的时间内给出较好的结果,证明了本文方法对于敏捷卫星任务规划问题的适用性。     

任务规划系统研究综述

任务规划系统作为举世瞩目的高科技技术,已经引起了广泛的关注和应用.目前世界上一些主要国家都在研制任务规划系统,且进展很快.为了更好地推进我国学者对于任务规划系统的研究,对任务规划系统的研究进行了全面综述.主要内容包括任务规划系统的发展、应用、主要实现方法及未来发展方向.在应用中,综述了任务规划系统在战场态势评估、无人飞行器、机器人领域的应用.在主要实现方法中,主要描述了数学规划、D*优化算法、Agent方法和遗传算法四种方法.最后给出了任务规划系统未来发展方向:现代技术的融合、发展战略级任务规划系统及未来社会任务规划系统预研.     

综合系统多重递阶控制设计方法(二)空-空航炮模态协调控制器设计方法

采用多重递阶控制,研究综合控制系统的控制结构及其协调控制器设计方法.根据综合系统中各个子系统之间的功能耦合作用需求,提出综合系统多重递阶控制结构.基于该结构,提出协调控制器设计方法,即准稳态运动和运动解析关系的组合方法.采用所提出的控制结构和协调控制器设计方法,基于某验证机的控制增稳系统,设计了综合飞行/火力控制系统.仿真结果表明,所设计的综合控制系统获得了良好的动态性能,所提出的控制结构和协调控制器设计方法是可行的.     

基于SWE的空天资源对地观测协同任务规划服务模型

空天协同对地观测是对地观测领域的新趋势。为解决现有空天资源规划调度系统相对独立、协同困难的问题,分析总结了SWE(Sensor Web Enablement)标准,并在此基础上提出了空天资源对地观测协同任务规划服务模型。在此模型中,为实现观测资源共享,建立了空天观测资源传感器描述模型,能够描述典型空天资源的载荷平台、观测机理、定位信息、使用约束和工作特性等信息;为简化观测请求交互流程,基于SOA技术对SWE标准操作进行封装及简化,用户可以在不了解观测平台细节信息的情况下提交观测数据请求。为验证模型有效性,构建了空天资源对地观测协同任务规划实验平台,结果表明该模型具有较强的可实现性和适应性。     

Column generation for stochastic green telecommunication network planning with switchable base stations

We present the green telecommunication network planning problem with switchable base stations, where the location and configuration of the base stations are optimized, while taking into account uncertainty and variability of demand. The problem is formulated as a two‐stage stochastic program under demand uncertainty with integers in both stages. Since solving the presented problem is computationally challenging, we develop the corresponding Dantzig‐Wolfe reformulation and propose a solution approach based on column generation. Comprehensive computational results are provided for instances of varying characteristics. The results show that the joint location and dynamic switching of base stations leads to significant savings in terms of energy cost. Up to 30% reduction in power consumption cost is achieved while still serving all users. In certain cases, allowing dynamic configurations leads to more installed base stations and higher user coverage, while having lower total energy consumption. The Dantzig‐Wolfe reformulation provides solutions with a tight LP‐gap eliminating the need for a full branch‐and‐price scheme. Furthermore, the proposed column generation solution approach is computationally efficient and outperforms CPLEX on the majority of the tested instances. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. Naval Research Logistics 63: 351–366, 2016     

控制速度方向的弹道修正导引方法

由于制导炮弹由身管武器发射,其飞行控制能力和导引信息量有限,故基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想提出一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置,得到落点与目标的偏差,并提出两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间,通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立加速度修正公式,从而减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明:该导引方法简单可行,精度高,对控制能力要求较低,且具备较好的制导效果和毁伤效果,可为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

基于改进快速扩展随机树的机械臂路径规划

针对机械臂路径规划问题,提出一种基于改进RRT算法的路径规划方法。改进RRT结合了目标偏置策略和贪婪生长策略的优点,在随机采样时,以一定概率使采样点偏置为目标节点,降低随机采样的盲目性,在目标节点方向上采用贪婪式扩展策略,增加随机树局部方向上的生长速度。RRT法规划路径结果并非最优,提出改进GPP法删除多余路径节点,优化机械臂运动路径。通过与Biased-RRT和Greedy-RRT数值仿真结果对比,证明了改进RRT在计算时间、迭代次数、扩展节点数上均优于以上方法。在机械臂两种典型工作环境中的仿真结果表明,使用该方法可以较好解决排爆机械臂避障路径规划问题。     

星际探测太阳帆行星和太阳借力轨道全局优化

以太阳帆在20年内飞行至距离太阳200 AU以远进行星际探测为目标,研究太阳帆通过行星借力和太阳借力的轨道全局优化问题。建立太阳帆时间最优转移轨道数学模型,分析行星借力和太阳借力的约束条件,并用这些约束条件构造目标函数,从而将轨道优化的四点边值问题转化为求解无约束条件下的多变量优化问题。通过选取合理的约束权重,采用遗传算法获得大范围的粗略解,代入到序列二次规划算法中获得高精度解。仿真结果表明,虽然太阳帆通过太阳借力已获得相当大的加速度,但加上木星借力仍然可以节省相当多的飞行时间。提出的轨道优化思路,可以为太阳系逃逸任务轨道初步设计提供参考。     

虚拟射击试验中的航迹融合方法

针对高炮武器系统虚拟射击试验中存在的航迹融合问题,研究了航迹在虚拟射击试验中的融合方法。分别通过虚实资源静态分析和动态分析,明确了试验中各试验要素内涵和虚实资源间信息交互的内容。由于虚实资源间交互的信息内容不同,易产生数据格式、信息理解等方面的不一致,且集中表现在数据处理上。因此,从空间一致性维护和时间一致性维护两个方面,给出了航迹在虚拟射击试验中的融合方法。     

Disaster management in case of CBRNe events: an innovative methodology to improve the safety knowledge of advisors and first responders

Nowadays, Chemical-Biological-Radiological-Nuclear-explosive (CBRNe) risks are one of the world's main safety concerns. The radiological disasters of Fukushima and Chernobyl, the chemical events of Seveso or the release of Sarin in the Tokyo Subway, the biological emergencies such as the H1N1 flu or the recent Ebola outbreak, and recent news about the availability of non-conventional weapons acquired by fundamentalist organisations represent evidence of potential future threats. CBRNe risks are a real and global threat. The University of Rome, Tor Vergata, in collaboration with the most important Italian and international bodies working in the field of CBRNe safety and security, and supported by the North Atlantic Treaty Organisation and the Organisation for the Prohibition of Chemical Weapons, organises International Masters Courses on the Protection against CBRNe events. Within this framework, a Table-Top Exercise was planned, in collaboration with the Italian Ministry of Interior and Ministry of Defence. The scenario, the logistic organisation, on-going adjustments during the exercise and the outcomes are presented here and analysed.