时间依赖型敏捷卫星调度模型及方法

本书本书围绕考虑时间依赖特性的敏捷卫星调度问题展开了深入的研究，填补了准确算法的理论空白，提高了智能优化算法的求解效能，具备较高的理论价值和应用价值。

随着光学敏捷卫星的应用和发展，航天侦察需求日益增多，如何利用有限的卫星资源，提高卫星任务规划的效能，已经成为了一个亟待解决的重要问题。本书围绕考虑时间依赖特性的敏捷卫星调度问题展开了深入的研究，内容包括： 第一章进行了背景阐述与文献综述。 第二章建立了敏捷卫星调度问题的数学模型。 第三章提出了基于迭代局部搜索的启发式求解算法。 第四章设计了基于分支定价的准确求解算法。 第五章开展了敏捷卫星调度算法的数值对比实验。 第六章总结了全文。 主要特色和创新点： 1. 建模分析了敏捷卫星调度的时间依赖特性，验证其内在属性。 2. 针对时间依赖转换时间特性，提出了具备快速可行性检验和全局松弛的启发式算法，性能近期新算法，提出了分支定价割平面准确算法，求解质量有理论保证。 3. 针对时间依赖收益特性，提出了嵌入双向动态规划的启发式算法，能快速准确地评估和优化解的收益，提出了分支定价算法，能准确求解一类特殊的资源约束最短路问题。 读者对象： 从事航天调度业务的技术员，高校与科研院所的研究员。

彭观胜,于2020年获国防科技大学管理科学与工程专业博士学位，于2017-2019年比利时荷语鲁汶大学联合培养，主要研究方向为运筹优化、整数规划、智能优化算法等。以第一作者发表SCI论文5篇，EI论文1篇，成果发表在运筹与管理权威期刊Computers and Operations Research和系统科学领域权威期刊IEEE Transaction on SMC。

第1章绪论1
1.1研究背景与意义1
1.2研究现状4
1.2.1敏捷卫星调度问题4
1.2.2分支定价算法8
1.3本书研究内容11
1.4本书主要框架13
第2章时间依赖型敏捷卫星调度问题16
2.1时间依赖转换时间型调度问题描述与建模16
2.1.1问题描述16
2.1.2问题建模18
2.1.3时间依赖转换时间建模20
2.1.4最小转换时间预处理算法24
2.2时间依赖收益型调度问题描述与建模27
2.2.1问题描述27
2.2.2问题建模28
2.3本章小结31
第3章基于迭代局部搜索的启发式算法33
3.1求解时间依赖转换时间型调度问题33
3.1.1算法基本框架33
3.1.2插入算子36
3.1.3扰动算子40
3.2求解时间依赖收益型调度问题41
3.2.1求解思路与算法框架41
3.2.2双向动态规划评估42
3.3本章小结48
第4章基于分支定价的准确算法49
4.1求解时间依赖转换时间型调度问题49
4.1.1基于Danzig-Wolfe分解的数学模型50
4.1.2定价子问题的求解52
4.1.3主问题求解66
4.1.4割平面设计72
4.1.5分支定价割平面算法框架76
4.2求解时间依赖收益型调度问题78
4.2.1基于Dantzig-Wolfe分解的数学模型78
4.2.2定价子问题基本求解算法79
4.2.3定价子问题算法改进82
4.2.4定价子问题算法框架90
4.2.5分支定价算法框架91
4.3本章小结91
第5章实验结果及分析93
5.1算例介绍93
5.2时间依赖转换时间型调度问题结果94
5.2.1评估启发式算法95
5.2.2评估准确算法99
5.2.3启发式与准确算法的比较105
5.2.4TOPTW标准算例结果106
5.3时间依赖收益型调度问题结果110
5.3.1评估启发式算法110
5.3.2评估准确算法113
5.3.3启发式与准确算法的比较116
5.4本章小结119
第6章结论与展望121
6.1本书工作总结121
6.2进一步的研究124
参考文献126
附录A缩写词列表132