[發明專利]一種任務調度優化模型的優化約束確定方法有效
| 申請號： | 201810753451.0 | 申請日： | 2018-07-10 |
| 公開（公告）號： | CN109270896B | 公開（公告）日： | 2020-06-16 |
| 發明（設計）人： | 柴華;宋旭民;王偉林;尹燦斌;劉海濤;張鵬 | 申請（專利權）人： | 中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學 |
| 主分類號： | G05B19/418 | 分類號： | G05B19/418 |
| 代理公司： | 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491 | 代理人： | 郭偉紅 |
| 地址： | 101416 *** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 任務 調度 優化 模型 約束 確定 方法 | ||
本發明公開了一種任務調度優化模型的優化約束確定方法，包括設備轉場約束、剩余觀測次數約束、測站進出約束的確定。針對特殊的地面車載測量設備對空間目標觀測任務調度問題的最優化模型，確定優化約束，以保證觀測方案的可行。
技術領域
本發明涉及優化建模技術領域，尤其涉及一種任務調度優化模型的優化約束確定方法。
背景技術
本發明涉及一型地面車載測量設備(以下簡稱設備)，設備部署于特定的地面測站，在空間目標過頂的一個較短的時間區間內，設備可對其進行觀測，該時間區間稱為設備對空間目標的觀測窗口(觀測窗口的計算涉及設備工作機理與空間目標需滿足的運動特性、光電特性約束，這一問題并非本發明關注的重點，此處不再贅述)。設備可隨載車沿公路機動，往返于車庫與測站、測站與測站之間。設備機動到達特定測站后、具備觀測狀態前需要進行的準備工作的耗時稱為展開時間topen，設備完成一次觀測后、具備機動狀態前需要進行的準備工作的耗時稱為收攏時間tclose，設備在同一測站的兩次觀測之間需要進行的準備工作的耗時稱為冷卻時間tcool。由于設備使用的觀測器件為精密儀器，在若干次觀測后，觀測器件需要進行必要的校準與調試，此時設備不能正常工作。對于任一設備而言，引入剩余觀測次數的概念，當剩余觀測次數為0時，認為設備失效。
對上述地面車載測量設備的使用涉及一個觀測任務調度問題，該問題可描述如下：現有M臺觀測設備，每一設備的初始位置已知、剩余觀測次數已知，所有設備最早可由t0時刻出發，需在t1至t2時間內對N個空間目標進行觀測，可供使用的測站有L個，要求給出最優的觀測方案。
上述問題的本質是一個武器目標分配(Weapon Target Assignment，WTA)問題，在工程實際中，通常采用窮舉法或者最優化方法來求解。
但是由于涉及到設備、測站與目標三者的映射關系，且需要將準備時間、剩余觀測次數等約束納入考慮，問題的內核較為復雜、維度發散很快，很難利用傳統數學模型來求解。為了確定任務調度的優化模型，需先進行優化約束的確定，以保證觀測方案的可行。
發明內容
本發明旨在提供一種任務調度優化模型的優化約束確定方法，針對特殊的地面車載測量設備對空間目標觀測任務調度問題的最優化模型，確定優化約束，以保證觀測方案的可行。
本發明的技術方案是一種任務調度優化模型的優化約束確定方法，其特征在于，包括設備轉場約束、剩余觀測次數約束、測站進出約束的確定。
進一步的，所述設備轉場約束是指觀測任務的編排應該將設備的機動時間、展開時間、收攏時間、冷卻時間納入考慮，確保每一設備能夠在給定的時間內完成所有必須的動作；
所述設備轉場約束的計算步驟包括：
①針對給定的觀測方案，梳理出所有涉及到的設備及每一臺設備需要實施觀測的窗口集合；
②針對方案中的第i臺設備，對其需要實施觀測的窗口集合中的元素按照時間先后進行排序；
③設排序后第i臺設備需要實施觀測的窗口集合可表示為且每個窗口Wi,j,k,q的時間前沿和后沿分別為則設備轉場約束的計算方法為
1)設備由初始位置轉場至第1個窗口對應測站實施觀測需滿足的時間約束為
式中，tmove(·)為已知地面上設備的初始位置與終點位置計算機動耗費時間的算子，該過程需考慮設備最大機動速度以及地理信息因素；
2)設備由第α個窗口對應測站轉場至第α+1個窗口對應測站實施觀測需滿足的時間約束為
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