J.伯杰。;Lo，N。;M.巴考伊。 QUEST–多卫星调度问题的新二次决策模型。 （英语） Zbl 1458.90257号 计算。操作。物件。 115，文章ID 104822，18 p.（2020）. 摘要：对地球观测卫星图像的需求在多个领域中普遍存在并迅速增长，突出了在地面和机载限制条件下优化卫星图像采集/收集时间表的关键问题。尽管报道了多种解决NP-hard多卫星调度问题的方法(米-SatSP），严重的局限性仍然普遍存在，在很大程度上忽视了问题结构开发和/或领域知识。假设有一些约束条件，问题建模（或范围）通常局限于简单的跟踪卫星星座组成角度，并且往往过于简化复杂的足迹覆盖范围。因此，适当地反映特设卫星星座复杂运动学行为的问题任务分解仍然难以捉摸。已知的方法也无法提供有价值的解决方案优化差距估计，以客观地确定最佳计算解决方案和/或控制解决难题实例的运行时执行。本文提出了一种求解单目标静态问题的新方法米-建议使用SatSP。它基于使用数学规划的网络流量优化。与以前的方法不同，QUEST（QUAadrially constrainEd Ed program Solver Technology）依赖于一个可靠的替代近似目标函数和精确问题解决技术的开发。QUEST从领域知识和问题结构考虑出发，将问题建模推广到成功处理虚拟星座，避免了传统区域覆盖分解方案的不当使用。该决策模型同时捕获了各种任务的覆盖近似、成像成功不确定性和质量。它还包括新的和可选的约束，同时包含集合值的可接受上限。一种QUEST变体依赖于“延迟奖励”在移动选择上桥接有希望的搜索区域，进一步显示了优化差距的减少，并提供了额外的加速。计算结果证明，QUEST具有成本效益，并且优于从最著名的方法中衍生出的一些最新基线方法米-SatSP程序。它相对地展示了可测量的收集和运行时增益，并为难题的最佳解决方案提供了严格的上限。 引用于2文件 MSC公司： 90B35型 运筹学中的确定性调度理论 90 C90 数学规划的应用 关键词：多卫星调度;收集;混合整数二次规划 软件：CPLEX公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Berger}等人，计算。操作。第115号决议，文章ID 104822，18页（2020年；Zbl 1458.90257） 全文： 内政部 参考文献： [1] 瓦兹奎兹·阿尔瓦雷斯，A.J。；Erwin，R.S.，《最佳卫星范围调度导论》（2015），施普林格出版社·Zbl 1333.49002号 [2] Wu，G。；刘杰。；马，M。；Dishan，Q.，考虑对地观测卫星任务聚类的两阶段调度方法，计算。操作。Res.，40，7，1884-1894（2013）·Zbl 1348.90457号 [3] Wang，J。；Demeulemeter，E。；胡，X。；邱，D。；Liu，J.，云不确定性下多颗对地观测卫星的精确和启发式调度算法，IEEE系统。J.，1-12（2018） [4] Verfaillie，G.，《地球监视和观测卫星的规划和调度活动：基于约束的观点》（ICAPS 2013暑期学校，意大利佩鲁贾（2013）） [5] Verfaillie，G。；Lemaêtre，M.，地球观测卫星和星座规划活动指南：从离线地面规划到在线星上规划（ICAPS 2006，英国坎布里亚英吉利湖区，2006年） [6] Lemaêtre，M.，《选择和安排敏捷卫星的观测》，Aerosp。科学。技术。，367-381（2002年） [7] 牛，X。；Tang，H。；Wu，L.，大面积灾害应急响应的多卫星观测调度，国际档案。照片。远程传感器空间。信息科学。，1327-1331（2018），中国 [8] 朱，X。；陈，Y。；Lining，X.，敏捷地球观测卫星调度的分支定界算法，Discret。动态。Nat.Soc.，2017（2017），文章ID 7345941·Zbl 1453.90235号 [9] Nelson，F.，《使用列生成的成像卫星星座调度优化》（2012年），乔治梅森大学，Volgenau工程学院系统工程和运筹学系，博士论文 [10] Wang，J。；Demeulemeter，E。；邱，D.，云不确定性下多颗对地观测卫星的纯主动调度算法，计算。操作。第74号决议，1-13（2016年）·Zbl 1349.90895号 [11] Luo，K.，卫星测距调度的高性能技术，计算机。操作。决议，85，12-21（2017）·Zbl 1458.90327号 [12] Spangelo，S.公司。；卡特勒，J。；Gilson，K。；Cohn，A.，单卫星多地面站通信问题的基于优化的调度，计算。操作。决议，57，1-16（2015）·Zbl 1348.90314号 [13] Marinelli，F。；Nocella，S。；罗西，F。；Smriglio，S.，《资源约束下卫星测距调度的拉格朗日启发式算法》，计算。操作。研究，38，11，1572-1583（2011）·Zbl 1210.90045号 [14] 平托，M。；Barros，A。；努门，R。；Gelder，P。；Tessensohn，T.，《给定运营约束的规划范围内综合卫星星座调度的新模型提案》（第七届运营研究与企业系统国际会议论文集（2018）），312-319 [15] Augenstein，S.，地球成像卫星星座的最佳调度，以实现最大数据吞吐量和高效的人类管理，（第二十六届国际自动规划与调度会议论文集（2016）），345-352 [16] Wang，Y.，空间信息网络中对地观测的多源坐标调度，IEEE J.Sel。公共区域。，36, 2, 268-279 (2018) [17] Song，Y。；黄，D。；Zhou，Z.，敏捷成像卫星的应急任务自主规划方法，EURASIP J.Image Video Proc。，29, 2-11 (2018) [18] 朱，X。；陈，Y。；Tan，Y.，敏捷地球观测卫星机载调度的一种任意分支定界算法，Adv.Space Res.，1，1-15（2017）·Zbl 1453.90235号 [19] 梅拉德。；Verfaillie，G。；普拉特，C。；Jaubert，J。；Lhermitte，J.，敏捷地球观测卫星的适应性数据下载时间表，J.Aerosp。计算。信息通信。，13, 3, 1-21 (2016) [20] 牛，X。；Tang，H。；Wu，L。；邓，R。；Zhai，X.，成像持续时间嵌入式地球观测卫星突发事件动态调度，数学。问题。工程，2015，1-31（2015），文章ID 731734·Zbl 1394.90296号 [21] Wang，J。；朱，X。；Yang，T。；朱，J。；Ma，M.，《朝向多颗对地观测卫星的动态实时调度》，J.Compute。系统。科学。，81, 110-124 (2015) [22] 翟，X.，动态应急任务的鲁棒卫星调度方法，数学。问题。工程，2015，9，1-20（2015） [23] 邱，D。；他，C。；刘杰。；Ma，M.，采用滚动地平线策略的地球观测卫星动态调度方法，科学。《世界杂志》，2013（2013） [24] Galceran，E。；Carreras，E.，机器人覆盖路径规划调查，机器人。自动。系统。，61, 12, 1258-1276 (2013) [25] 瓦斯克，M。；Hao，J.，地球观测卫星每日照片调度的逻辑约束背包公式和禁忌算法，计算。最佳方案。申请。，20, 2, 137-157 (2001) ·Zbl 0983.90082号 [26] 瓦斯克，M。；Hao，J.，SPOT 5每日照片调度问题的上限，J.Comb。最佳。，7, 1, 87-103 (2003) ·Zbl 1046.90030号 [27] Wolfe，J。；Stephen，S.E.，《应用于地球观测系统领域的三种调度算法》，Manag。科学。，46, 1, 148-168 (2000) ·Zbl 1231.90286号 [28] Lemaêtre，M。；Verfaillie，G。；Jouhaud，F。；Lachiver，J.M。；Bataille，N.，《如何管理新一代灵活的地球观测卫星》（2000年国际空间人工智能、机器人技术和自动化研讨会论文集） [29] Verfaillie，G。；Schiex，T.，动态约束满足问题中的解决方案重用，（第十二届全国人工智能会议论文集（AAAI'94）（1994）），307-312 [30] 加布里埃尔，V。；Moulet，A。；穆拉特，C。；Paschos，V.T.，《使用图论概念解决卫星拍摄规划问题的新单一模型和推导算法》，Ann.Oper。决议，69，115-134（1997）·兹比尔0880.90092 [31] 加布里埃尔，V。；Vanderpooten，D.，《调度地球观测卫星的多准则图中有效路径的枚举和交互式选择》，Eur.J.Oper。Res.，139，3353-542（2002年）·Zbl 0995.90047号 [32] Sarkheyli，A。；Vaghei，B.G。；Bagheri，A.，地球观测卫星调度中的新禁忌搜索启发式，（第二届国际软件技术与工程会议（ICSTE'10）（2010）） [33] Zufferey，N。；Amstutz，P。；Giacari，P.，卫星范围调度问题的图形着色方法，J.Sched。，11, 4, 263-277 (2008) ·Zbl 1168.90481号 [34] Wang，J。；Jing，N。；李，J。；Chen，Z.H.，地球观测卫星的多目标成像调度方法，（第九届遗传与进化计算年会论文集（GECCO’07）（2007）），2211-2218 [35] Benoist，T。；Rottembourg，B.，卫星调度问题中收入最大化的上限，4OR-Q.J.Oper。第2、3、235-249号决议（2004年）·Zbl 1136.90538号 [36] 哈贝特，D。；Vasquez，M.，用一致的邻域启发式解决卫星照片的选择和调度问题（第十六届IEEE人工智能工具国际会议（ICTAI'04）（2004）） [37] Habet，D.，Tabu search to solve real life combination optimization problems:a case of study，（Abraham，a.；Hassanien，AE；Carvalho，AP，《计算智能基础》，3（2009），Springer），129-151 [38] 哈贝特，D。；瓦斯奎兹，M。；Vimont，Y.，《确定敏捷地球观测卫星照片调度问题的最佳方案》，计算。最佳方案。申请。，47, 2, 307-333 (2010) ·Zbl 1200.90075号 [39] Liao，D。；唐寅，带随机天气条件预报的卫星成像顺序调度，（IEEE系统、人与控制论国际会议论文集，3（2005）），2524-2529 [40] Liao，D。；Tang，Y.，地球观测卫星成像订单调度，IEEE Trans。系统。人类网络。，37, 5, 794-802 (2007) [41] Lin，W。；刘，C。；Liao，D。；Lee，Y.，地球观测卫星的每日成像计划，（IEEE系统、人与控制论国际会议论文集，2（2003）），1886-1891 [42] Lin，W。；Liao，D.，卫星成像调度的禁忌搜索算法，（IEEE系统、人与控制论国际会议论文集，2（2004）），1601-1606 [43] Lin，W。；Chang，S.，卫星成像调度的混合算法，（IEEE系统、人与控制论国际会议论文集，3（2005）），2518-2523 [44] Lin，W。；廖博士。；刘，C。；Lee，Y.，地球观测卫星的每日成像计划，IEEE Trans。系统。人类网络。A、 35、2、213-223（2005） [45] 比安切西，N。；Righini，G.，用于规划和调度地球观测SAR星座的数学规划算法，（第五届空间规划和调度国际研讨会论文集（IWPSS'06）（2006）） [46] 比安切西，N。；Laporte，G.，《地球观测卫星的多卫星、多轨道和多用户管理的启发式方法》，Eur.J.Oper。第177、2、750-762号决议（2007年）·Zbl 1102.90327号 [47] 加布里埃尔，V。；Murat，C.，对地观测卫星任务规划的数学规划，（TA Ciriani；G.Fasano；S.Gliozzi；R.Tadei，R.，《空间和空中作战研究》（2003），施普林格出版社），103-122·Zbl 1051.90533号 [48] Gablel，V.，《加强日常卫星任务规划的0-1线性公式》，J.Comb。最佳。，11, 3, 341-346 (2006) ·Zbl 1255.90138号 [49] Hall，N.G.，杂志MJ。最大限度地发挥空间任务的价值，Eur.J.Oper。研究，78，2，224-241（1994）·Zbl 0813.90078号 [50] Bensana，E。；Verfaillie，G。；阿涅塞，J.C。；北巴塔利。；Blumestein，D.，《地球观测卫星日常管理的精确和不精确方法》，（空间任务操作和地面数据系统国际研讨会论文集，4（1996）），507-514 [51] Tangpattanakul，P。；Jozefowiez，N。；Lopez，P.，《选择和调度观测的多目标优化》，（加利福尼亚州科埃罗；库特洛，V.；德布，K.；福雷斯特，S.；尼科西亚，G.；帕沃内，M.，《计算机科学讲稿》（2012），斯普林格） [52] 曼苏尔，M.A.A。；Dessouky，M.M.，用于解决SPOT5卫星每日照片选择问题的遗传算法方法，计算。工业工程，58，3，509-520（2010） [53] 巴勃列斯库。；沃森，J.-P。；惠特利，L.D。；Howe，A.E.，《空军卫星控制网络的空间地面通信调度》，J.Sched。，7, 1, 7-34 (2004) ·Zbl 1306.90046号 [54] 李毅。；徐，M。；Wang，R.，利用组合遗传算法调度敏捷卫星的观测，（第三届国际自然计算会议论文集（ICNC 2007），3（2007）），29-33 [55] Baek，S.-W。；韩，S.-M。；Cho，K.-R.，《自主卫星任务调度算法和GUI的开发》，《天文学报》。，68，7-8，1396-1402（2011年） [56] 索玛，P。；文卡特斯瓦鲁，S。；Santhalakshmi，S。；Bagchi，T。；Kumar，S.，《使用遗传算法的多卫星调度》，（第八届国际空间操作会议记录（SpaceOps'04）（2004年）） [57] Globus，A。；克劳福德，J。；Lohn，J。；Pryor，A.，《地球观测船队调度技术比较》，J.Oper。Res.Soc.，56，8，962-968（2003） [58] 李毅。；王，R。；Xu，M.，利用模糊神经网络和蚁群算法对观测航天器进行重新调度，Chin。J.航天员。(2014) [59] Wang，H。；徐，M。；王，R。；Li，Y.，使用混合蚁群优化算法调度地球观测卫星，（人工智能和计算智能国际会议（AICI’09）（2009）） [60] Globus，A。；克劳福德，J。；Lohn，J。；Morris，R.，《使用进化算法调度地球观测船队：问题描述和方法》（第三届NASA空间规划与调度国际研讨会论文集（2002年）） [61] 阿涅塞，J.C。；Bensana，E.，《地球观测卫星日常管理的精确和近似方法》（欧空局第五次空间人工智能和基于知识的系统讲习班论文集（1995年）） [62] Bensana，E。；Verfaillie，G。；阿涅塞，J.C。；北巴塔利。；Blumestein，D.，《地球观测卫星日常管理的精确和不精确方法》，（空间任务操作和地面数据系统国际研讨会论文集，4（1996）），507-514 [63] 比安切西，N。；Piuoi，V。；Righini，G。；Roveri，M。；Laneve，G。；Zigrino，A.，《地球观测卫星规划的优化方法》（第四届空间规划与调度国际研讨会（IWPSS’04）（2004）） [64] 比安切西，N。；Righini，G.，COSMOSkyMed星座的规划和调度算法，Aerosp Sci-Technol，12，7355-544（2008） [65] Chen，X.，基于优先级和避免冲突的多卫星调度启发式算法，应用。软计算。，69177-191（2018） [66] Verfaillie，G。；Lemaêtre，M。；Schiex，T.，解决约束优化问题的俄罗斯玩偶搜索，（第十三届全国人工智能会议论文集（AAAI'96）（1996）），181-187 [67] IBM ILOG CPLEX Optimization Studio V12.7.0https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/SSSA5P_12.7.0/ilog.odms.studio.help/Optimization_studio/topics/COS_home.html。 [68] Butler，P.J.，“极地ε项目：联合天基广域监视和支持能力”，（2005年IEEE国际地球科学与遥感会议论文集，研讨会，2（2005）），1194-1197 [69] 博伊德，S。；Vandenberghe，L.，《凸优化》（2004），剑桥大学出版社·Zbl 1058.90049号 [70] IBM ILOG CPLEXOptimization Studio CPLEX用户手册，版本12 Release 6（2015）。https://www.ibm.com/support/knowledgecenter/en/SSSA5P_12.6.2/ilog.odms.studio.help/pdf/usrcplex.pdf。 [71] J.伯杰。；Giasson，E.，解决虚拟星座多卫星收集调度问题的基于图形的遗传算法，（IEEE进化计算大会，IEEE进化算法大会，巴西里约热内卢（2018）） 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。