正在加载图片...
第5期 杨舒,等:一种面向任务的对地观测卫星Aget团队构建方法 ·655. 表1符号定义 Table 1 Symbol definitions 符号 定义 TaskSet={task,i≤M} 对地观测任务集合,共有M个任务 SatSet={Sat,li≤Nl 卫星集合,包含N个卫星的卫星集群 观测任务ak,和TD,表示任务的唯一编号:O,表示观测目标: 专和表示任务的规划起始时间和结束时间:S表示任务对载荷 task;=(TID,O,S,TC,TR,TRC) 类型的要求:TC,表示完成该任务的代价:TR,表示任务的优先级: TRC:表示任务的性价比,TRC=TR,/TC SD,表示卫星Sat,的唯一编号,TW,表示卫星可用的时间窗资源, TW_used,表示卫星上已经被占用的时间窗集合, Sat (SID,TW,TW_used,SC,BTasks,RES) SC,表示Sat,的使用代价,BTasks,表示卫星在团队构建中承担的 任务集合,RES,是卫星的约束条件 卫星Sat的约束条件,△T。表示两次观测活动的最短时间间隔, RES:=(△T,△T,△T) △T.是单圈最长观测时间,△T,是单天最长观测时间 TEAM,1≤i≤M 能够胜任task,到task,的团队集合 w是一条时间窗数据,wD是时间窗的唯一编号, w=(twlD,T",Tg,S,Sat,0,Cir"),tw∈TW,1≤i≤N T和是观测起止时间,S是观测时使用的载荷类型, O,是观测目标,Ci"表示轨道圈号 0Set={0,l1≤i≤k} 观测目标集合 team表示团队,Cost是团队卫星执行ask,到task,的总代价, team =(Cost,StoTSet),team E TEAM StoTSet任务与执行该任务卫星的集合 ST =(Sat,task,),ST E StoTSet 团队中每一个任务与对应执行任务的卫星 1.3约束模型 twn∈TWo,∑(T-T)≥△T 卫星Sat,能够执行任务task,的条件:在卫星拥 式中TW表示TW中所有时间窗起始时间在第 有的时间资源TW:中,找到一组观测时间窗 Q天内的时间窗集合。 TWtasks,胜任Btasks,和task,且与卫星上已经被占 用的时间窗集合TW_used,不产生冲突。考虑卫星 2基于分枝限界的卫星任务团队构建 在执行任务时,受星上电源容量、载荷硬件特性、轨 算法 道参数等限制,将一个时间窗看作一次观测活动, 由上述模型可知,该问题是一个典型的组合优 对TWk和TW_used:组成的时间窗集合TWa进行 化问题,我们拟采用树构建与搜索方法,以初始的 以下约束检测,TW中的TW按照t,排序。 1)两次观测活动不能同时进行。卫星一次只 空团队team。作为根节点,以完成任务为条件向下 能进行一个观测活动,即 分支,形成新的团队,遍历完所有任务,可建构一颗 twm∈TWa,Tm1-Tw≥0 广义的搜索树。 2)两次观测活动最短时间间隔。卫星关机后 算法1TFCA 需要一段时间才能重新开机,即 功能基于分枝限界思想的团队构建算法的 twm∈TWa,Ta1-Tm≥△Td 主算法; 3)单圈最长观测时间约束。卫星单圈累计观 输入TaskSet,SatSet,初始的空团队teamo; 测时间要小于单圈最长开机时间,即 输出最优团队team。 Htw.eTw,∑(T-T)≥△T 1)Begin 式中TW表示TWa中所有圈号为P的时间窗。 2)set team=☑,team=teamo 4)单天最长观测时间约束。卫星单天累计观 3)TFOfEachTask(1,team,team) 测时间限制要小于单天最长观测时间,即 4)Return team表 1 符号定义 Table 1 Symbol definitions 符号 定义 TaskSet = {taski i ≤ M} 对地观测任务集合,共有 M 个任务 SatSet = {Sat i i ≤ N} 卫星集合,包含 N 个卫星的卫星集群 taski = (TIDi,Ok,t i s,t i e,S,TCi,TRi,TRCi) 观测任务 taski和 TIDi表示任务的唯一编号;Ok表示观测目标; t i s 和 t i e 表示任务的规划起始时间和结束时间;S 表示任务对载荷 类型的要求;TCi表示完成该任务的代价;TRi表示任务的优先级; TRCi表示任务的性价比,TRCi = TRi / TCi Sat i = SIDi,TWi,TW_ usedi,SCi,BTasksi,RESi ( ) SIDi表示卫星 Sat i的唯一编号,TWi表示卫星可用的时间窗资源, TW_usedi表示卫星上已经被占用的时间窗集合, SCi表示 Sat i的使用代价,BTasksi表示卫星在团队构建中承担的 任务集合,RESi是卫星的约束条件 RESi = (ΔT i sd ,ΔT i cir,ΔT i day) 卫星 Sat i的约束条件, ΔT i sd 表示两次观测活动的最短时间间隔, ΔT i cir 是单圈最长观测时间, ΔT i day 是单天最长观测时间 TEAMi,1 ≤ i ≤ M 能够胜任 task1 到 taski 的团队集合 tw = (twID,T tw s ,T tw e ,S,Sat i,Ok,Cir tw ),tw ∈ TWi,1 ≤ i ≤ N tw 是一条时间窗数据,twID 是时间窗的唯一编号, T tw s 和 T tw e 是观测起止时间,S 是观测时使用的载荷类型, Ok是观测目标,Cir tw表示轨道圈号 OSet = {Oi 1 ≤ i ≤ k} 观测目标集合 team = (Cost,StoTSet) , team ∈ TEAMi team 表示团队,Cost 是团队卫星执行 task1 到 taski的总代价, StoTSet 任务与执行该任务卫星的集合 ST = (Sat i,taskj),ST ∈ StoTSet 团队中每一个任务与对应执行任务的卫星 1.3 约束模型 卫星 Sat i 能够执行任务 taskj 的条件:在卫星拥 有的 时 间 资 源 TWi 中, 找 到 一 组 观 测 时 间 窗 TWtasks,胜任 Btasksi 和 taskj,且与卫星上已经被占 用的时间窗集合 TW_usedi 不产生冲突。 考虑卫星 在执行任务时,受星上电源容量、载荷硬件特性、轨 道参数等限制,将一个时间窗看作一次观测活动, 对 TWtasks和 TW_usedi 组成的时间窗集合 TWdet进行 以下约束检测,TWdet中的 TW 按照 t s排序。 1)两次观测活动不能同时进行。 卫星一次只 能进行一个观测活动,即 ∀ twm ∈ TWdet,T twm+1 s - T twm e ≥ 0 2)两次观测活动最短时间间隔。 卫星关机后 需要一段时间才能重新开机,即 ∀ twm ∈ TWdet,T twm+1 s - T twm e ≥ ΔT i sd 3)单圈最长观测时间约束。 卫星单圈累计观 测时间要小于单圈最长开机时间,即 ∀ twm ∈ TWcirP ,∑ T twm e - T twm s ( ) ≥ ΔT i cir 式中 TWcirP表示 TWdet中所有圈号为 P 的时间窗。 4)单天最长观测时间约束。 卫星单天累计观 测时间限制要小于单天最长观测时间,即 ∀ twm ∈ TWdayQ,∑ T twm e - T twm s ( ) ≥ ΔT i day 式中 TWdayQ表示 TWdet中所有时间窗起始时间在第 Q 天内的时间窗集合。 2 基于分枝限界的卫星任务团队构建 算法 由上述模型可知,该问题是一个典型的组合优 化问题,我们拟采用树构建与搜索方法,以初始的 空团队 team0 作为根节点,以完成任务为条件向下 分支,形成新的团队,遍历完所有任务,可建构一颗 广义的搜索树。 算法 1 TFCA 功能 基于分枝限界思想的团队构建算法的 主算法; 输入 TaskSet, SatSet, 初始的空团队 team0 ; 输出 最优团队 team best M 。 1) Begin 2) set team best M = ⌀,team = team0 3) TFOfEachTask(1,team,team best M ) 4) Return team best M 第 5 期 杨舒,等:一种面向任务的对地观测卫星 Agent 团队构建方法 ·655·
<<向上翻页向下翻页>>
©2008-现在 cucdc.com 高等教育资讯网 版权所有