Статья

Название статьи ПЛАНИРОВАНИЕ ЦЕЛЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ ГРУППИРОВКИ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МУЛЬТИАГЕНТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Автор П.О. Скобелев, В.К. Скирмунт, Е.В. Симонова, А.А. Жиляев, В.С. Травин
Рубрика РАЗДЕЛ I. ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ
Месяц, год 10, 2015
Индекс УДК 528.8
DOI
Аннотация Рассматривается задача построения плана целевого применения группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Критерием оценки эффективности расписания является оперативность доставки снимков потребителям, а также их разрешение. Допустимость полученного расписания определяется исходя из ограничений по интервалам видимости между космическими аппаратами, районами наблюдения и пунктами приема информации, объему запоминающего устройства, а также согласованности операций по съемке, хранению, передаче и приему данных. Используется мультиагентный подход к планированию, в котором искомое расписание строится как динамическое равновесие интересов агентов космических аппаратов, районов наблюдения и пунктов приема информации. При планировании учитываются динамически возникающие события, к числу которых относятся поступление новой задачи или изменение ее параметров, выход из строя космического аппарата или средства связи. Дано описание классов агентов и протоколов их взаимодействия. Процесс формирования искомого расписания разбивается на две стадии. На первой стадии агенты с помощью жадной стратегии формируют начальное допустимое расписание, на второй – пытаются улучшить текущее расписание путем построения цепочек перестановок операций. Приводится перечень конфликтных ситуаций, разрешающихся в процессе планирования. Описывается разработанная система планирования целевого применения группировки космических аппаратов. Приводятся результаты работы системы на тестовом наборе данных. Обосновываются преимущества мультиагентного подхода к управлению группировкой космических аппаратов дистанционного зондирования Земли.

Скачать в PDF

Ключевые слова Мультиагентные технологии; группировка космических аппаратов; дистанционное зондирование Земли; целевое применение; планирование; адаптивность.
Библиографический список 1. Макриденко Л.А., Боярчук К.А. Микроспутники. Тенденция развития. Особенности рынка и социальное значение // Вопросы электромеханики. Приборы и сферы использования космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Итоги и перспективы развития: Труды НПП ВНИИЭМ. – 2005. – С. 12-27.
2. Гончаров А.К., Чернов А.А. Планирование сеансов приёма информации с космических аппаратов орбитальной группировки при ограниченном количестве приёмных комплексов // Космонавтика и ракетостроение. – 2014. – № 3 (74). – С. 180-189.
3. Соллогуб А.В., Аншаков Г.П., Данилов В.В. Космические аппараты систем зондирования поверхности Земли. – М.: Машиностроение, 2009. – 368 с.
4. Globus A., Crawford J., Lohn J., Pryor A. Application of Techniques for Scheduling Earth-Observing Satellites // Proceedings of the 16th conference on Innovative applications of artificial intelligence. – 2004. – P. 836-843.
5. Xhafa F., Sun J, Barolli A., Biberaj A., Barolli L. Genetic algorithms for satellite scheduling problems // Mobile Information Systems. – 2014. – No. 8. – P. 351-377.
6. Iacopino C., Palmer P., Policella N., Donati A., Brewer A. How ants can manage your satellites // Acta Futura. – 2014. – No. 9. – P. 57-70.
7. Kebin G., Guohua W., Jianghan Z. Multi-Satellite Observation Scheduling Based on a Hybrid Ant Colony Optimization // Advanced Materials Research Vols. – 2013. – P. 532-536.
8. Yuqing Li, Rixin Wang, Minqiang Xu. Rescheduling of Observing Spacecraft Using Fuzzy Neural Network and Ant Colony Algorithm // Chinese Journal of Aeronautics. – 2014. – No 27. – P. 678-687.
9. Liu Xiaolua, Bai Baocunb, Chen Yingwua, Yao Fenga. Multi satellites scheduling algorithm based on task merging mechanism // Applied Mathematics and Computation. – 2014. – No. 230. – P. 687-700.
10. He Chuan, Liu Jin, Ma Manhao. A Dynamic Scheduling Method of Earth-Observing Satellites by Employing Rolling Horizon Strategy // The Scientific World Journal. – 2013.
11. Jianjiang Wanga, Xiaomin Zhua, Laurence Yangb, Jianghan Zhua, Manhao Maa. Towards dynamic real-time scheduling for multiple earth observation satellites // Journal of Computer and System Sciences. – 2015. – No. 81. – P. 110-124.
12. Karapetyana D., Minic S., Malladi K., Punnen A. Satellite downlink scheduling problem: A case study // Omega. – 2015. – No. 53. – P. 115-123.
13. Chong Wang, Jun Li, Ning Jing, Jun Wang, Hao Chen. A Distributed Cooperative Dynamic Task Planning Algorithm for Multiple Satellites Based on Multi-agent Hybrid Learning // Chinese Journal of Aeronautics. – 2011. – No. 24. – P. 493-505.
14. Rzevski G., Skobelev P. Managing complexity. – WIT Press: London-Boston, 2014. – 216 p.
15. Виттих В.А., Скобелев П.О. Метод сопряженных взаимодействий для распределения ресурсов в реальном масштабе времени // Автометрия. – 2009. – № 2. – С. 78-87.
16. Wooldridge M. An Introduction to Multiagent Systems. – 2nd edition. – John Wiley&Sons: London, 2009. – 486 p.
17. Skobelev P. Multi-Agent Systems for Real Time Resource Allocation, Scheduling, Optimization and Controlling: Industrial Application // 10-th International Conference on Industrial Applications of Holonic and Multi-Agent Systems. – 2013. – P. 1-14.
18. Belokonov I., Skobelev P., Simonova E., Travin V., Zhilyaev A. Multiagent planning of the network traffic between nanosatellites and ground stations // Procedia Engineering: Scientific and Technological Experiments on Automatic Space Vehicles and Small Satellites. – 2015. – No. 104. – P. 118-130.
19. Skobelev P., Simonova E., Ivanov A., Mayrov I., Travin V., Zhilyaev A.. Real time scheduling of data transmission sessions in the microsatellites swarm and ground stations network based on multi-agent technology // Proceedings of the 6th International Conference on Evolutionary Computation Theory and Applications (ECTA 2014). – 2014. – P. 153-159.
20. Соллогуб А.В., Скобелев П.О., Симонова Е.В., Царев А.В., Степанов М.Е., Жиляев А.А. Интеллектуальная система распределенного управления групповыми операциями кластера малоразмерных космических аппаратов в задачах дистанционного зондирования Земли // Информационно-управляющие системы. – 2013. – № 1 (62). – С. 16-26.

Comments are closed.