基于禁忌搜索算法测地卫星任务调度研究

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1、Computer西画册e矗，lgandApp／／cat／ons计算机工程与应用2010，46(1)215基于禁忌搜索算法测地卫星任务调度研究左春荣-．．，王海燕mZUOChun-ron91'2,WANGHai-yanl’21．合肥工业大学计算机网络系统研究所，合肥2300092．过程优化与智能决策教育部重点实验室，合肥2300091．ComputerNetworkSystemInstitute，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China2．KeyLaboratoryofProcess

2、OptimizationandIntelligentDecision-making，MinistryofEducation，Hefei230009，ChinaE-mail：zuoehunrong@sina．cornZUOChun一．rong．WANGHal—Tan．Researchonschedulingofearthobservmgsatellitesbasedontaboosearchalgorithm．ComputerEngiineeringandApplications．2010。46(1)：215一,217,．Abstr

3、act：Theproblemofschedulingofearthobservingsatellitesisaddressed．．Thisschedulingtaskisadifficultoptimizationproblem，involvingmultipiesatellites，hundredsoftasks，constraintsonwhenandhowtoserviceeachtask．Thispaperanalyzesthemainconstraintsofthisproblem，constructsamulti-re

4、sourcesschedulingmodelwithtimewindowunderSomereasonableassumptionandgivesallimprovedtaboosearchalgorithmtosolvethemodel．Anexampleisgiventovalidatethemodelandalgorithm．AndthesolutionisanalyzedcomparativelywiththatofdynamicplanningmethodOilthisproblem．Keywords：schedulin

5、g；taboosearch；simulation；earthobservingsatellites摘要：研究测地卫星调度问题，它是一个复杂的组合优化问题，涉及多个卫星，大量的任务与约束限制，何时和如何执行每项任务。分析了问题的主要约束，在合理的假设基础上建立了带有时间窗口多资源调度问题模型，提出一种改进的禁忌搜索算法求解该模型。用实例对模型和算法进行了验证，并将结果与动态规划方法求解结果比较分析，结果表明模型和算法是有效的。关键词：调度；禁忌搜索；仿真；测地卫星DOI：lO．3778／j．issn．1002—8331．2010．0

6、1．064文章编号：1002．一8331(2010)01-0215-03文献标识码：A中图分类号：TP391随着科学技术的进步，卫星应用技术迅速发展，用户对卫星应用需求急剧增加，有限卫星资源是无法满足其全部需求。因此对卫星任务进行优化iI司度足迫切需要的。卫星任务调度问题是—个基了约束的资源优化问题，即根据用户对卫星应用任务的需求，在满足时J’日J窗口约束的条件下，将有限的卫星资源进行优化配置，对信息的获取、处理传输活动进行优化调度，通常以在给定的时I'日J内，完成最多的任务，或者在考虑任务的权重时，最大化完成任务的权重之和最大，

7、决策出最大化满足用户需求的资源分配和活动调度方案，使其损失降到最低。近年来，在卫星地面站任务调度优化方面涌现了不少新思路和新方法，如贪婪算法¨l(GA)和动态规划算法【4等。提出了一种基于禁忌搜索算法来求解卫星地面站任务调度优化问题的方法，建立了数学模型，设计了相应的求解算法及程序，并将该算法用文献f2】的算例进行了测试。结果表明，提出的优化方法是可行、有效的。l问题描述及模型建立1．1问题描述卫星网络中包括不同种类的卫星，比如可见光，红外等等。卫星的任务主要导航定位、空间预警任务、目标侦察、空间测绘、气象观测、通讯应用、电子侦察

8、与电子对抗、打击评估等等。描述任务的属性主要是完成时I’日j和优先级。由于卫星调度问题是一个非常复杂的问题，不可能考虑所有的实际约束条件，为了便于研究，通常需要进行抽象和简化。假设任务是在事先已知的指定区域进行。对于多任务将其分解成多个单个子任务来