[发明专利]一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法

权利要求书

1.一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤一：确定各架飞机可执行任务的空闲时段以及紧急任务的最后时限，并用时区以及时间点的形式进行表示；

所述的时区即时间区间X_i＝[sx_i，ex_i]，其中ex_i≥sx_i，i＝1，2，…n，sx_i表示第i架飞机空闲时段的起始时刻，ex_i表示第i架飞机空闲时区的结束时刻，则第i架飞机的时区长度|X_i|＝ex_i-sx_i；所述的时间点M＝[sM，eM]＝[px，px]，其中px表示紧急任务的最后时限，此时|X|＝0；

设两架飞机的空闲时区X和Y之间的时态逻辑关系为Ri(X，Y)，其中

Ri∈{Before，Meets，Overlaps，Starts，During，Finishes，Equals}

下面给出这7种时态逻辑关系的定义：

①X Before Y：表示时区X在Y之前，并且它们彼此不重叠；

②X Meets Y：表示时区X在Y之前，X的结束点是Y的开始点；

③X Overlaps Y：表示时区X在Y之前开始，且X、Y之间有重叠；

④X During Y：表示时区X完全包含在Y中，X、Y可在端点处重合；

⑤X Finishes Y：表示时区X、Y的结束点重合；

⑥X Starts Y：表示时区X、Y的开始点重合；

⑦X Equals Y：表示X、Y是两个相等的时区；

在①～⑦的基础上，加上①～⑥中X、Y交换构成的逆关系，所以任意两架飞机的空闲时区之间共有13种时态逻辑关系；此外，点和点之间则有Before和Equals关系，而点和时区则存在Before、Starts、During和Finishes关系；

步骤二：根据紧急救灾任务需求确定时间协同目标及协同顺序，其中时间协同目标采用时区或时间点之间的时态逻辑关系来表示；

所述的时间协同目标是指由任务需求决定的，各架飞机空闲时区与紧急任务的最后时限之间的时态逻辑关系；本发明的时间协同目标为：执行救援的第i架飞机的任务空闲时区X_i必须满足在任务最后时限M之前，同时执行保障任务的第j架飞机的任务空闲时区X_j必须包含第i架救援飞机的任务空闲时区X_i；此时，时间协同的子目标及其协同顺序可确定为：先实现X_i Before M，再实现X_i During X_i(i≠j)；

步骤三：根据步骤一中定义的7种最基本的时态逻辑关系，可以列出时区X和Y之间时态逻辑关系的代数表达式，如下表所示

(1)当X和Y均为长度非零的时区：X＝[sx，ex]，Y＝[sy，ey]，sx＜ex，sy＜ey时，有Ri(X，Y)∈{Before，Meets，Overlaps，Starts，During，Finishes，Equals}

时态逻辑关系    数学表达式

X Before Y：    [sx]＜[ex]＜[sy]＜[ey]

X Meets Y：     [sx]＜[ex]＝[sy]＜[ey]

X Overlaps Y：  [sx]＜[sy]＜[ex]＜[ey]

X Starts Y：    [sx]＝[sy]＜[ex]＜[ey]

X During Y：    [sy]＜[sx]＜[ex]＜[ey]

X Finishes Y：  [sy]＜[sx]＜[ex]＝[ey]

X Equals Y：    [sx]＝[sy]＜[ex]＝[ey]

(2)X和Y均为时间点：X＝[px]，Y＝[py]，sx＝ex＝px，sy＝ey＝py时，有Ri(X，Y)∈{Before，Equals}

时态逻辑关系    数学表达式

X Before Y      [px]＜[py]

X Equals Y      [px]＝[py]

(3)X为时间点，Y为时区：X＝[px]，Y＝[sy，ey]，sx＝ex＝px，sy＜ey时，有Ri(X，Y)∈{Before，，Starts，During，Finishes}

时态逻辑关系    数学表达式

X Before Y      [px]＜[sy]＜[ey]

X Starts Y      [px]＝[sy]＜[ey]

X During Y      [sy]＜[px]＜[ey]

X Finishes Y    [sy]＜[px]＝[ey]

Y Before X      [sy]＜[ey]＜[px]

步骤四：针对步骤二确定的时间协同目标，依照步骤三中表格列出的各种时态逻辑关系的数学表达式，给出协同目标成立的条件；

(1)当时间协同目标为要求第j架飞机的任务空闲时区X_j必须满足在第i架飞机的任务空闲时区X_i之前，即X_i Before X_j(i≠j)，那么协同目标成立的条件为[sx_i]＜[ex_i]＜[sx_j]＜[ex_j]，然后对比步骤三列出的第i架和第j架飞机的空闲时区X_i＝[ex_i，ex_i]和X_j＝[sx_j，ex_j]之间的时态逻辑关系Ri(X_i，X_j)的代数表达式，判断该两架飞机是否满足时间协同目标；

(2)当时间协同目标为要求第j架飞机的任务空闲时区X_j与第i架飞机的任务空闲时区X_i前后衔接，即X_i Meets X_j(i≠j)，那么协同目标成立的条件为[sx_i]＜[ex_i]＝[sx_j]＜[ex_j]，然后对比步骤三列出的第i架和第j架飞机的空闲时区X_i＝[sx_i，ex_i]和X_j＝[sx_j，ex_j]之间的时态逻辑关系Ri(X_i，X_j)的代数表达式，判断该两架飞机是否满足时间协同目标；

步骤五：重复执行步骤三和步骤四，直到所有协同目标得到满足，则时间协同工作完成；从满足时间协同目标的飞机中确定可以进行时间协同的飞机，然后取这些飞机空闲时区的并集，确定时间协同的时区。