空间站运营物资需求预测建模与仿真研究.pdf

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1、第２３卷第３期载人航天Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．３２０１７年６月ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅｆｌｉｇｈｔＪｕｎ．２０１７·工程技术·空间站运营物资需求预测建模与仿真研究１１２１刘承兰，叶东明，赵千川，李宏伟（１．载人航天总体研究论证中心，北京１０００９４；２．清华大学自动化系，北京１０００８４）摘要：针对空间站物资消耗多样化特点，建立了空间站离散类物资和连续类物资的消耗模型，从多个角度分析了现有预测方法在空间站物资补给预测中的适用性，并基于“离散与连续类物资相区别”的研究思路，对空间站连续类物资消耗预测方法进行理论分析和仿真验证。以航天食品为例，分析其在空间站长期运营期间的消

2、耗特点及规律，采用时间序列、因果回归等预测算法进行仿真对照分析，提出了与在轨任务相关联的空间站连续类物资需求预测方法。研究成果可为空间站运营物资补给预测深入研究提供参考。关键词：空间站运营；物资补给；需求预测；消耗建模；仿真中图分类号：Ｖ４１９文献标识码：Ａ文章编号：１６７４⁃５８２５（２０１７）０３⁃０２９０⁃０７ＲｅｓｅａｒｃｈoｎＭoｄｅlｉｎｇａｎｄＳｉｍｕlａｔｉoｎoｆＭａｔｅｒｉａlＤｅｍａｎｄＦoｒｅｃａｓｔｉｎＳｐａｃｅＳｔａｔｉoｎＯｐｅｒａｔｉoｎ１２２１ＬＩＵＣｈｅｎｇｌａｎ，ＹＥＤｏｎｇｍｉｎｇ，ＺＨＡＯＱｉａｎｃｈｕａｎ，ＬＩＨｏｎｇ

3、ｗｅｉ（１．ＭａｎｎｅｄＳｐａｃｅＳｙｓｔｅｍＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００９４，Ｃｈｉｎａ；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｍａｔｅｒｉａｌｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｉｓｖａｒｉｏｕｓ，Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｓｔｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｍｏｄｅｌｓｆｏｒｄｉｓｃｒｅｔｅｃｏｎｓｕｍｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｎｓｕｍｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓｉｎｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎ

4、ｗｅｒｅｅｓｔａｂ⁃ｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙｉｎｔｈｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｏｆｔｈｅｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｆｒｏｍｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｓｐｅｃｔｓ．Ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｎｓｕ⁃ｍｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓｗｅｒｅｐａｒｔｉｃｕｌａｒｌｙａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｖｅｒｉｆｉｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｏｆ“ｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｉｎｇｔｈｅｄｉｓ⁃ｃｒｅｔｅｃｏｎｓ

5、ｕｍｉｎｇａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｎｓｕｍｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓ”．Ｔｈｅｏｎ⁃ｏｒｂｉｔｓｐａｃｅｆｏｏｄｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｄｕｒｉｎｇｌｏｎｇ⁃ｔｅｒｍｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｆｏｒｅｃａｓｔａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｓｕｃｈａｓｔｈｅｔｉｍｅｓｅｒｉｅｓａｎｄｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｎｔｈｅｅｎｄ，ｔｈｅｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｏｎｓｕｍｉｎｇｓｕｐｐｌｉｅｓｒｅｌａｔｅ

6、ｄｔｏｏｎ⁃ｏｒｂｉｔａｃｔｉｖｉｔｉｅｓｗａｓｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｍａｙｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｏｆｓｕｐｐｌｙｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉｎｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｋｅｙｗoｒｄｓ：ｓｐａｃｅｓｔａｔｉｏｎｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ｍａｔｅｒｉａｌｓｕｐｐｌｙ；ｄｅｍａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔ；ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｎｇ；ｓｉｍ⁃ｕｌａｔｉｏｎ理论与方法的发展，使得对空间站在轨物资消耗１引言进行精确、定量化的描述，建立科学的在轨物资消［６⁃１０］空间站物资的及时、有效补给是

7、空间站安全耗预测机制和模型成为可能。而我国空间站稳定运行、航天员健康驻留及空间应用项目顺利物资补给预测存在历史样本数据有限、预测模型［１⁃３］实施的前提和保证。准确预测空间站物资补修正缺乏依据等问题，导致预测准确度和可信度给需求，对拟定补给计划、提高补给效率以及确保较低，预测结果难以起到支持决策的作用。目前［４⁃５］运营任务目标实现具有重要意义。现代预测关于空间站物资消耗和需求预测的研究还比较收稿日期：２０１６⁃０８⁃１５；修回日期：２０１７⁃０４⁃２４第一作者：刘承兰，女，博士，助理研究员，研究方向为空间站运营规划。Ｅ⁃ｍａｉｌ：ｌｉｕｃｈｅｎｇｌａｎ２０１０

8、＠１６３．ｃｏｍ第３期刘