[發(fā)明專(zhuān)利]一種任務(wù)聯(lián)合調(diào)度建模的優(yōu)化約束確定方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810752847.3
• 申請(qǐng)日: 2018-07-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109145367B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 柴華;宋旭民;王磊;張鵬;尹航;尹燦斌
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06Q10/06;G06F111/04
• 代理公司: 北京國(guó)坤專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 郭偉紅

本發(fā)明涉及建模技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種任務(wù)聯(lián)合調(diào)度建模的優(yōu)化約束確定方法，包括自變量取值約束、設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)約束、測(cè)站進(jìn)出約束的確定。針對(duì)多型地面車(chē)載測(cè)量設(shè)備對(duì)空間目標(biāo)觀測(cè)任務(wù)聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題的最優(yōu)化建模，確定優(yōu)化約束，以保證觀測(cè)方案的可行。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及建模技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種任務(wù)聯(lián)合調(diào)度建模的優(yōu)化約束確定方法。

背景技術(shù)

本發(fā)明涉及一類(lèi)地面車(chē)載測(cè)量設(shè)備(以下簡(jiǎn)稱(chēng)設(shè)備)，該類(lèi)設(shè)備部署于特定的地面測(cè)站，在空間目標(biāo)過(guò)頂?shù)囊粋€(gè)較短的時(shí)間區(qū)間內(nèi)，設(shè)備可對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，該時(shí)間區(qū)間稱(chēng)為設(shè)備對(duì)空間目標(biāo)的觀測(cè)窗口(觀測(cè)窗口的計(jì)算涉及設(shè)備工作機(jī)理與空間目標(biāo)需滿(mǎn)足的運(yùn)動(dòng)特性、光電特性約束，這一問(wèn)題并非本發(fā)明關(guān)注的重點(diǎn)，此處不再贅述)。設(shè)備可隨載車(chē)沿公路機(jī)動(dòng)，往返于車(chē)庫(kù)與測(cè)站、測(cè)站與測(cè)站之間。設(shè)備機(jī)動(dòng)到達(dá)特定測(cè)站后、具備觀測(cè)狀態(tài)前需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作的耗時(shí)稱(chēng)為展開(kāi)時(shí)間t_open，設(shè)備完成一次觀測(cè)后、具備機(jī)動(dòng)狀態(tài)前需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作的耗時(shí)稱(chēng)為收攏時(shí)間t_close，設(shè)備在同一測(cè)站的兩次觀測(cè)之間需要進(jìn)行的準(zhǔn)備工作的耗時(shí)稱(chēng)為冷卻時(shí)間t_cool。由于設(shè)備使用的觀測(cè)器件為精密儀器，在若干次觀測(cè)后，觀測(cè)器件需要進(jìn)行必要的校準(zhǔn)與調(diào)試，此時(shí)設(shè)備不能正常工作。對(duì)于任一設(shè)備而言，引入剩余觀測(cè)次數(shù)的概念，當(dāng)剩余觀測(cè)次數(shù)為0時(shí)，認(rèn)為設(shè)備失效。

上述設(shè)備存在多種型號(hào)，其觀測(cè)機(jī)理與性能參數(shù)各不相同，如光學(xué)觀測(cè)、相控陣?yán)走_(dá)觀測(cè)等，由于不同型號(hào)設(shè)備之間存在較大差異，導(dǎo)致各型設(shè)備的觀測(cè)窗口不能通用。

對(duì)上述多型地面車(chē)載測(cè)量設(shè)備的使用涉及一個(gè)觀測(cè)任務(wù)聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題，該問(wèn)題可描述如下

現(xiàn)有A型、B型、C型觀測(cè)設(shè)備共M臺(tái)，每一設(shè)備的初始位置已知、剩余觀測(cè)次數(shù)已知，所有設(shè)備最早可由t₀時(shí)刻出發(fā)，需在t₁至t₂時(shí)間內(nèi)對(duì)N個(gè)空間目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，可供使用的測(cè)站有L個(gè)，要求給出最優(yōu)的觀測(cè)方案。

上述問(wèn)題的本質(zhì)是一個(gè)武器目標(biāo)分配(Weapon Target Assignment,WTA)問(wèn)題，在工程實(shí)際中，通常采用窮舉法或者最優(yōu)化方法來(lái)求解。

由于涉及到設(shè)備、測(cè)站與目標(biāo)三者的映射關(guān)系，且需要將準(zhǔn)備時(shí)間、剩余觀測(cè)次數(shù)等約束納入考慮，問(wèn)題的內(nèi)核較為復(fù)雜、維度發(fā)散極快，很難利用傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型來(lái)求解。同時(shí)需要指出，由于不同型號(hào)設(shè)備的觀測(cè)窗口不能通用，每增加一類(lèi)設(shè)備，總的觀測(cè)窗口數(shù)目就增加約一倍，從而進(jìn)一步增加了問(wèn)題求解的難度，必須建立更加適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型。為了確定任務(wù)調(diào)度的優(yōu)化模型，需先進(jìn)行優(yōu)化約束的確定，以保證觀測(cè)方案的可行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種任務(wù)聯(lián)合調(diào)度建模的優(yōu)化約束確定方法，很好的解決了上述問(wèn)題，針對(duì)多型地面車(chē)載測(cè)量設(shè)備對(duì)空間目標(biāo)觀測(cè)任務(wù)聯(lián)合調(diào)度問(wèn)題的最優(yōu)化建模，確定優(yōu)化約束，以保證觀測(cè)方案的可行。

本發(fā)明的技術(shù)方案是一種任務(wù)聯(lián)合調(diào)度建模的優(yōu)化約束確定方法，其特征在于，包括自變量取值約束、設(shè)備轉(zhuǎn)場(chǎng)約束、測(cè)站進(jìn)出約束的確定。

在給出自變量取值約束之前，需要首先介紹自變量的定義。

假設(shè)已知條件為：現(xiàn)有M臺(tái)觀測(cè)設(shè)備，其中A型設(shè)備M_A臺(tái)，記為i＝1,2,...,M_A，

B型設(shè)備M_B臺(tái)，記為i＝M_A+1,M_A+2,...,M_A+M_B，

C型設(shè)備M_C臺(tái)，記為i＝M_A+M_B+1,M_A+M_B+2,...,M_A+M_B+M_C，