基于颜色Petri网的多agent动态调度建模与分析

多agent系统是一个典型的分布式系统,其任务调度策略的性能对于整个系统的性能有重要的影响。调度策略研究领域中一个重要问题是如何动态可视化地呈现调度过程。颜色Petri网结合了Petri网和高级程序语言的优点,拥有严格的数学理论基础,能够对分布式系统进行图形化的模拟。提出了一种基于层次颜色Petri网的多agent调度过程建模方法,该方法对多agent任务处理的全过程进行了建模,模型中通过不同角色的agent对任务进行动态分解和调度,利用Petri网仿真工具,能够在调度过程中考察所提出的调度策略与已有调度策略相比所具有的优点,而且通过对调度简化模型的状态空间进行分析,证明了调度策略的正确性和合理性。目前这种基于Petri网的形式化的可视仿真方法和模型评价方法是其它验证方法难以实现的。     

微型航天器近旁操作地面仿真验证系统

微型航天器在交会对接、在轨服务等太空任务中所起的作用日益凸现,高精度地保证近旁操作的完成是实现其功能的关键.利用两套五自由度卫星模拟器,在一个面积为3m×4m的大理石试验台上,搭建了一套微型航天器近旁操作地面仿真验证系统.针对典型的近旁操作任务,进行了仿真实验.利用边缘检测等图像处理技术获得目标的相对位置信息,利用模糊控制方法实现了从航天器对主航天器的自主探测、自主接近和近旁保持.实验结果表明,仿真系统能够对近旁操作任务进行功能及原理的仿真验证,为进一步的工作奠定了基础.     

约束规划求解集装箱装卸系统集成调度问题

集装箱码头装卸系统中的岸桥、集卡和场桥的集成调度问题本质上是有阻塞、准备时间可分离并且依赖操作顺序的三阶段混合流水车间调度问题,现有文献多采用启发式算法求解该问题.本文先建立了一个紧凑的混合整数规划模型,然后从约束规划的角度建模求解该问题,提出了一个约束规划模型,以区间变量作为决策变量,并采用"扩展操作任务"的概念来定义区间决策变量以提升求解效率.为了展示约束规划的建模灵活性,还扩展了模型以考虑机器效率不同的因素.数值实验显示约束规划模型能够在很短的时间内对大规模算例求出高质量的解.     

基于MAS的分布式卫星系统任务规划研究

针对分布式卫星系统的规划与调度问题,提出了一种基于多Agent协商机制的分布式规划与调度方法.首先建立了分布式卫星系统的分层分布式多Agent控制结构,并详细设计了各个层次Agent的功能.其次,给出了卫星Agent之间基于合同网的交互协议,设计了基于优先级的招标任务选择策略以及基于任务动态插入的投标方法,并给出了实现全局优化的评标策略和目标函数.针对观测环境的动态情形,给出了相应的动态任务处理流程.最后通过一个卫星编队实例进行了验证.     

成像卫星任务规划模型、算法及其应用

近年来, 成像卫星数量越来越多,成像任务需求呈现出多样化、复杂化和快速 增长的趋势,成像卫星任务规划问题在卫星管控中的作用越来越突出.在对成像卫星任务规划基础理论进行 阐述的基础上,总结了成像卫星任务规划的基本模型和主要求解算法. 建立了考虑任务合成的成像卫星调度模型, 提出了求解该模型的快速模拟退火算法.成像卫星调度模型、求解 方法和任务规划技术,已运用到成像卫星的日常管控中, 取得了很好的效果.     

航天器发射多任务并行调度模型及算法

航天器发射高频度常态化和航天产品可靠度的增加,客观上要求航天器发射采用并行调度模式以提高发射资源利用率。针对工序迭代可能引发的航天器发射系统死锁,构建了死锁预测和损失评价机制,建立了最小化任务时间和最小化加权滞后时间综合的目标函数,设计了多任务并行调度模型,开发了多类agent协同工作的优化算法,并使用调度实例验证了模型和算法的可行性和有效性。模型和算法在“天宫一号”和“神舟八号”发射任务中得到初步应用,效果较好。     

基于Markov链互模拟的航天器发射任务可靠度模型

状态空间复杂、多过程并发执行和子过程反复迭代的特点, 使航天器发射工程实施全过程的任务可靠性评估难以量化. 通过构建多个并发执行的时间连续的Markov链对航天器发射工程状态转移约束关系进行描述, 采用互模拟时间等价关系简化航天器发射工程实施过程的状态空间, 利用连续时间Markov链的概率转移特性进行建模与分析, 得到了全系统、全过程的航天器发射任务可靠度模型. 数值验证表明该模型可用于航天器发射任务工期推演、可靠度评估以及薄弱环节分析.     

空天无人系统智能规划技术综述

鉴于以无人机群和多航天器为代表的航天无人系统的快速发展,以及任务要求的日益多样化和复杂性,在分析空间无人系统智能规划特点的基础上,首先阐述了无人机群聚、编队飞行、编队维护和编队重构等智能航迹规划策略,总结了无人机群任务智能规划的建模和优化方法.然后介绍了多航天器飞行和避碰轨道规划的内容和现状,总结了多航天器集中和分布式任务规划的主要研究成果.最后,对空间无人系统智能规划技术的未来发展提出了一些建议.     

卫星地面站测控资源调度CSP模型

研究了测控系统资源调度问题的描述与建模问题.在系统阐述综合航天测控网资源调度中涉及的资源、任务、事件、约束基础上,使用变结构半环CSP模型,描述测控调度中涉及的事件窗、时间约束、状态约束、周期性任务、抢先式任务、变长任务等硬、软约束,提出处理任务优先级和不确定性因素的途径.提出的模型对测控系统效能评价及资源调度算法研究也有一定的参考价值.     

不确定处理时间批处理过程的鲁棒调度新策略

针对化工批处理调度过程中处理时间不确定的问题,建立了具有分解结构的调度模型,提出了一种新的鲁棒调度策略.策略由基本调度策略和在线调整两部分组成,分别与模型的主问题和子问题相对应.提出了基于遗传算法的分解算法求解模型,以获取具有鲁棒性和最优性的基本调度策略.通过对子问题的分析,提出了运用简单的推理进行在线调整的方法,无需复杂计算,并运用动态规划的原理说明了该方法的可行性和最优性.最后用实例说明了该鲁棒调度策略的有效性.