基于层次任务网络规划的分布式协同地理建模任务分解方法研究

为了有效地实现分布式协同地理建模中的合作规划和资源共享,通过分析分布式协同地理建模中任务分解过程,探讨地理建模任务的功能结构、计算复杂性、组织多方性和时空尺度等分解依据,采用层次任务网络(HTN)规划形式化表达地理建模任务,设计了基于顺序任务分解(OTD)的地理建模任务的递归分解算法,模拟领域专家寻求合作规划地理建模任务的思考方式。以分布式流域水文模型SWAT作为试验案例,开发并实现了地理建模任务HTN规划器,为分布式协同地理建模环境中的任务分解方法提供了新的思路。

层次任务网络规划在应急物流方案制定中的应用研究

针对应急物流突发性、非周期性和层次性的特点,提出应用层次任务网络(HTN)规划方法来求解复合型应急物流配送问题。为了使HTN规划能够快速地识别应急物流领域知识,设计了战术推理过程和操作优化过程,即战术推理过程通过逐层分析将配送任务目标细分,不断增加新参数对识别出的特征进行记录,并归类梳理应急物流需求;操作优化过程通过调度模型匹配选择配送方式和优化策略,得出具体的行动方案。在HTN规划器SHOP2的基础上开发了HTN规划方法的应用程序,用来求解荆江防洪中的应急物资配送问题,结果表明:该方法能够较好地实现应急物资配送中战术决策和操作决策的无缝对接,可扩展性好、响应速度快,具有良好的实用价值。

基于层次任务网络规划的应急行动方案制定方法

应急行动方案制定是应急响应的关键环节,其本质是应急指挥部门根据获取的应急信息,对错综复杂的应急态势进行综合研判,根据各相关部门的应急领域知识,识别应急目标,并制定相应的行动方案。本文分析了应急响应决策过程,定义了这一过程涉及到的关键要素,定义了应急行动方案制定决策问题。在此基础上,分析了应急行动方案制定方法的相关研究,提出基于层次任务网络(HTN)规划的应急行动方案制定方法,着重探讨了在应急领域中运用HTN规划方法所要解决的关键科学问题,为HTN在应急领域的应用构建了较完整的理论框架,为今后的相关研究提供可借鉴的思路。

应急任务规划中基于软目标约束的资源缺项识别方法

为动态识别应急任务规划过程中资源缺项,结合层次任务网络(HTN)规划和软目标约束,建立应急资源缺项识别方法。将应急资源缺项问题建模为软目标约束问题。通过设计有条件达成目标,实现资源缺项信息建模。设计资源缺项识别方法和带资源缺项标记的Anytime启发式搜索方法,求解软目标约束问题,得到使应急资源缺项目标函数最小化的应急行动方案。将该方法应用于应急物资运输中的资源缺项识别。通过10组算例,进行目标函数和CPU时间的数据对比。结果表明,通过有条件达成目标能准确地识别资源缺项,用基于Anytime的应急资源缺项处理方法能提高缺项识别效率。

基于HTN规划和SVM的应急交通管控决策模型

针对突发事件应急处置,研究解决应急交通管控力度选择问题,集成层次任务网络(HTN)规划和支持向量机(SVM)模型。首先,引入SVM模型,根据应急交通管控任务的实际环境与资源需求等特征,通过历史案例聚类,决策应急交通管控力度。其次,将管控目标编码为HTN规划的初始任务网络,将管控力度扩展到HTN规划的方法集,利用HTN规划得到可执行的应急行动方案。最后,结合新冠肺炎疫情期间各城市应急交通管控情景设计了验证实验。结果表明:该模型在应急交通管控行动方案制定中具备处理速度快和方案灵活等优势,在各类应急交通管控实际事件中也能够根据实际情景选择最优管控决策,减少决策时间,提高应急管控效率。

考虑资源分配的HTN规划方法及其应用

针对应急决策中方案制定过程和资源分配过程紧密耦合的特点,设计了一种满足HTN(Hierarchy Task Net)规划动作推理机制的方法来求解带资源分配的规划问题.本方法在HTN规划中扩展了资源时间轴来描述资源函数;对于各类资源,在规划推理过程中通过不同的处理流程,将资源分配信息转化为HTN规划的当前全局资源状态;并在HTN规划搜索行动序列的同时,采用资源约束规则和资源约束层次传播规则控制每一步行动所对应的系统状态满足资源约束和时间约束.最后以某区域应急资源筹集为例,将本方法应用于HTN规划模型SHOP2(Simple Hierarchical Ordered Planner 2)证实了其有效性和实用性.

基于预案模板的HTN规划知识建模方法及其应用

应急决策是应急管理的基础和核心,HTN(Hierarchy Task Net)规划为应急决策提供了一种有效手段,是目前研究的热点问题。针对基于HTN规划求解应急决策问题存在领域知识难于建模的问题,在利用基于Petri Net的工作流模型对应急预案进行建模的基础上,提出了一种将预案模板转化为HTN规划领域知识模型的方法。在此基础上,将基于预案模板的应急决策问题建模为应急任务规划问题,利用HTN规划系统SHOP2(Si mple Hierarchical Ordered Planner2)进行规划求解,实现复杂应急态势条件下通过选择和组织应急计划片段科学制定应对方案,并以某区域洪灾应急响应为例开展了应用研究。