数据驱动的多星任务网络预测调度算法

多星任务调度是具有NP-hard特性的优化问题,随着卫星资源规模和任务需求规模的双重增长,传统调度方法求解效率不高.在轨卫星在常年运行过程中积累了丰富的调度数据.针对大规模多星任务调度场景,建立多星多波束任务调度模型,并提出数据驱动的多星任务网络预测调度算法对其求解.以分割的思想,实现多星场景下任务可调度性预测.从历史调度数据中,提取设定的3个静态特征和5个动态特征,构建并训练预测网络,预测任务被不同卫星完成的概率,并以冲突避免、负载均衡等为原则,得到初始任务和资源卫星的分配方案.进一步设计双链结构的进化算法,以双链编码形式表征上述关系,配合设计的交叉、修复等进化算子,优化初始方案中的任务序列与资源分配关系,输出最终任务调度方案.仿真结果表明,与改进蚁群算法、混合遗传算法和数据驱动并行调度算法相比,所提出算法在运行时间、方案收益和卫星负载均衡3方面均有较好的表现.     

基于蚁群算法的卫星地面站任务规划方法

卫星在运行过程中,与地面站之间存在许多可见窗口,只有在可见窗口之内,地面站才能直接对卫星进行观测和操作,因此,如何合理调度地面站资源,实现最大化利用星地可见窗口是一个重要的课题。本文定义卫星与地面站之间的可见窗口为任务集合,将蚁群算法应用于构造有效的任务调度序列,求解任务最大执行时间,即可利用的可见窗口时间最长。实验数据显示,蚁群算法有着优良的调度结果,同时其调度结果亦优于FCFS和贪婪算法。由此可以看出,该算法能有效求解卫星地面站任务调度问题。     

卫星任务调度统一化建模与多策略协同求解方法

针对卫星任务调度“一星一系统”、测运控分离的现状,以卫星执行任务产生的星上独立事件和星地协同事件作为调度对象,以事件可执行时机作为调度资源,建立卫星任务调度统一化约束满足模型,将传统运控任务调度与测控任务调度纳入统一的建模方法.为保障模型的通用性和适应性,设计包含构造启发式、智能优化和针对性算法改进的多策略协同求解方法,搭建卫星任务调度算法与调度模型松耦合、模块化的系统架构.实验测试表明,所提出方法能够弥补传统模型在敏捷遥感卫星任务调度和高轨卫星测控调度场景下的局限性,在Benchmark问题和实际应用场景中均表现出良好的适用性和优化效果.     

一种基于遗传—蚁群算法的网格任务调度策略*

针对遗传调度算法局部求解能力不足、容易早熟和退化的问题,以及蚁群调度算法初始搜索阶段效率低下的缺陷,充分应用遗传算法全局搜索能力较好和蚁群算法求解精度较高的优势,提出了一种基于遗传-蚁群算法的网格任务调度策略.该方法集成了遗传算法和蚁群算法的双重优点.仿真测试结果表明,提出的网格任务调度方法总体上优于遗传算法和蚁群算法...     

基于免疫原理的网格任务调度算法

针对网格资源管理的任务调度问题,提出一种网格任务免疫调度算法。算法遵循克隆选择、亲和度成熟2个免疫原理,求解网格任务调度问题的全局最优解。讨论种群代数设置和算法参数的设置对该算法性能的影响。仿真实验结果表明,与传统的网格任务调度算法相比,该算法具有任务调度速度快、资源分配时间短、运行稳定等优点。     

卫星数据分布式处理平台中并行调度技术的研究

由于卫星数据处理的特殊性,现有的任务调度算法均无法取得良好的效果。针对上述问题,本文对卫星数据分布式处理平台中的任务调度进行了深入研究,提出了资源槽的概念,并在此基础上提出了基于资源槽的并行调度技术。实验表明,采用基于资源槽的并行调度技术,极大地提高了系统资源的利用率和任务的响应速度,并有效改善了系统负载的均衡性。     

卫星自主与协同任务调度规划综述

如何利用有限的星上资源执行复杂繁重的空间任务长期以来备受关注,随着卫星载荷能力不断提升,响应时间要求不断缩短,卫星自主与协同任务调度规划研究的重要性逐渐增大.本文从单星任务调度规划为起点,对单星地面离线任务调度规划、单星星上在线任务调度规划、单星星地一体化自主任务调度规划研究现状进行梳理与分析,然后延展至多星领域,综述了多星地面离线协同任务调度规划、多星星上在线协同任务调度规划、多星星地一体协同任务调度规划研究现状.最后,对卫星自主与协同任务调度规划研究进行了总结与展望.     

车辆移动云可靠性任务调度

车辆移动性使得移动车辆云中的任务调度可靠性问题变得尤为复杂。针对这一问题,提出一种基于混合整数线性规化最优化方法的云任务调度算法。借助于MapReduce构建车辆云任务的调度模型,并设计一种复杂度更低的启发式调度方法,在有效降低任务执行延时的同时,确保了任务调度的可靠性。通过在网络仿真器NS3中运行城市道路环境下的MapReduce应用,对算法的调度结果进行性能评估。结果表明,与同类的车辆云中的调度方法相比,该算法在作业平均执行时间、作业调度成功率、系统吞吐量及任务执行开销等性能指标上均优于对比算法。     

基于均衡适应度的云工作流调度算法

针对工作流任务调度优化问题,提出一种云工作流任务调度遗传算法。为了寻找工作流执行时间与执行代价的同步最优解,建立了遗传调度模型。在个体编码方面,采用了一种二维排列编码方法,可以更好地展现工作流任务间的执行次序;综合考虑任务执行代价与最早完成时间两个因素,设计了一种均衡适应度函数;为了丰富种群个体多样性,引入三种遗传交叉操作和两种遗传变异操作,以产生新的个体,增加了最优解的求解概率。通过数值仿真实验,在多个性能指标上对算法进行分析。结果表明,该调度算法能更好地平衡执行代价与调度效率,性能优于同类算法。     

基于改进蚁群算法的成像卫星调度方法

成像卫星调度问题中约束条件数量众多且复杂,战场环境中,快速决策的要求增加了成像卫星任务调度的难度。针对这个问题,提出了一种加入精英策略的改进蚁群算法的多卫星成像调度方法,对算法的状态转移规则、信息素更新规则做了详细描述;并提出了基于启发式规则的任务路径处理流程,以此产生调度方案,评价路径优劣,反馈给蚂蚁路径搜索阶段。通过实例计算,并与贪婪算法和遗传算法结果对比,说明本方法能够获得更高质量的求解结果。     

面向多星任务规划问题的改进遗传算法

卫星数量的快速增加为管控卫星的工作增加了很大的难度,如何有效地进行任务规划,有效管理卫星资源,成为了卫星领域的一个重要问题.针对此问题,本文构建了多星任务规划的数学模型,将最大化任务收益作为优化目标.本文分析了问题的难点并提出了一种包含两种优化策略的改进遗传算法,包括全局优化和局部优化两部分.全局优化和局部优化根据种群改进情况进行自适应切换.通过两种优化方法的结合可以提升任务规划的效果.本文还提出了一种任务规划算法,用于为改进遗传算法得到的任务序列选择合适的任务执行时间.仿真实验证明本文提出的改进遗传算法可以很好地解决多星任务规划问题,与对比算法相比可以得到更优的规划结果.改进遗传算法有很好的工程应用前景.     

面向深空探测任务的实数遗传编码多星任务规划算法

针对面向深空探测任务的多星任务规划问题,综合考虑卫星对目标时间窗口、卫星姿态机动以及工作能耗等约束条件,建立了面向深空探测任务的多星任务规划问题模型,针对常规01编码在进行大规模卫星任务规划时,存在的编码长度过长等问题,提出了一种基于实数编码方式的遗传算法,以求解面向深空探测的多星任务规划问题.该算法采用了一种以目标为染色体的实数编码方式,相比传统的以时间窗口为染色体的01编码方式,缩短了染色体长度,可有效提高算法的求解效率.通过仿真算例分析,验证了基于实数编码的遗传算法对求解多星任务规划问题的正确性、合理性和有效性,并将其与基于传统01编码方式的遗传算法进行对比分析,其结果表明基于实数编码方式的遗传算法在寻优能力和计算速度上具有明显优势,这为求解面向深空探测任务的多星任务规划问题提供了一种新的思路和方法.     

基于GA-PSO的天基预警系统资源调度方法

为解决天基预警系统中的卫星资源调度问题,从预警任务特点出发,在对预警任务进行分解的基础上,建立了资源调度模型．结合传统遗传算法（GA）和粒子群算法（PSO）的优点,采用一种混合遗传粒子群（GA-PSO）算法来求解资源调度问题．该算法在解决粒子编解码问题的前提下,将遗传算法的遗传算子应用于粒子群算法,改善了粒子群算法的寻优能力．实验结果表明,提出的算法能有效解决多目标探测时天基预警系统的资源调度问题,调度结果优于传统粒子群算法和遗传算法．     

多星任务规划系统调度结构

多星调度结构设计是构建多星任务规划系统的基础,该文提出分布式的多星调度结构,将调度功能分为2个模块——负责搜索控制等功能的核心控制模块和只负责与单个卫星信息相关功能的扩展模块。该结构便于处理各个卫星的约束,利于系统扩展、维护。扩展模块可以并行运行,提高系统运行效率。以多星调度的禁忌搜索算法为例,分析模块之间的关系,为未来多星任务规划系统建设提供了有力支撑。     

改进的SAGA算法在变电站巡检作业调度中的应用

针对多资源约束条件下变电站巡检作业调度问题,根据巡检成员的位置、当前任务、任务详情、待执行任务、巡检设备、设备历史巡检记录等因素,构建数学模型,并在此模型基础上提出一种改进的遗传算法。该算法解决了传统遗传算法陷入局部最优解的问题,且具有收敛速度快的特点。实验结果表明,SAGA算法在解决变电站巡检作业调度问题方面要优于GA算法,且具有更高的求解效率。      

基于遗传算法的动态资源调度问题研究

建立了无人作战飞机任务规划问题的数学模型，提出了分层递阶的任务规划系统结构．针对任务规划的核心资源调度问题，设计了基于遗传算法的动态资源调度算法，有效地解决了多无人作战飞机的资源调度问题，计算结果表明了算法的有效性．     

基于改进遗传算法的星地任务优化调度研究

星地任务优化调度是利用特定的星地资源合理地安排星地任务。由于星地任务众多而资源有限,而且星地任务受星地可见性以及多方面约束,星地任务调度问题十分复杂。针对星地任务的特点,建立了星地任务调度问题模型,提出了基于改进遗传算法的星地任务优化调度算法。算法采用按适应度排名轮盘赌选择、顺序交叉、随机对换变异的算法要素。针对遗传算法局部搜索能力弱的特点,提出了利用爬山算法优化新一代个体的方法,以增强遗传算法的局部搜索能力,给出了基于改进遗传算法的星地任务调度算法。     

基于模糊优化的物流配送路径(MLRP)问题研究

研究采用嵌入模糊决策规则的遗传算法（即模糊优化方法）求解物流配送多目标定位-运输路线安排问题（MLRP）,重点考虑了时间和运输成本两个目标的MLRP的求解方法.该算法分成3个阶段,首先利用遗传算法对初始种群搜索选择优化配送路径;然后应用配送网络调度算法综合评价来确定配送路径中的关键路径和非关键路径;最后根据模糊决策规则计算其各个调度相应的指标,并对已挑选出来的染色体中的某些位基因进行调整,以提高算法的收敛性.计算机仿真结果证明了将此混合算法用于求解中、小规模物流配送问题的有效性.