基于交换树的多机器人任务协调与负荷平衡方法

针对多机器人任务分工与协调过程中,未能有效解决的带任务偏序关系的负荷平衡问题,提出一种基于交换树的多机器人任务协调与负荷平衡方法。首先,通过有向赋权图(约束图)对带偏序关系约束的多机器人任务分工问题进行描述;其次,根据有向赋权图提出了初始任务分工策略,通过改进Dijkstra算法解决多机器人之间任务协调问题;最后,提出负荷平衡策略,通过交换树竞拍的方法解决机器人之间任务负荷不平衡问题。仿真结果表明,与一般Dijkstra方法相比,执行完任务负荷平衡策略之后,工作效率明显提高了12%,机器人之间的任务负荷差也减少了30%,验证了该方法的有效性。

基于非线性规划的空域扇区结构优化设计

在统计、分析管制员工作负荷和使用管制员工作负荷模型的基础上,提出一个受不同扇区规划数目约束的扇区结构划分的数学模型。作者采取多变量有约束非线性整数规划法简化了算法流程,并给出了算法解法步骤;在MATLAB平台上,通过编辑算法程序,实现了非线性算法运算功能,完成了扇区结构优化的计算机实现。通过对广州终端区空域进行扇区结构优化设计,根据数据对比得出扇区结构优化后各扇区工作负荷与工作负荷平均值的相对误差由原来的1104s/h降低到134.4s/h,验证了扇区结构优化数学模型的可行性和非线性算法的有效性。