舰载机保障作业调度计划优化研究

发布时间：2020-09-09 09:23

　　航母编队是一种以舰载机为主要作战武器的大型水面舰艇编队,随着航母的多年不断发展和作战经验积累,舰载机决定海战胜负的思想逐步得到认同。舰载机在起飞执行任务前必须在航母甲板上完成加油、充气、挂载弹药等多项保障活动,因此高效的甲板上起飞前保障作业是舰载机保持出动强度和持续作战能力的关键因素。与陆基飞机不同,舰载机实施保障作业时,航空母舰的甲板空间有限,在一定保障资源配置下,如何合理安排舰载机起飞前的各保障任务的作业顺序,已经成为现代航母发展过程中的重点研究问题,对加强航母作战能力具有深远影响。本文针对不同舰载机数量和保障组配置情况下,以减少舰载机在甲板上保障作业完成时间为目标,在分析了美国航母舰载机保障作业方式的基础上,对舰载机起飞前保障作业流程进行优化调度研究。首先,本文对舰载机保障系统进行分析,指出它是受众多因素制约和影响的复杂系统。详细分析了保障系统的特点、资源需求问题以及保障方式的演变,并对舰载机在甲板上的出动执行任务流程进行了阐述。以“福特”级航母的保障方式及保障区在甲板布局情况为依据,设计舰载机保障作业调度计划优化研究总体方案。然后,本文对传统的遗传算法和禁忌搜索算法的优缺点进行比较分析,设计一种混合遗传禁忌算法,用于求解舰载机保障作业调度问题。在具体分析舰载机保障作业流程的基础上,以保障完成时间最小为目标,分别运用遗传算法和混合遗传禁忌算法对案例进行仿真,由仿真后得到的数据绘制出优化后的保障组调度执行甘特图和舰载机作业安排甘特图。将两种优化算法仿真结果进行比较,可以证明本文设计的混合遗传禁忌算法的优越性。考虑舰载机实际保障作业过程中的干扰事件影响,将事件驱动策略和混合遗传禁忌算法结合进行重调度,从而得出合理高效的动态调度计划方案。最后,本文以Visual Studio 2005为平台运用C++语言开发舰载机保障作业调度优化软件,对不同舰载机数量和保障组配置情况下的案例进行仿真,从而验证本文针对舰载机保障作业调度问题理论研究的可行性。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：E926.392;TP18
【部分图文】：

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区和起飞区等不同区域之间转运以完成不同的保障工序，如果出现故障舰载机加油前逡逑需先到指定区域进行维修。舰载机出动一次需在甲板上多个保障区域间转换，增加了调逡逑运环节和相关人员，降低了保障的效率。“尼米兹”级航母甲板保障区布局情况如图２．２逡逑所示。逡逑武会挂载区逡逑图２．２邋‘‘尼米兹”级航母甲板保障区布局图逡逑２．３．２邋—站式保障方式逡逑１、一站式保障概念逡逑／逦ｎ＼逡逑＼逦［—］ｄ邋□邋□邋□邋□邋Ｄ＾ＤＤ邋ＱＸ邋ＤＸ逡逑障位逡逑图２．３邋“福特”级航母甲板“一站式保障区”布局图逡逑现役航空母舰上，完成加油、挂弹等保障任务需要在各个相对独立的区域完成，所逡逑以飞机需要来回调动，耗费时间比较多。为提高舰载机保障效率，在美国“福特”级航逡逑１３逡逑

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图４．３再调度时保障组的可进行作业时刻逡逑例如，在舰载机保障作业静态调度开始时所有保障组均处于空闲，即在零时刻每个逡逑保障组都可进行作业。但是在动态调度过程中，如图４．３，如果在时刻１５进行动态调度，逡逑军械保障组１号和机械保障组１号还在对舰载机进行保障作业，由于保障作业的连续性，逡逑保障组只能等作业完成后才能参与再调度，所以军械保障组１的可使用时刻是在２号舰逡逑载机第６号工序保障完成后，机械保障组１的可使用时刻是在２号舰载机第１１号工序逡逑保障完成后。同理，在再调度的过程中，正在进行保障的舰载机、工序未保障完成的舰逡逑４２逡逑

【参考文献】