基于合同网的对地观测资源动态协同规划方法

发布时间：2021-06-14 06:44

　　卫星、无人机等对地观测资源已经成为执行灾害救援、灾损评估等多样化监测任务的主要观测手段,而大规模任务的随机调整和动态执行环境是快速制定对地观测方案的核心难点。针对此问题,提出一种面向不确定环境的对地观测资源动态协同规划方法,以动态高效地制定异构观测资源的协同观测方案。首先,结合合同网协议提出一种自下而上的分布式动态协同框架,以整合空天地异构观测资源构建分布式、动态、松耦合的协同观测网络。然后,根据该协同框架提出多轮组合分配方法及优化算法以快速动态地分配大规模监测任务。最后,通过仿真实验证明,在任务持续并发的动态不确定环境中,基于合同网的动态协同规划方法在提升了约25%任务完成率的同时,降低了约20%的运行时间,实现了任务完成率与方法运行时间的平衡。 

【文章来源】：北京航空航天大学学报. 2020,46(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

图1 分布式动态协同框架示意图

当任务序列T={T1,T2,…,TL}传入时(见图2),按照任务TL的地理位置划分任务,重划分后的子任务序列T={T1,T2,…,Tn}与按照加权Vornonoi图划分后最邻近资源集R相对应。图2中:圆形表示规划中心,三角形表示观测资源,正方形表示任务。2) 多层次组合分配

1) 在重划分后的子任务序列Tj传入资源Rj后,资源Rj更新任务序列,将任务序列Tj加入自身待规划任务序列Pj(第2行)。资源R对任务序列P中的任务在自身可通信邻域资源A内同步开始第一轮招标过程(第3行)。邻域内其他资源按照自身观测能力、待完成任务规划、任务情况向资源R返回标书B(第3行)。资源R根据邻域内其他资源返回信息结合算法LFPA选标(第4行),并发布规划结果(第5行),可通信邻域资源更新自身待完成任务序列,资源R更新自身待完成任务序列,并将未完成规划任务序列上传至规划中心M。2) 规划中心M整合各资源上传任务形成待规划任务序列P并向所辖资源发布 (第8行),进行第2轮招标,依据所辖资源返回信息分配任务(第9行),更新未完成任务序列后进入最后一轮组合分配。

【参考文献】：
期刊论文
[1]多传感器协同识别跟踪多目标管理方法[J]. 庞策,单甘霖,段修生.  北京航空航天大学学报. 2019(08)
[2]多无人机协同任务规划研究[J]. 杨晨,张少卿,孟光磊.  指挥与控制学报. 2018(03)
[3]面向海上移动目标的空天协同连续观测模型[J]. 梁星星,修保新,范长俊,陈超.  系统工程理论与实践. 2018(01)
[4]天地一体、统筹建设 高分辨率对地观测系统初具规模[J].   国防科技工业. 2017(10)
[5]面向地震应急响应的松耦合研判模型管理机制[J]. 李勤勇,宋建功,高世伟,杜建海,吕江花,马世龙.  北京航空航天大学学报. 2017(04)
[6]美国商业对地观测数据政策发展综述[J]. 龚燃.  国际太空. 2016(05)
[7]引入多Agent协商的协同优化在卫星设计中的应用[J]. 董云峰,卫晓娜,郝朝.  北京航空航天大学学报. 2016(05)
[8]空天高速飞行器多传感器协同跟踪任务规划研究[J]. 付强,王刚,肖金科,郭相科,韦刚.  系统工程与电子技术. 2014(10)
[9]异构MAS结构下的空天资源多阶段协同任务规划方法[J]. 李军,李军,钟志农,景宁,胡卫东.  航空学报. 2013(07)
[10]面向对地成像观测任务的高空飞艇应急调度[J]. 贺川,邱涤珊,许光,朱晓敏.  航空学报. 2012(11)

硕士论文
[1]面向海上移动目标跟踪观测的空天协同任务规划研究[D]. 梁星星.国防科学技术大学 2016



本文编号：3229284