基于强化学习的机群保障问题研究

发布时间：2020-04-06 17:13

【摘要】：机群保障问题是组合优化的经典问题之一,同时在实际生活生产中也有广泛的应用场景。对民营机场来说,高效的机群保障作业不仅能够节省机场的运营成本,还能提高乘客对出行服务的满意程度;对于作战飞机而言,更高的机群保障效率意味着飞机出动效率的提升,从而使得战争能够获得更大的获胜概率。本文首先对机群保障问题进行数学建模,将飞机在地面的保障过程主要分为两个阶段,第一阶段是为飞机选择合理的保障位,属于停机位分配问题;第二阶段是在停机位上进行保障作业调度,属于资源限制下的项目调度问题。并以形式化的语言对所建模型进行了描述。此外,本文针对地面机群保障问题,提出了一个全新的求解方案,将整体的问题拆解成停机位分配问题和作业调度与资源匹配问题上下两层,通过分别求解这两个问题最终达到求解地面机群保障问题的目的。具体采用强化学习中的Q-learning算法来求解上层的停机位分配问题,为了提高求解的效率,在上层问题求解最终方案时会同时考虑下层的调度问题,而对调度问题的求解则采用一种贪心算法,期望能对上层算法进行快速可靠的评估。另外本文还采用了根据实际问题设计的算例对提出的基于强化学习的机群保障算法进行测试,并与其他算法在同样的算例上进行求解的效果对比,证明了本文所提出算法的有效性和优越性。
【图文】：

连通图,连通图,组合优化问题

中科技大学硕士学位论 2 基本理论关理论题是典型的组合优化问题，而组合（最）优化问题 OP(优化问题的一类，并且有许多的应用场景。而最优化问具有连续变量的优化问题，另一类更为复杂的是具有离散变量的优化问题，，称之为组合优化问题[28]。见问题化问题通常可描述为三元组( )，其中是一个给定是需要满足一系列约束条件的可行解。求解的目标是在中找到全局最优的解，使目标函数最大或者最小[29]。

有向图,最小生成树,工序

图 2-2 待求解的有向图 G求得：图 2-3 有向图 G 的最小生成树解无向连通图的最小生成树问题：求的最小生成树为所有顶点所用边的最小集合[31]。所周知的组合优化问题就是调度问题。给定￠道工序需对每道工序，处理工序的时间记为，在不同的机器上
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP181;V35

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