通用航空多機協(xié)同搜救的航跡規(guī)劃研究.pdf

1、通用航空應急救援由于具備快速有效的特點，成為世界普遍采用的救援方式，其中最關鍵的救援航跡規(guī)劃技術受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。目前，我國對該技術的研究集中于單機航跡規(guī)劃和多機任務指派問題，忽視了實際搜救過程中協(xié)同救援航跡的實時性和救援機的自主性。因此，本文主要通過模擬救援機協(xié)同搜救行為研究其覆蓋航跡規(guī)劃問題。
　　首先，通過深入剖析我國通用航空多救援機協(xié)同搜救過程，構(gòu)建搜救過程中救援機行為模型和基于決策場理論的救援人員行為決策模型，并

2、結(jié)合我國通用航空發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，提出通用航空應急搜救系統(tǒng)的自組織特性，設計了具有中心節(jié)點的分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在此基礎上，建立時間短、覆蓋率高、救援機少、救援目標多和救援人數(shù)多等五個航跡規(guī)劃目標，通過對不同目標偏好的排序來滿足實際搜救任務要求。
　　接著，基于分布式搜捕蟻群算法和區(qū)域分塊搜索算法的思想提出了兩種協(xié)同搜救方式，并結(jié)合多機協(xié)同搜救系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和航跡規(guī)劃目標，設計了通用于兩種搜救方式的多機協(xié)同搜救航跡規(guī)劃方法。通過改進原蟻群算法

3、的運算機制，降低了運算復雜度，大大提高了算法的效率；并在原分塊搜索算法中引入?yún)f(xié)同機制，增強了算法對多機協(xié)同搜救航跡規(guī)劃的適用性，避免了過早的局部收斂。
　　最后，構(gòu)建了多機協(xié)同搜救航跡規(guī)劃仿真系統(tǒng)。通過多個不同仿真場景下多組不同策略的實驗數(shù)據(jù)和原算法結(jié)果以及實驗之間的對比，驗證了改進算法的可靠性，得到不同任務要求下的航跡規(guī)劃策略，并根據(jù)策略規(guī)劃出安全高效的多救援機協(xié)同搜救區(qū)域覆蓋航跡，為通用航空應急救援工作的準備環(huán)節(jié)提供理論支持和