【摘要】：隨著天文領(lǐng)域的發(fā)展,對于天文設(shè)備的使用需求日益增長,而天文設(shè)備研發(fā)周期長,工藝復(fù)雜,造價昂貴,因此,天文設(shè)備的有效利用有著非常重要的意義。目前,很多天文望遠(yuǎn)鏡的時間分配任務(wù)均由其管理員人工完成,這種方式耗時、低效,并且此類時間分配問題為具有多目標(biāo)的NP難問題,當(dāng)申請數(shù)據(jù)規(guī)模較大時,望遠(yuǎn)鏡的管理員很難通過人工方式找到較優(yōu)解。因此,實(shí)現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡時間分配的自動化有著舉足輕重的意義。不同的望遠(yuǎn)鏡有各自的特征,其時間分配問題也有不同的要求和限制。云南天文臺麗江2.4米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡是東亞地區(qū)最大口徑的通用光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡之一,具有較高的分辨率和精確度以及良好的綜合性能,其投入使用的幾年中,每年都承載了數(shù)十項(xiàng)先進(jìn)水平的天體物理觀測課題和研究工作。本文的主要工作在于為麗江2.4米光學(xué)望遠(yuǎn)鏡設(shè)計(jì)一套高效可行的時間分配方案,使其得到最大化的利用。本文首先對2.4米望遠(yuǎn)鏡的觀測時間自動分配問題進(jìn)行抽象和建模,通過形式化方法,將其表示為一個約束優(yōu)化問題。首先,通過在經(jīng)典的Spike系統(tǒng)框架下進(jìn)行方法改進(jìn),求解2.4米望遠(yuǎn)鏡時間分配問題。其后,又提出了一種混合啟發(fā)式算法改進(jìn)時間分配效果。該方法分為兩個階段。第一階段基于遺傳算法的思想搜索具有最大科學(xué)價值的時間分配方案,該階段的設(shè)計(jì)主要有兩個特色:第一是在構(gòu)造初始種群時,采用貪心策略和權(quán)重隨機(jī)策略,在盡量保證高科學(xué)價值的申請優(yōu)先分配的基礎(chǔ)上,提高初始種群的基因多樣性;第二是本文設(shè)計(jì)的兩種交叉方式,內(nèi)部交叉和外部交叉,既促進(jìn)了優(yōu)質(zhì)基因的結(jié)合,又為保持基因多樣性提供了可能。第二階段中,在保持最大科學(xué)價值的同時,為提高用戶觀測時間的平均連續(xù)性,采用了模擬退火算法,有效地避免陷入局部最優(yōu)。本文分別基于麗江2.4米望遠(yuǎn)鏡的真實(shí)觀測申請數(shù)據(jù)和較大規(guī)模的模擬申請數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),對比和分析兩種方法,并驗(yàn)證其可行性。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH751

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本文編號：2816576