成像卫星密集任务合成方法及其调度算法

当一般卫星面临问题规模较大且任务比较密集时,传统的调度模型会出现任务排斥,造成观测效率及观测收益都较低的现象.针对该问题,提出了基于任务合成机制的多星调度算法.首先,考虑任务之间的约束条件,建立基于均值漂移的卫星任务合成算法;然后,考虑卫星资源的固存约束、能量约束,以及观测任务之间的观测时间、观测角度等约束条件,建立了基于均值漂移的多星任务合成调度问题模型;最后,结合任务合成算法及问题特点,用改进的蚁群求解算法进行求解,并设计了Insert搜索算子来提高算法的探索能力.仿真实验验证了该任务合成方法及求解算法的效率.     

一种变步长前瞻性电子侦察卫星引导调度方法

针对存在区域先验信息的电子侦察卫星引导调度问题,提出了一种变步长前瞻性引导调度机制.以卫星实时侦察信息引导后续有限步长内的卫星侦察策略,随着侦察信息的不断下传形成滚动推进的引导调度窗口;提出了一种基于贝叶斯规则的更新方法对区域状态进行预测,建立了引导调度窗口内有限前瞻步长的通用多目标规划模型,并针对模型特点设计了一种改进型多目标蚁群算法进行求解.仿真对比实验表明,该方法能够有效解决面向区域搜索的电子侦察卫星引导调度问题.     

基于可配置规则的敏捷卫星任务规划问题研究

针对敏捷卫星对地观测任务规划问题,鉴于现有算法大都面向某一特定卫星系统设计,无法满足不同敏捷卫星、不同用户偏好对分配规则和调度策略的不同要求;考虑到敏捷卫星约束复杂,用户需求多样,设计可配置机制,实现敏捷卫星任务规划算法对不同分配规则和启发式调度策略的兼容,允许根据敏捷卫星特点和用户需求进行选择和拓展。仿真实验和工程应用表明,算法提高了对敏捷卫星约束复杂化和用户需求多样化的适应性,提升了对不同卫星系统的可重用性。     

多敏捷卫星协同任务规划调度方法研究

敏捷卫星任务规划调度是一个具有长时间窗、多时间窗的复杂约束的多目标组合优化问题。本文基于任务质量,通过分析敏捷卫星对地观测任务规划问题的需求、特点和约束,构建了敏捷卫星任务规划组合优化模型;并在原有模拟退火算法的基础上,设计了基于相似度和聚集度的遗传模拟退火混合算法,通过相似度和聚集度,在染色体变异过程中,当种群聚集度大的时候,增加染色体的变异概率,从而增加种群的多样性。利用遗传算法的全局搜索能力有利于改变模拟退火算法容易陷入局部最小点的缺点,寻找到更优的结果,使算法达到全局搜索能力与局部搜索能力的平衡,经实际卫星任务数据验证算法有效可行。     

多敏捷卫星协同任务规划调度方法

敏捷卫星任务规划调度是一个具有长时间窗、多时间窗的复杂约束的多目标组合优化问题。基于任务质量,通过分析敏捷卫星对地观测任务规划问题的需求、特点和约束,构建了敏捷卫星任务规划组合优化模型;并在原有模拟退火算法的基础上,设计了基于相似度和聚集度的遗传模拟退火混合算法,通过相似度和聚集度,在染色体变异过程中,当种群聚集度大的时候,增加染色体的变异概率,从而增加种群的多样性。利用遗传算法的全局搜索能力有利于改变模拟退火算法容易陷入局部最小点的缺点,寻找到更优的结果,使算法达到全局搜索能力与局部搜索能力的平衡,经实际卫星任务数据验证算法有效可行。     

带相容性约束的车辆路径问题及其混合蚁群算法

【目的】着力设计带相容性约束的车辆路径问题的高效启发式算法。【方法】针对带相容性约束的车辆路径问题的特点,提出了一种混合蚁群算法。该算法的核心由蚁群搜索和禁忌搜索组成,对蚁群搜索的状态转移公式和信息素更新规则进行了改进,并在蚁群搜索过程中加入了一个扰动机制,同时在禁忌搜索部分采用了新的邻域结构和禁忌规则。【结果】得到了关于带相容性约束的车辆路径问题的混合蚁群算法。【结论】通过多个算例对算法进行了测试,计算结果表明该算法具有很高的求解效率。     

求解混合Flowshop调度问题的简化禁忌搜索方案

针对 HFS系统的最小化 Makespan调度问题 ,提出一种禁忌算法和优先级规则相结合的方案 :采用改进的 RA算法对第 1级工件进行排序 ,并用禁忌搜索对其进行优化 ;采用 FAM算法给工件分配设备 ,其他级工件的排序采用最大剩余时间优先级规则 .和其他 HFS的局部搜索算法相比 ,该方案大大缩减了搜索空间 .仿真结果表明 ,该方法能够较好地解决 HFS调度问题 .     

带相容性约束的车辆路径问题及其混合蚁群算法

【目的】着力设计带相容性约束的车辆路径问题的高效启发式算法。【方法】针对带相容性约束的车辆路径问题的特点,提出了一种混合蚁群算法。该算法的核心由蚁群搜索和禁忌搜索组成,对蚁群搜索的状态转移公式和信息素更新规则进行了改进,并在蚁群搜索过程中加入了一个扰动机制,同时在禁忌搜索部分采用了新的邻域结构和禁忌规则。【结果】得到了关于带相容性约束的车辆路径问题的混合蚁群算法。【结论】通过多个算例对算法进行了测试,计算结果表明该算法具有很高的求解效率。
     

一种求解带有阻塞限制的混合流水车间的禁忌搜索算法

针对带有阻塞限制的混合流水车间调度问题,提出一种禁忌搜索算法和优先级规则相结合的方法.开发了启发式调度算法求出问题初始解,应用禁忌搜索算法对工件在第一级的排序进行优化,采用优先级规则进行其他级工件的排序.实验结果表明,该方法大大缩减了搜索空间,能够较好地解决此类调度问题.     

卫星对地观测任务启发式自主规划算法研究

传统的卫星对地观测任务调度依赖于地面控制中心离线生成执行计划,为将规划权与地面控制中心解耦,实现卫星对任务及时和自适应规划,本文通过对观测任务的分析,结合小卫星姿态转换能力强以及拥有计算单元的特点,对卫星观测动作以及约束条件做了合理抽象与简化,建立了问题模型,提出了一种适用于小型卫星调度观测任务的启发式自主规划算法HIPA,算法对于每个任务进行资源消耗计算并给出是否可被观测的结果.通过在不同资源条件限制情况下、不同数量的任务样本集上设置的系列对比实验表明,本文所设计的启发式自主规划算法求解性能更好,可最大化利用卫星资源在最短时间内得到规划序列,可有效提高卫星的观测效率.     

考虑云层遮挡的敏捷成像卫星调度方法研究

针对敏捷成像卫星调度问题,考虑云层遮挡因素,分析计算云层遮挡对卫星成像机会的影响;建立了考虑云层遮挡因素的调度模型;设计一种基于最大化成像收益规则的启发式算法;通过实验算例验证了本文对云层遮挡考虑的有效性。     

基于变邻域搜索的电子侦察卫星动态调度问题研究

电子侦察卫星动态调度是电子侦察卫星管控的重要内容,调度方案的质量直接影响到卫星的使用效率.分析了导致动态调度的扰动因素,把不同扰动下的电子侦察卫星动态调度问题归结为一类复杂约束下的任务插入问题,并建立了问题的数学模型.提出了基于初始调度方案的变邻域搜索算法,设计了邻域结构和邻域移动算子.最后通过仿真实验验证了方法的有效性.     

实现高效率的物流敏捷调运研究

针对现有文献对敏捷调运知识准则研究的不足,提出了以敏捷调运知识准则为核心的物流敏捷调运的求解思路。具体做法是:根据某配送中心的车辆调度问题,构建出车辆调度优化模型VSOP,通过对VSOP模型进行简化,并结合敏捷调运知识准则进行递阶求解,得到最优的装载方案及装载率。求解结果表明,该算法与其他文献研究的算法相比有较大的优越性。通过对装载率进一步分析与探讨,结果表明,遵循以敏捷调运知识准则为核心的物流敏捷调运求解思路可以实现较高的装载率和较低的成本。     

遥感卫星地面站资源调度的混合分解算法

针对传统算法逐渐难以满足地面站资源调度对精度和时效要求的问题, 提出一种混合分解算法. 该算法结合基于地面站资源使用冲突程度评价指标的启发式算法和Lagrange分解算法对问题进行求解, 以加快对最优解的搜索速度. 仿真测试结果表明, 该算法能在较短时间内得到遥感卫星地面站资源调度问题的高质量解.     

面向大气背景测量卫星的任务规划问题、建模及求解方法

研究了面向大气背景测量试验的卫星任务规划问题。采用长短期相结合的规划方式,建立了基于模型预测控制的滚动规划模型,运用禁忌搜索算法进行求解。最后实例验证了方法的有效性;为此类卫星的研制提供了重要的借鉴意义。     

求解具有时空约束的天车调度问题Memetic算法

天车调度是一个NP难的多机多任务调度问题.针对炼钢-精炼-连铸生产过程中的天车调度问题,考虑时间和空间约束,建立了以钢水等待时间最少为目标的天车调度模型.提出了改进的Memetic算法,设计了采用任务分配规则和冲突处理规则的个体解码方式、PPX交叉算子和局域搜索算子;用该算法对模型进行求解,并与遗传算法进行比较.对某钢厂炼钢-精炼-连铸生产过程的天车调度问题的测试表明:与遗传算法相比,用该算法求解的等待时间最多减少1667%,并具有很高的稳定性.     

基于分层禁忌遗传算法的卫星任务调度方案

对地观测卫星在地球观测系统中起着核心作用,任务调度是对地观测卫星满足更多任务需求并获得高观测效率的重要手段。随着用户的激增,大量的任务请求引起卫星资源、时间资源的冲突,导致卫星任务的调度效率低下。为了解决上述问题,通过拆分和聚类2种策略对任务进行预处理,设计了一种基于分层禁忌遗传算法(layered tabu genetic algorithm, LTGA)的卫星任务调度方案。建立了对地观测系统模型,分析了观测任务调度的相关约束;通过分析任务时间窗口冲突情况来确定任务拆分方式,通过计算聚类距离来区分任务分布状态,从而选取合适的观测任务构成预调度任务集合;在上述任务规划的基础上,提出LTGA完成任务的选取和排序,生成观测计划。仿真结果表明,所提出的卫星任务调度方案能够有效提升调度收益、降低调度时间。     

基于混合遗传算法的敏捷卫星任务规划求解

针对新一代对地观测敏捷卫星任务规划问题,首先研究了敏捷卫星的特点,分析了敏捷卫星工作模式及对地观测过程,在此基础上构建了基于多目标的任务规划模型。针对敏捷卫星任务规划问题具有多约束、多冲突、非线性NP-hard特点,本文提出了基于混合遗传求解算法,该算法将免疫遗传算法与蚁群算法相结合,以蚁群算法所产生的解作为免疫遗传算法的初始种群,同时以蚁群算法中的全局最优解作为疫苗。通过实验表明本文提出的算法比遗传算法和免疫遗传算法精度更高,收敛速度更快。     

考虑工人疲劳和学习效应的装备制造车间动态调度

针对大型装备制造车间人机双资源调度中工人疲劳和学习效应集成优化难的问题,基于指数型疲劳表征和DeJong学习曲线,构建混合整数规划模型。根据双资源调度问题的编码特征,结合排序规则生成初始调度方案,结合移除和插入操作设计自适应大邻域搜索算法,以求解人机双资源分配、工件排序、动态调度等子问题。同时,围绕紧急插单、机器故障、工人离岗等扰动设计重调度策略,基于原有算法实现动态调度,并进行算法测试。结果表明,与求解器、规则、遗传算法等相比,所提算法找到了完工时间更短的调度方案,且在紧急插单、机器故障、工人离岗等动态调度场景下,也能够给出更好的结果。所研究的装备制造车间调度问题同时考虑了工人疲劳与学习效应,对应算法可为大型装备制造排产系统开发提供参考。     

一种智能仓库车辆调度问题的新算法

将调度问题与遗传算法相结合,提出一种用于解决智能仓库车辆运输调度问题的一种新算法,并用计算实例证明了该调度算法的正确性,并能适应大规模车辆的调度问题．本算法计算量小,具有很强的鲁棒性．