[发明专利]一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法

摘要

本发明公开了一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法，首先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，根据紧急救灾任务需求确定时间协同目标及协同顺序，将时间协同目标及与之有关的各架飞机的空闲时区之间的时态逻辑关系用代数方法表示，按照时间协同目标、协同顺序及与之有关的时区的时态逻辑数学表达式进行逻辑判别，给出满足协同目标的飞机及可用时区，直到所有协同目标得到满足。本发明降低了计算机编码的复杂度，提高了运算的速度，能够自动协同。

主权项

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Xi＝[sxi，exi]，其中exi≥sxi，i＝1，2，…n，sxi表示第i架飞机空闲时段的起始时刻，exi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|Xi|＝exi‑sxi；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Xi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Xj必须包含第i架救援飞机的任务空闲时区Xi；此时，时间协同的子目标及其协同顺序可确定为：先实现Xi Before M，再实现Xi During Xi(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Xj必须满足在第i架飞机的任务空闲时区Xi之前，即Xi Before Xj(i≠j)，那么协同目标成立的条件为[sxi]＜[exi]＜[sxj]＜[exj]，然后对比步骤三列出的第i架和第j架飞机的空闲时区Xi＝[exi，exi]和Xj＝[sxj，exj]之间的时态逻辑关系Ri(Xi，Xj)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Xj与第i架飞机的任务空闲时区Xi前后衔接，即Xi Meets Xj(i≠j)，那么协同目标成立的条件为[sxi]＜[exi]＝[sxj]＜[exj]，然后对比步骤三列出的第i架和第j架飞机的空闲时区Xi＝[sxi，exi]和Xj＝[sxj，exj]之间的时态逻辑关系Ri(Xi，Xj)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。