[发明专利]面向静态目标观测的空天异构对地观测资源协同调度方法

权利要求书

1.面向静态目标观测的空天异构对地观测资源协同调度方法，其特征在于，所述方法应用于多Agent分层协同调度框架，所述多Agent分层协同调度框架包括输入层、协同层、子规划中心层和观测资源层，所述输入层接收和处理用户所提交的观测请求，协同层将观测任务派发给子规划中心层的各子规划中心，所述子规划中心根据其所分配到的任务制定具体的观测计划，所述观测资源层按照观测计划执行观测任务，所述子规划中心层包括多个卫星子规划中心、多个无人机子规划中心和一个虚拟子规划中心，所述方法包括以下步骤：

在任务分配阶段，制定任务分配方案分配给各个卫星子规划中心或无人机子规划中心；为了生成一个较好的初始解，根据资源能力优先级分配任务，优先将任务分配给卫星子规划中心，其次再将卫星子规划中心未规划的任务分配给无人机子规划中心；

在资源调度阶段，所述卫星子规划中心或无人机子规划中心根据资源能力和任务需求制定最优的资源观测方案对分配到的任务进行规划；

剩下未被规划的任务，将其分配到所述虚拟子规划中心，所述虚拟子规划中心采用基于动态邻域结构调整算法的模拟退火算法选择三种邻域结构，所述邻域结构包括随机选择算子、贪婪选择算子和概率选择算子，求解空天异构对地观测资源协同调度问题，所述卫星子规划中心或无人机子规划中心重新制定资源调度方案，生成最终的最优任务分配方案和资源观测方案；

所述动态邻域结构调整算法如下：假设pro_i是选择邻域结构i，i∈1，2，3被选择的概率，在算法初始时，设置pro₁＝α、pro₂＝β、pro₃＝γ满足下式：

α+β+γ＝1

0＜α，β，γ＜1

每隔一定的迭代次数Iter，通过下式更新每个邻域结构被选择的概率：

其中，ρ表示惯性权重，Sel_i表示最近Iter次迭代过程中，第i个邻域结构被选中的次数，表示利用第i个邻域结构当前解的质量获得提升的次数，表示利用第i个邻域结构获得比历史上最好解质量更高的解的次数，τ₁和τ₂分别是的权重。

2.根据权利要求1所述的面向静态目标观测的空天异构对地观测资源协同调度方法，其特征在于，假设M_O是虚拟子规划中心的编号，M_i和M_j分别是从卫星子规划中心集合和无人机规划中心集合中随机选择的两个子规划中心的编号，M_i，M_j∈M，M为资源集合，Tasks_O、Tasks_i和Tasks_j分别表示子规划中心M_O、M_i和M_j规划的任务集合；所述随机选择算子的步骤如下：

从子规划中心M_i的任务集合Tasks_i中随机选择sub_i个任务分配给虚拟子规划中心M_O，即加入到Tasks_O中；

从子规划中心M_j的任务集合Tasks_j中随机选择sub_j个任务分配给子规划中心M_i的任务集合Tasks_i；

子规划中心M_i针对任务集Tasks_i调用资源调度算法重新制定资源观测计划，将任务集Tasks_i中未被规划的任务拆分出来，设为UTask_sub1；

从虚拟子规划中心M_O的任务集Tasks_O中取出sub_O个任务，再与UTask_sub1合并分配给子规划中心M_j的任务集Tasks_j中；

子规划中心M_j针对任务集Tasks_j调用资源调度算法重新制定资源观测计划，将任务集Tasks_j中未被规划的任务拆分出来，设为UTask_sub2；

将子规划中心M_j未被规划的任务UTask_sub2分配给虚拟子规划中心M_O的任务集Tasks_O中；

任务分配方案调整完毕，获得新解。