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      無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計算機可讀存儲介質與流程

      文檔序號:11176455閱讀:452來源:國知局
      無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計算機可讀存儲介質與流程

      本發(fā)明涉及無人機-有人機信息處理技術領域,尤其是涉及一種無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計算機可讀存儲介質和計算機設備。



      背景技術:

      在無人-有人機協(xié)同執(zhí)行任務的過程中,在不同的階段對所需要處理的信息類型、信息需求量,以及信息的本身的重要程度具有一定的差別,因此在對任務信息進行有效的分發(fā)與傳遞過程中,需要考慮任務信息可能具有不同的優(yōu)先等級,例如強制性任務信息、重要級任務信息、一般級任務信息和低優(yōu)先級任務信息。其中:

      強制性任務信息是指因其本身的時序要求、重要程度或者在整個協(xié)同執(zhí)行任務過程中起到關鍵作用的任務信息,需要在無人-有人機系統(tǒng)中立即進行分發(fā)處理,是優(yōu)先等級最高的任務信息。

      重要級任務信息是指對整個協(xié)同過程具有重要影響、任務完成收益明顯高于一般級和低優(yōu)先級任務的任務信息,例如:偵察任務。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中戰(zhàn)場偵察決定戰(zhàn)爭的走勢,精準及時的戰(zhàn)場信息能夠左右戰(zhàn)爭的成敗,由于無人機執(zhí)行偵察任務具有無人員傷亡風險、部署靈活、響應及時等特點,備受各國關注,使偵察任務成為無人機當前最重要的任務模式之一。

      一般級任務信息是指需求預測和指控中心發(fā)出的常規(guī)性任務指令,例如:空中預警任務。事先將無人機部署在靠近敵方的上空,再把無人機獲得的信息通過通信鏈路傳遞給停在安全地帶的有人機,再由有人機適時將信息傳遞給控制中心,進行攔截任務。

      低優(yōu)先級任務是指完成時間和是否執(zhí)行對于這個協(xié)同過程效能影響不大的任務,例如日常巡航任務等。

      在無人-有人機協(xié)同執(zhí)行任務的過程中,不同階段對任務的需求可能是變化的,事前的規(guī)劃方案可能難以適應變化多端的任務環(huán)境,以及對強制性任務信息的優(yōu)先分發(fā)與傳遞對原有的規(guī)劃方案會有一定影響。在這樣的情況下,需要對無人機編隊內的信息分發(fā)方案進行重規(guī)劃,使信息分發(fā)規(guī)劃方案更加合理已經適應當前執(zhí)行任務環(huán)境。

      目前,在無人-有人機協(xié)同執(zhí)行任務過程中,沒有一種方案能夠對任務池中待分發(fā)的任務信息進行合理的重規(guī)劃安排,形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。



      技術實現(xiàn)要素:

      (一)解決的技術問題

      本發(fā)明提供一種無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法及裝置,可以解決現(xiàn)有技術中沒有一種方案能夠對無人機編隊任務池中待分發(fā)的任務信息進行合理的重規(guī)劃安排,形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

      (二)技術方案

      第一方面,本發(fā)明提供的無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法包括:

      當任務池中的四級任務信息被分發(fā)完成,或者,基于初始的信息分發(fā)預案,不包括四級任務信息的任務池中三級任務信息的收益之和大于擾動成本之和時,調用預先建立的重規(guī)劃模型;所述重規(guī)劃模型的優(yōu)化目標為在預設約束條件下最大化任務池中的三級任務信息和二級任務信息的總收益;

      采用編碼方法對任務池中的待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化,得到初始解;

      基于所述初始解,采用遺傳算法對所述重規(guī)劃模型進行求解,得到對所述待分發(fā)任務信息分發(fā)與傳遞的重規(guī)劃方案;

      按照所述重規(guī)劃方案對所述待分發(fā)任務信息進行分發(fā)與傳遞;

      其中,所述四級任務信息、所述三級任務信息和所述二級任務信息的重要程度依次降低,且所述四級任務信息為強制性任務信息。

      可選的,所述初始的信息分發(fā)預案為以最大化不包括四級任務信息的任務池中各個待分發(fā)任務信息的權重值之和為目標而建立的分發(fā)方案。

      可選的,所述采用編碼方法對任務池中的待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化,得到初始解,包括:

      采用編碼方法將所述重規(guī)劃模型的解編碼為染色體,所述染色體上包括與任務池中待分發(fā)任務信息一一對應的基因;

      將染色體上每個基因的第一標識置為1,置為1的第一標識表征該基因對應的待分發(fā)任務信息為可被分發(fā)與傳遞;

      獲取各個待分發(fā)任務信息的宿節(jié)點、優(yōu)先級值、收益值和擾動成本值,并針對每一個待分發(fā)任務信息隨機生成一個與其宿節(jié)點不同的源節(jié)點;

      判斷各個待分發(fā)任務信息是否需要轉發(fā);對于需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,隨機生成多個不同的轉發(fā)節(jié)點,形成轉發(fā)路徑;對于不需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,將其轉發(fā)節(jié)點置為-1;

      讀取各個待分發(fā)任務信息的時間窗;對于每一個待分發(fā)任務信息,在所述時間窗內隨機生成一個時刻點,并將該時刻點作為該待分發(fā)任務信息到達所述宿節(jié)點的時刻;對于需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,根據轉發(fā)路徑推算出待分發(fā)任務信息到達各個轉發(fā)節(jié)點的時刻以及從源節(jié)點發(fā)出的時刻;對于不需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,推算出待分發(fā)任務信息從源節(jié)點發(fā)出的時刻,并將各個轉發(fā)節(jié)點的轉發(fā)時刻置為-1;

      將每個待分發(fā)任務信息的第一標識、源節(jié)點、轉發(fā)節(jié)點、宿節(jié)點、從源節(jié)點發(fā)出的時刻、到達各個轉發(fā)節(jié)點的時刻、到達所述宿節(jié)點的時刻、優(yōu)先級值、收益值以及擾動成本值作為該待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性,各個待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性形成初始解。

      可選的,所述采用遺傳算法對所述重規(guī)劃模型進行求解,包括:

      s1、設置迭代次數(shù)k的初始值為1;

      s2、將所述重規(guī)劃模型的目標函數(shù)為適應度函數(shù),計算初始種群中染色體的適應度函數(shù)值;

      s3、采用輪盤賭選擇法從父代群體中選擇中適應度函數(shù)值最高的預設數(shù)量的染色體遺傳到子代群體中;

      s4、對種群中的染色體進行兩兩單點交叉操作;

      s5、對交叉操作得到的染色體進行重置變異處理;

      s6、對重置變異處理得到的染色體進行更新操作,具體為將子代群體中適應度最低的第一預設數(shù)量的染色體和子代群體中適應度最低的第二預設數(shù)量的染色體組合,形成新的種群;

      s7、判斷當前的迭代次數(shù)是否達到預設的最大迭代次數(shù)kmax;

      若是,則將最后一次迭代過程中得到的新的種群對應的解作為所述重規(guī)劃方案;

      否則,將所述新的種群作為初始種群,迭代次數(shù)加1,并返回s2。

      可選的,在所述對重置變異處理得到的染色體進行更新操作之前,所述方法還包括:對重置變異處理后的染色體上基因對應的分發(fā)與傳遞屬性是否滿足所述預設約束條件;若是,則執(zhí)行所述更新操作;否則,對重置變異處理后染色體的適應度函數(shù)值進行調整后執(zhí)行所述更新操作。

      可選的,所述對交叉操作得到的染色體進行重置變異處理,包括:生成一個介于0和1之間的隨機數(shù),若所述隨機數(shù)小于預設的變異概率,則根據所述初始解的生成方法生成一條染色體;在子代群體中隨機選擇一條染色體,并用根據所述初始解的生成的染色體替代隨機選擇的染色體,其他染色體保持不變。

      可選的,所述重規(guī)劃模型的目標函數(shù)為:

      式中,z為任務池中的三級任務信息和二級任務信息的總收益;t表示任意一個待分發(fā)信息;tb表示三級任務信息集合;tc表二級任務信息集合;決策變量取1或0,取1表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i發(fā)送到節(jié)點j,取0表示待分發(fā)信息t不從節(jié)點i發(fā)送到節(jié)點j;ht表示完成待分發(fā)信息t的任務后可獲得的收益。

      可選的,所述預設約束條件包括:

      ett≤lt,t∈t

      ett≥et,t∈t

      ett-stt≤d,t∈t

      式中,ett表示待分發(fā)信息t實際到達信息宿的時刻;stt表示待分發(fā)信息t從信息源實際開始分發(fā)時刻;v={1,2,…,m}表示通信網絡拓撲中節(jié)點集合,m表示通信網絡拓撲總節(jié)點數(shù);表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i傳遞到節(jié)點j發(fā)生的傳輸時延;表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i傳遞到節(jié)點j發(fā)生的傳播時延;t為待分發(fā)任務信息集合,該集合中不包括四級任務信息;lt表示待分發(fā)信息t最遲到達信息宿的時間;et表示待分發(fā)信息t最早信息宿到達時間;d表示通信網絡拓撲中可接受的最大時延;twt表示待分發(fā)信息t所需要的帶寬;nwij表示通信網絡拓撲中有向邊<i,j>所能承受的最大帶寬;bv表示節(jié)點v所能提供的最大數(shù)據量,v表示通信網絡拓撲中的任一節(jié)點,v∈v;決策變量取1或0,其中,取1表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i發(fā)送到節(jié)點j,取0表示待分發(fā)信息t不從節(jié)點i發(fā)送到節(jié)點j;ta表示四級任務信息。

      第二方面,本發(fā)明提供的計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述方法的步驟。

      第三方面,本發(fā)明提供的計算機設備,包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上述方法的步驟。

      (三)有益效果

      本發(fā)明提供的無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計算機可讀存儲介質和計算機設備,當無人機編隊系統(tǒng)的任務池中的四級任務信息被分發(fā)完成,或者,基于初始的信息分發(fā)預案,不包括四級任務信息的任務池中三級任務信息的收益之和大于擾動成本之和時,調用預先建立的重規(guī)劃模型,利用重規(guī)劃模型確定重規(guī)劃方案,以保證任務池中優(yōu)先級別較高的三級任務信息和二級任務信息的總收益最大,實現(xiàn)對任務池中待分發(fā)任務信息的合理安排,形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

      附圖說明

      為了更清楚地說明本公開實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本公開的一些實施例,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據這些圖獲得其他的附圖。

      圖1示出了本發(fā)明一實施例中一條由5個基因構成的染色體的示意圖;

      圖2示出了本發(fā)明一實施例中無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法的部分流程示意圖。

      具體實施方式

      下面將結合本公開實施例中的附圖,對本公開實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒竟_中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本公開保護的范圍。

      第一方面,本發(fā)明提供一種無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法,該方法包括:

      a、當任務池中的四級任務信息被分發(fā)完成,或者,基于初始的信息分發(fā)預案,不包括四級任務信息的任務池中三級任務信息的收益之和大于擾動成本之和時,調用預先建立的重規(guī)劃模型;所述重規(guī)劃模型的優(yōu)化目標為在預設約束條件下最大化任務池中的三級任務信息和二級任務信息的總收益;

      其中,所述四級任務信息、所述三級任務信息和所述二級任務信息的重要程度依次降低,且所述四級任務信息為強制性任務信息。

      可理解的是,對于不包括四級任務信息的任務池,會設置一個初始的分發(fā)預案,如果在按照該分發(fā)預案對任務信息進行分發(fā)的過程中任務池接收到了四級任務信息,此時會暫停任務分發(fā),而是對四級任務信息立即進行分發(fā),當四級任務信息被分發(fā)完成后,需要對任務池中未被分發(fā)的任務信息繼續(xù)進行分發(fā),此時可以調用重規(guī)劃模型,對未被分發(fā)的任務信息設計分發(fā)方案,即重規(guī)劃方案。如果根據初始的分發(fā)預案,確定三級任務信息的收益之和大于擾動成本之和,此時也調用重規(guī)劃模型,對任務池中的任務信息的分發(fā)設計分發(fā)方案,即重規(guī)劃方案。以上為調用重規(guī)劃模型的兩個觸發(fā)條件。

      可理解的是,三級任務信息為重要級任務信息,二級任務信息為一般級任務信息。當然任務池中還可能包括一級任務信息,一級任務信息為低優(yōu)先級任務。四級任務信息、三級任務信息、二級任務信息和一級任務信息的重要程度依次降低,優(yōu)先級別依次降低。

      b、采用編碼方法對任務池中的待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化,得到初始解;

      c、基于所述初始解,采用遺傳算法對所述重規(guī)劃模型進行求解,得到對所述待分發(fā)任務信息分發(fā)與傳遞的重規(guī)劃方案;

      d、按照所述重規(guī)劃方案對所述待分發(fā)任務信息進行分發(fā)與傳遞。

      本發(fā)明提供的無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法,當任務池中的四級任務信息被分發(fā)完成,或者,基于初始的信息分發(fā)預案,不包括四級任務信息的任務池中三級任務信息的收益之和大于擾動成本之和時,調用預先建立的重規(guī)劃模型,利用重規(guī)劃模型確定重規(guī)劃方案,以保證任務池中優(yōu)先級別較高的三級任務信息和二級任務信息的總收益最大,實現(xiàn)對任務池中待分發(fā)任務信息的合理安排,形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

      為了清楚表述,下面對各式中涉及到的公式參數(shù)進行說明:

      本文用有向圖g(v,e,w)來表示無人機/有人機之間所有可用的通信網絡拓撲,將無人機/有人機描述為通信網絡拓撲中的節(jié)點,具體模型參數(shù)如下:

      v={1,2,…,m}表示通信網絡拓撲中節(jié)點集合,m表示通信網絡拓撲總節(jié)點數(shù)。

      e={<i,j>|i,j∈v,i≠j}表示有向邊集合,其中<i,j>表示通信網絡拓撲中節(jié)點i到節(jié)點j的有向邊;

      w={wij|i,j∈v}表示圖中每條有向邊的權值集合,其中wij表示節(jié)點i到節(jié)點j之間的歐式距離。

      bv表示節(jié)點v所能提供的最大數(shù)據量,其中,v表示通信網絡拓撲中的任一節(jié)點,v∈v;

      t表示待分發(fā)信息集合,n表示集合中元素的個數(shù),t表示任意一個待分發(fā)信息,t∈t;其中ta表示強制性任務信息,tb表示重要級信息,tc表示一般級信息,td表示低優(yōu)先級信息;

      [et,lt]表示待分發(fā)信息t需要在此時間窗內到達信息宿,et表示最早到達時間,lt表示最遲到達時間;

      stt表示待分發(fā)信息t從信息源實際開始分發(fā)時刻,ett表示待分發(fā)信息t實際到達信息宿的時刻;

      snt表示待分發(fā)信息t的實際信息源,ent表示需要接收待分發(fā)信息t的信息宿;

      表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i傳遞到節(jié)點j發(fā)生的傳輸時延;表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i傳遞到節(jié)點j發(fā)生的傳播時延;

      d表示通信網絡拓撲中可接受的最大時延;

      twt表示待分發(fā)信息t所需要的帶寬;

      nwij表示通信網絡拓撲中有向邊<i,j>所能承受的最大帶寬;

      pt表示待分發(fā)信息t的優(yōu)先級,pt=1表示低優(yōu)先級任務,pt=2表示一般級任務,pt=3表示重要級任務,pt=4表示中斷級任務;

      ht表示完成待分發(fā)信息t的任務后可獲得的收益;

      gt表示待分發(fā)信息t的權重值;

      ct表示待分發(fā)信息t的可能產生的擾動成本;

      決策變量取1或0,其中,取1表示待分發(fā)信息t從節(jié)點i發(fā)送到節(jié)點j,取0表示待分發(fā)信息t不從節(jié)點i發(fā)送到節(jié)點j。

      在具體實施是,步驟a中重規(guī)劃模型的目標函數(shù)和約束條件可以根據需要設置,例如:

      重規(guī)劃模型的目標函數(shù)為:

      式中,z為任務池中的三級任務信息和二級任務信息的總收益。

      預設約束條件包括時間窗約束、時延約束、帶寬約束、信源約束、訪問唯一性約束等,其中所謂的時間窗約束為強制性任務信息需在預設時間窗內完成分發(fā)傳遞,時延約束為所述強制性任務信息的傳輸時延和傳播時延均不超過通信網絡拓撲的最大時延,帶寬約束為通信鏈路中同時能夠傳遞的強制性任務信息數(shù)據量之和不超出通信網絡拓撲所能承受的最大帶寬,信源約束為信息源發(fā)出的強制性任務信息數(shù)據量不超出信息源的供應能力,訪問唯一性約束為每個強制性任務信息只有一個信息源、每個強制性任務信息只有一個信息宿、任意一個節(jié)點轉發(fā)同一個強制性任務信息的次數(shù)小于等于1。當然,約束條件還包括任務池中沒有強制性任務信息。

      上述約束條件可以用以下公式表示:

      ett≤lt,t∈t

      ett≥et,t∈t

      ett-stt≤d,t∈t

      在上式中的各個參量的含義已在上文中詳細說明。

      在具體實施時,初始的分發(fā)預案的設計標準可以根據實際情況選擇,例如,初始的信息分發(fā)預案為以最大化不包括四級任務信息的任務池中各個待分發(fā)任務信息的權重值之和為目標而建立的分發(fā)方案。

      在具體實施時,上述步驟b中采用編碼方法對任務池中的待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化得到初始解的具體過程可以包括:

      b1、采用編碼方法將所述重規(guī)劃模型的解編碼為染色體,所述染色體上包括與任務池中待分發(fā)任務信息一一對應的基因;

      可理解的是,待分發(fā)任務信息的數(shù)量與染色體上基因的個數(shù)相同,一個基因對應一條待分發(fā)任務信息。

      舉例來說,將待分發(fā)信息的數(shù)量n作染色體內基因的數(shù)量,基因采用多元組的方式進行編碼,m表示通信網絡拓撲中的節(jié)點總數(shù)量,基本的編碼方式如下:

      gene=(flag,node1,node2,...,nodem,time1,time2,…,timem,priority,profit,cost)

      其中,flag表示待分發(fā)信息是否可被分發(fā),node1,node2,...nodem表示待分發(fā)信息轉發(fā)時經過的節(jié)點,node1表示待分發(fā)信息的信息源,nodem表示待分發(fā)信息的信息宿,time1,time2,…,timem表示待分發(fā)信息在對應節(jié)點的轉發(fā)時間,time1表示待分發(fā)信息從信息源開始分發(fā)時刻,timem表示待分發(fā)信息際到達信息宿的時刻;priority表示待分發(fā)任務信息的優(yōu)先級別,profit表示完成待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞之后可以獲得的利益;cost表示未完成的待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞任務所產生的擾動成本。

      b2、將染色體上每個基因的第一標識置為1,置為1的第一標識表征該基因對應的待分發(fā)任務信息為可被分發(fā)與傳遞;

      可理解的是,這里的第一標識即為上述的flag,將第一標識置為1標識對應的待分發(fā)任務信息可以被分配和傳遞。

      b3、獲取各個待分發(fā)任務信息的宿節(jié)點、優(yōu)先級值、收益值和擾動成本值,并針對每一個待分發(fā)任務信息隨機生成一個與其宿節(jié)點不同的源節(jié)點;

      可理解的是,由于宿節(jié)點與源節(jié)點不同,因此node1≠nodem。

      b4、判斷各個待分發(fā)任務信息是否需要轉發(fā);對于需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,隨機生成多個不同的轉發(fā)節(jié)點,形成轉發(fā)路徑;對于不需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,將其轉發(fā)節(jié)點置為-1;

      可理解的是,對于不需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,令node2=node3=…=nodem-1=-1。

      可理解的是,對于需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,隨機轉發(fā)次數(shù)c<=m-2,將隨機生成的c個轉發(fā)節(jié)點的編號記錄至node2…,nodem-1,且保證node1≠node2≠…≠nodem。

      b5、讀取各個待分發(fā)任務信息的時間窗;對于每一個待分發(fā)任務信息,在所述時間窗內隨機生成一個時刻點,并將該時刻點作為該待分發(fā)任務信息到達所述宿節(jié)點的時刻;對于需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,根據轉發(fā)路徑推算出待分發(fā)任務信息到達各個轉發(fā)節(jié)點的時刻以及從源節(jié)點發(fā)出的時刻;對于不需要轉發(fā)的待分發(fā)任務信息,推算出待分發(fā)任務信息從源節(jié)點發(fā)出的時刻,并將各個轉發(fā)節(jié)點的轉發(fā)時刻置為-1;

      b6、將每個待分發(fā)任務信息的第一標識、源節(jié)點、轉發(fā)節(jié)點、宿節(jié)點、從源節(jié)點發(fā)出的時刻、到達各個轉發(fā)節(jié)點的時刻、到達所述宿節(jié)點的時刻、優(yōu)先級值、收益值以及擾動成本值作為該待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性,各個待分發(fā)任務信息的分發(fā)與傳遞屬性形成初始解。

      舉例來說,如圖1所示,由5個基因形成一個染色體,以第一個基因為例,(1,1,-1,2,9.5,-1,12.5,3,10,5)表示第一個待分發(fā)信息優(yōu)先級別為3,從編號為1的信息源發(fā)往編號為2的信息宿,中間不經過轉發(fā)。發(fā)送時間為第9.5秒到達時間為第12.5秒。完成分發(fā)與傳遞后獲得的收益為10,若任務未完成,需要支付的擾動成本為5。

      在具體實施時,如圖2所示,上述步驟c中采用遺傳算法對所述重規(guī)劃模型進行求解的具體過程可以包括:

      s1、設置迭代次數(shù)k的初始值為1;

      s2、將所述重規(guī)劃模型的目標函數(shù)為適應度函數(shù),計算初始種群中染色體的適應度函數(shù)值;

      s3、采用輪盤賭選擇法從父代群體中選擇中適應度函數(shù)值最高的預設數(shù)量的染色體遺傳到子代群體中;

      可理解的是,所謂的輪盤賭選擇法的基本思想是:各染色體被選中的概率與其適應度函數(shù)值大小成正比。根據適應度函數(shù)計算出染色體的適應度函數(shù)值fitness,計算染色體個體在種群的個體的適應度總和所占的比例relativefitness=fitness./sum(fitness),即為被選中遺傳至下一代的概率,比值越大,則被選擇遺傳至下一代的概率就越大。

      s4、對種群中的染色體進行兩兩單點交叉操作;

      可理解的是,采用單點交叉方式,即隨機產生一個交叉點,依次將種群中相鄰兩個染色體位于該點后的部分進行相互交換,生成兩個新的染色體。

      s5、對交叉操作得到的染色體進行重置變異處理;

      s6、對重置變異處理得到的染色體進行更新操作,具體為將子代群體中適應度最低的第一預設數(shù)量的染色體和子代群體中適應度最低的第二預設數(shù)量的染色體組合,形成新的種群;

      舉例來說,對變異后的子代群體按適應度值的升序進行排列,取出前sonnum個染色體,對父代群體按適應度值的降序進行排列,取出后fathernum個染色體,組成新的種群。

      s7、判斷當前的迭代次數(shù)是否達到預設的最大迭代次數(shù)kmax;

      若是,則將最后一次迭代過程中得到的新的種群對應的解作為所述重規(guī)劃方案;

      否則,將所述新的種群作為初始種群,迭代次數(shù)加1,并返回s2。

      這里,通過對染色體進行選擇、交叉、變異等操作,將得到的染色體作為重規(guī)劃方案。上述過程為一個迭代過程,只有迭代次數(shù)達到預設迭代次數(shù),才會退出,系那個最后一次迭代過程中新的種群對應的解作為重規(guī)劃方案。

      在具體實施時,在s6中對重置變異處理得到的染色體進行更新操作之前,所述方法還包括:

      對重置變異處理后的染色體上基因對應的分發(fā)與傳遞屬性是否滿足所述預設約束條件;

      若是,則執(zhí)行所述更新操作;

      否則,對重置變異處理后染色體的適應度函數(shù)值進行調整后執(zhí)行所述更新操作。

      考慮到待分發(fā)信息需要滿足通信網絡拓撲的帶寬、時延、時間窗和信息源等約束,因此這里還對染色體進行約束校驗。對于未能通過約束校驗的染色體,在其適應度函數(shù)值上按需增加或減去懲罰因子,使其適應度函數(shù)值變小或變大,在選擇操作中以去除不滿足給定約束的染色體。

      在具體實施時,上述s5中對交叉操作得到的染色體進行重置變異處理的具體過程可以包括:

      生成一個介于0和1之間的隨機數(shù),若所述隨機數(shù)小于預設的變異概率,則根據所述初始解的生成方法生成一條染色體newchrom;

      其中,預設的變異概率在0和1之間。

      生成一個介于0和1之間的隨機數(shù),若所述隨機數(shù)小于預設的變異概率,則根據所述初始解的生成方法生成一條染色體newchrom;

      第二方面,本發(fā)明還提供一種計算機可讀存儲介質,其上存儲有計算機程序,其特征在于,該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述方法的步驟。

      第三方面,本發(fā)明還提供一種計算機設備,包括存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,其特征在于,所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如上述方法的步驟。

      可理解的是,本發(fā)明提供的計算機可讀存儲介質、計算機設備的有益效果與本發(fā)明提供的無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法的有益效果相同,這里不再贅述。

      綜上所述,本發(fā)明提供的無人機編隊信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計算機可讀存儲介質和計算機設備,當任務池中的四級任務信息被分發(fā)完成,或者,基于初始的信息分發(fā)預案,不包括四級任務信息的任務池中三級任務信息的收益之和大于擾動成本之和時,調用預先建立的重規(guī)劃模型,利用重規(guī)劃模型確定重規(guī)劃方案,以保證任務池中優(yōu)先級別較高的三級任務信息和二級任務信息的總收益最大,實現(xiàn)對任務池中待分發(fā)任務信息的合理安排,形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

      最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的實施例的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明的實施例進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明的實施例各實施例技術方案的范圍。

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