(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211344910.2 (22)申请日 2022.10.31 (71)申请人 中国人民解 放军国防科技大 学 地址 410073 湖南省长 沙市开福区德雅路 109号 (72)发明人 罗亚中　陈慧康　朱阅訸　郭帅　 (74)专利代理 机构 长沙国科天河知识产权代理 有限公司 432 25 专利代理师 邱轶 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 17/11(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于分层优化的在轨事件编排与资源 分配规划方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于分层优化的在轨事件 编排与资源分配规划方法， 包 括： S1.针对航天器 的测控资源和人时资源的消耗特性， 建立用于所 述航天器的在轨资源分配模型； S2.构建所述在 轨资源分配模型的求解策略； S3.基于所述航天 器执行在轨事件的规划需求和约束条件， 建立所 述航天器的在轨事件规划模型； S4.构建在轨事 件编排与资源分配的分层优化方案， 基于所述分 层优化方案对所述在轨资源分配模型分配的资 源和所述在轨事件规划模型输出的在轨事件的 执行时间进行分层优化， 完成所述在轨事件的编 排和所述资源的分配 。 权利要求书5页 说明书21页 附图5页 CN 115392813 A 2022.11.25 CN 115392813 A 1.一种基于分层优化的在轨事 件编排与资源分配规划方法， 其特 征在于， 包括： S1.针对航天器的测控资源和人时资源的消耗特性， 建立用于所述航天器的在轨资源 分配模型； S2.构建所述在轨资源分配模型的求 解策略； S3.基于所述航天器执行在轨事件的规划需求和约束条件， 建立所述航天器的在轨事 件规划模型； S4.构建在轨事件编排与资源分配的分层优化方案， 基于所述分层优化方案对所述在 轨资源分配模型分配的资源和所述在轨事件规划模型输出的在轨事件的执行时间进行分 层优化， 完成所述在轨事 件的编排和所述资源的分配。 2.根据权利要求1所述的在轨事件编排与资源分配规划方法， 其特征在于， 步骤S1中， 针对航天器的测控资源和人时资源的消耗特性， 建立用于所述航 天器的在轨资源分配模型 的步骤中， 基于二维装箱理论建立所述在轨资源分配模型； 其包括： 基于所述航天器的测控资源的消耗特性构建表示二维资源消耗量的第一矩形块； 其 中， 所述第一矩形块的长代表中继星测控服务时间， 所述第一矩形块的宽代表中继星提供 的带宽； 基于所述航天器的人时资源的消耗特性构建表示二维资源消耗量的第二矩形块； 其 中， 所述第二矩形块的长代 表航天员工作时间， 所述第二矩形块的宽代 表航天员人 数； 基于所述航天器能提供二维资源的供应量构建二维箱子； 其中， 所述二维箱子的高代 表二维资源的单位时间供应量， 所述 二维箱子的宽代 表二维资源的供应时间； 基于所述第一矩形块， 所述第二矩形块和所述 二维箱子构建所述在轨资源分配模型。 3.根据权利要求2所述的在轨事件编排与资源分配规划方法， 其特征在于， 步骤S2中， 构建所述在轨资源分配模型的求解策略的步骤中， 所述求解策略为启发式求解策略， 和/ 或， 所述求解策略采用混合整数线性 规划算法的求 解策略。 4.根据权利要求3所述的在轨事件编排与资源分配规划方法， 其特征在于， 步骤S3中， 基于所述航 天器执行在轨事件的规划需求和 约束条件， 建立所述航 天器的在轨事件规划模 型的步骤中， 包括： S31.建立在轨事件规划设计变量的描述模型， 其中， 所述在轨事件规划设计变量为在 轨事件的执行时间； 所述描述模型表示 为： 其中，Ti表示第i个在轨事 件的执行时间，NE表示在轨事 件个数； S32.建立在轨事件约束条件的描述模型， 其中， 所述描述模型包括： 时间逻辑约束模 型， 平台资源约束模型， 测控资源约束模型和人时资源约束模型； S33.建立在轨事件规划的目标函数描述模型， 其中， 所述目标函数描述模型包括： 事件 执行率指标模型、 事件优先级指标模型、 测控资源分配率指标模型和人时资源分配率指标 模型。 5.根据权利要求4所述的在轨事件编排与资源分配规划方法， 其特征在于， 步骤S32中， 建立在轨事 件约束条件的描述模型的步骤中， 所述时间逻辑约束模型表示 为：权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115392813 A 2式中，TPO为标称时间点， 或者绝对时间点、 相对某一事件的时间点描述； TOf为前偏移 量；TOb为后偏移量； 所述平台资源约束模型包括： 电能约束模型， 散热约束模型， 平台设备负载约束模型； 其中， 所述电能约束模型表示 为： 式中，Nt表示t时刻执行的事件总数， powert,i为t时刻第i个事件消耗的电功率， 为航 天器的额定功率； 所述散热约束模型表示 为： 式中，Thernalt,i表示t时刻的所有在轨事件产生的热量， Q表示航天器的额定散热能 力； 所述平台设备负载约束模型表示 为： 式中，LoadNumt,m表示t时刻设备 m上负载的在轨事件数， Nm,max表示设备 m的最大负载事 件数； 所述测控资源约束模型表示 为： 式中， 表示航天器第 j圈的测控资源供应量， 表示第i个事件的测控资源 消耗量， 表示第j圈中继星的最大服务时长， 表示第 j圈中继星的最大可用带宽， 表示第 i个事件每圈的测控服务时长， 表示第 i个事件的测控所需带宽； 所述人时资源约束模型表示 为： 式中， 表示第k周人时资源供应量， 表示第i个事件的人时资源消耗量， 表示第k周可以工作的航天员人数， 表示第k周的工作时 间， 代表第i个事件需要的工作时间， 代表第i个事件需要的权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115392813 A 3