基于优先级规则与自适应NSGA-II的空间发射测控资源多任务动态调度方法
《Aerospace》:A Multi-Task Dynamic Scheduling Method for Space Launch TT&C Resources Based on Priority Rules and Adaptive NSGA-II
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时间:2026年07月01日
来源:Aerospace 2.5
摘要
为应对飞行型发射场景中空间遥测、跟踪与指令(TT&C)资源调度所面临的严格约束、多重目标以及高度动态性,本研究提出了一种动态调度方法,该方法将优先级规则与自适应多任务演化相结合。首先,构建了一个混合整数规划模型,用于描述固定设备与移动设备、不同的任务需求以及时空耦合约束,其优化目标为最小化总移动距离、部署设备的总数以及移动设备的数量。其次,设计了一种基于优先级的动态重调度机制,以便能够灵活插入紧急任务,并在必要时根据优先级规则调整冲突任务。第三,引入了改进版的NSGA-II算法,通过自适应种群调整、提前终止以及解码缓存等方式,提升多任务搜索的效率与收敛稳定性。最后,以典型的商业发射场景为基础建立了仿真实验,针对不同规模的三种静态任务场景进行测试;与标准NSGA-II相比,所提出的自适应NSGA-II方法始终能够生成可行的调度方案,同时将解决方案的时间分别减少了70.4%、62.7%和61.0%。在动态紧急任务插入场景中,该基于优先级规则的滚动重调度策略在所有三种情况下均能成功完成任务插入,在冲突较少的场景下可实现总移动距离为零,而在冲突较大的情况下仍显著优于固定时间直接插入策略。实验结果证明了该方法在飞行型发射操作中的TT&C资源调度方面的有效性、稳健性及工程应用价值。
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