空间站运营任务安全性评估工作研究

针对空间站运营管理中保证航天员和平台安全的需求,介绍了国际空间站安全性工作组织架构和工程活动实施经验,从我国空间站在轨寿命长、在轨任务多、安全性要求高等特点出发,从与人机工效相关的安全性工作、有效载荷安全性认定、以安全性为中心的维修、风险量化分析与控制、建立运营任务安全性规范体系五个方面提出了空间站运营任务的安全性评估工作思路,可以为我国空间站工程安全性技术体系的建立提供借鉴和参考。

空间站短期任务时间约束处理方法研究

针对空间站短期任务规划在处理任务相对时间约束时迭代判断次数多、计算效率低的问题,提出一套可快速准确对任务相对时间信息进行处理的方法。梳理空间站短期任务规划中任务相对时间约束的特点,建立通用的时间约束描述模型;基于模型将具有时序关系的关联任务梳理成任务时序链,并建立根据任务时间约束类型而划分任务层级的时间约束层次网络,提出考虑任务关联重要度的冲突化解策略;设计出基于标称时间的时间冗余启发规则规划流程,使规划可以由时间确定任务向时间不确定任务层层递推,减少规划中反复搜索,提升计算效率;最后通过一个包含177个任务的规划场景验证方法的有效性。结果表明:所提算法在处理相对时间约束的规划问题时效率比已有的规划方法提高约20%。

基于CCSDS MO服务参考模型消息抽象层设计

随着空间技术的高速发展,任务运营管理系统日益庞大、复杂,管理成本也不断增加。针对这种情况,CCSDS提出了面向服务体系架构的任务运营管理系统参考模型,即MO服务参考模型。MO参考模型意在使任务运营系统成为由多个小型的、标准化的组件组装而成的系统。由于消息抽象层(Message Abstract Layer,MAL)的设计是MO参考模型的核心。文中以我国有效载荷运控系统的需求为出发点,同时依据MO MAL为参考,结合面向对象方法学,设计模式等理念,对MAL进行设计。

基于CCSDS MO服务参考模型公共服务接口设计

为提高飞行器任务运控系统的可重用性和可扩展性,对基于CCSDS(空间数据系统咨询委员会)MO(任务运营)服务参考模型的系统设计和实现方法进行了研究。针对MO服务参考模型的核心服务层,以我国飞行器任务运控系统的需求为出发点,在分析了MO服务参考框架、MO服务定义、运控功能服务定义和公共服务组成的基础上,对MO各公共服务的接口进行了分析与设计。采用面向对象方法学、设计模式等理念,设计并实现了相关公共服务接口。通过向运控功能服务提供API(应用程序接口),可以支持系统应用层开发。这为建立符合CCSDS MO服务参考模型的飞行器任务运控系统,并实现系统的可扩展性和可重用性提供了支持。

空间站长期运营在轨事件与飞船访问统筹规划

空间站总体运营任务规划是一类对象规模庞大且约束关系复杂的问题,其主要包括飞船访问序列规划、在轨事件分配规划和需求物资补给规划.为简化问题,过去的研究仅对飞船规划、事件规划和物资规划中的某一类子问题单独进行建模和求解.本文提出了一种考虑多元要素间耦合关系的统筹规划方法,可同时求解综合规划方案.首先,构建了空间站总体规划领域概念模型,以描述规划对象属性及其间的内在联系.其次,为处理各子问题间的复杂约束关系,提出了基于分解的单个可行方案求解方法.最后,基于进化算法优化方案,提出了应用于多变量规模复合问题的进化策略,从而克服了不同子问题规模差异对优化的影响.应用算例分析表明,所提出的规划模型与方法可有效化解统筹规划中的复杂约束,所提出的复合问题进化策略可显著提高优化效率.