【摘要】：航母甲板任務(wù)規(guī)劃問題是指為航母艦載機(jī)制定高效的出行方案,該規(guī)劃問題具有資源、時態(tài)和空間復(fù)雜性的特點。航母甲板任務(wù)規(guī)劃問題的特征決定了傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模求解方法很難滿足航母甲板任務(wù)規(guī)劃的要求。層次任務(wù)網(wǎng)絡(luò)(Hierarchical Task Network,HTN)規(guī)劃基于領(lǐng)域知識對復(fù)雜任務(wù)分層分解,對領(lǐng)域知識具有很強的表達(dá)能力,適用于求解復(fù)雜的大規(guī)模問題。本文根據(jù)航母甲板任務(wù)規(guī)劃問題的具體特征,研究了基于HTN的航母甲板任務(wù)規(guī)劃方法。文章首先基于美國尼米茲級航母,對航母規(guī)劃問題進(jìn)行了詳細(xì)描述,建立了面向HTN的航母甲板任務(wù)規(guī)劃問題模型,并分析了航母甲板規(guī)劃問題中的資源和約束類型。其次,提出了基于HTN的航母甲板任務(wù)規(guī)劃算法,在傳統(tǒng)的HTN規(guī)劃基礎(chǔ)上引入了資源時間軸技術(shù),在規(guī)劃過程中處理資源沖突,并利用預(yù)測模型對規(guī)劃過程進(jìn)行優(yōu)化。通過算例分析驗證了算法效率,并提出人在回路的規(guī)劃框架,以提升規(guī)劃方案的質(zhì)量。最后,以規(guī)劃算法為核心設(shè)計并實現(xiàn)了航母甲板智能任務(wù)規(guī)劃系統(tǒng),輔助航母甲板指揮人員決策。目前,航母甲板任務(wù)規(guī)劃的相關(guān)研究較為匱乏,而隨著航母規(guī)模的日益增加,任務(wù)規(guī)劃問題也日趨復(fù)雜,因此亟需專門的研究來幫助航母指揮人員制定高效的艦載機(jī)作業(yè)調(diào)度方案,提高航母的戰(zhàn)斗力。本文的工作探索了一種利用HTN規(guī)劃求解航母甲板任務(wù)規(guī)劃問題的方法,彌補了HTN規(guī)劃關(guān)于時態(tài)和資源的相關(guān)研究的不足。
【圖文】：

戰(zhàn)能力最強的軍用艦只。因此，下面以尼米茲航母為例介紹航母甲板環(huán)境。2.1.1 航母甲板布局尼米茲航母的甲板布局如下圖2-1所示。航母的整個飛行甲板可以劃分為起飛區(qū)、降落區(qū)和停機(jī)區(qū)三個區(qū)域[45]。起飛區(qū)位于航母艦艏的飛行甲板區(qū)域，整個起飛區(qū)域長約 100 米，起飛區(qū)主要進(jìn)行艦載機(jī)的起飛工作。降落區(qū)位于航母的斜角甲板處，主要完成艦載機(jī)的降落操作。降落區(qū)采用斜角甲板的設(shè)計，這種設(shè)計可以使在艦艏起飛的艦載機(jī)和在艦艉著陸的艦載機(jī)互不干擾，同時，降落區(qū)也設(shè)有彈射器，，可供艦載機(jī)起飛使用。

編號 類型 覆蓋機(jī)位 1加油站 1 2 3 2加油站 5 6 7 3加油站 11 12 13 1加氣站 1 2 3 2加氣站 6 7 8 3加氣站 9 10 11（5）路線下圖 3-3 中黑色線所表示就是甲板機(jī)位之間的轉(zhuǎn)移路線。所有路線分為兩種，分主路和支路。主路是整個甲板中那個環(huán)形的圓圈，支路為各個機(jī)位連接到主路路線。每個機(jī)位都有兩條連接到主路上的支路，分別對應(yīng)艦載機(jī)移動到主路上個方向。由于路網(wǎng)比較簡單，在路徑規(guī)劃過程中，很容易根據(jù)轉(zhuǎn)移機(jī)位確定出轉(zhuǎn)移路線，再根據(jù)路線的使用情況，選擇一條可以最快到達(dá)的路線。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：E91;E925.671

【參考文獻(xiàn)】

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