《面向應急對地觀測任務的多平台協同調度方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由祝江漢擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：面向應急對地觀測任務的多平台協同調度方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：祝江漢
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前，我國航天、航空裝備進入了綜合利用發展階段，但在實際套用中，逐步暴露出信息實時獲取能力和持續保障能力不足等問題，嚴重製約著在應急行動中的套用。衛星、臨近空間飛艇與無人機/有人機是實現對地觀測的三類有效平台。但是三類平台資源工作方式各異，各具優勢，同時又存在各自的局限性，因此迫切需要對三類平台的協同調度問題開展研究，提高其在應急條件下的綜合套用效能，以滿足應對應急事件突發性和不確定性的需求。針對以上問題本項目致力於以下4個方面的研究：（1）任務描述與分解：提取各類任務需求描述的特徵，對複雜任務進行分解；（2）資源建模與能力度量：構建資源能力描述模型；研究資源能力與任務需求匹配方法；（3）資源最佳化配置：設計資源部署方案，研究資源動態調整配置方法；（4）任務協同分配：研究多平台協同任務分配結構、模型及算法。本項目的研究具有重要理論及實踐意義，可以有效提升對應急事件的快速回響和持續保障能力。
結題摘要
目前，我國航天、航空裝備進入了綜合利用發展階段，衛星、臨近空間飛艇與無人機/有人機是實現對地觀測的三類有效平台。但是，在實際套用中，逐步暴露出信息實時獲取能力和持續保障能力不足等問題，嚴重製約著對地觀測平台在搶險救災、反恐維穩、區域作戰等應急行動中的套用。其中最主要的問題之一是如何在應急情況下進行有效的空天資源協同對地觀測。本項目研究了面向應急對地觀測任務的多平台協同調度方法以提高多平台對地觀測系統的應急快速回響能力。本課題的主要研究成果包括： （1）研究了多類型平台多載荷條件下複雜觀測任務分解方法。針對應急對地觀測中的任務需求，以及不同平台的特點，提出了多類型平台複雜任務的分解框架，通過構造覆蓋格線空間，採用格線統計法統計綜合覆蓋率，即實際被觀測部分的情報價值占目標總價值的比例，減少不必要的重複觀測，以期獲得更高的價值覆蓋收益。 （2）研究了多類型平台的資源建模與能力度量方法。針對三類不同平台資源能力的異構性，提出多平台及載荷規範化描述的參數體系，分析各類資源涉及的時空關係和約束條件，構建資源能力描述模型；提出資源能力與任務需求匹配方法，分析可用於執行任務的資源集合，建立任務需求與資源能力關聯模型，實現任務需求與資源的智慧型化匹配，以支持多平台任務協同調度問題的求解。 （3）研究了適應資源變化的配置方案動態調整方法。針對初始部署方案執行過程中資源增加或者故障的問題，提出了適應資源變化的配置方案動態調整方法，根據不同資源變化情況，自適應採用不同的策略對初始部署方案進行調整，實現觀測區域最佳化覆蓋，提高觀測效率。 （4）研究了衛星、臨近空間飛艇與無人機/有人機多平台協同任務分配。針對不同平台資源載荷特點及管理控制上的相對獨立性，設計了基於Agent的多平台協同規劃框架及協同工作流程，在目前觀測資源的組織結構的基礎上，有效應對來自對地觀測系統內外部的擾動，以提高多平台協同的魯棒性、反應性、靈活性和擴展性；提出面向任務協同分配的自適應模擬退火算法，將任務快速分配給最適合完成的平台資源，實現多平台協同工作，提高任務調度求解速度。
