专利名称：一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法
技术领域：
本发明涉及多平台的时间协同方法，具体地说，是指一种对多架飞机进行时间协 同的方法。
背景技术：
在抢险救灾活动中，飞机发挥了重要的作用。由于救灾任务的复杂性，往往一架飞 机很难完成，需要多架飞机组成一个任务团队，而多架飞机的时间协同是实现飞机团队完 成预定的任务必要条件之一。现有的时间协同方法主要采取的是协调各架飞机的起飞时间、飞行速度和飞行路 径长度等方法。但是在紧急救灾时，往往可执行任务的飞机可能正在执行其它任务，或已被 指派了下一阶段的任务，仅仅通过已有的方法很难实现多架飞机之间的时间协同。因此，非常有必要研究一种满足紧急任务条件下的多架飞机时间协同方法。
发明内容
为了克服现有技术不能在紧急任务条件下实现多架飞机的时间协同的缺陷，本发 明提出一种时间协同方法，既可确保各架飞机完成紧急救灾任务，又不影响它们原有的任 务计划。本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤步骤一确定各架飞机可执行任务的空闲时段以及紧急任务的最后时限，并用时 区以及时间点的形式进行表示。所述的时区即时间区间& = [sxi; exj，其中eXi彡Sxi, i = 1,2, -n, Sxi表示 第i架飞机空闲时段的起始时刻，ex,表示第i架飞机空闲时区的结束时刻，则第i架飞机 的时区长度IXiI =eXi-SXi。所述的时间点M= [sM, eM] = [px，px]，其中px表示紧急任 务的最后时限，此时|X| =O0设两架飞机的空闲时区X和Y之间的时态逻辑关系为Ri (X，Y)，其中Ri e {Before, Meets, Overlaps, Starts, During,Finishes, Equals}下面给出这7种时态逻辑关系的定义①X Before Y 表示时区X在Y之前，并且它们彼此不重叠；②X Meets Y 表示时区X在Y之前，X的结束点是Y的开始点；③X Overlaps Y 表示时区X在Y之前开始，且X、Y之间有重叠；④X During Y 表示时区X完全包含在Y中，X、Y可在端点处重合；⑤X Finishes Y 表示时区X、Y的结束点重合；⑥X Starts Y 表示时区X、Y的开始点重合；⑦X Equals Y 表示X、Y是两个相等的时区。在① ⑦的基础上，加上① ⑥中X、Y交换构成的逆关系，所以任意两架飞机的 空闲时区之间共有13种时态逻辑关系。
此外，点和点之间则有Before和Equals关系，而点和时区则存在Before、Starts, During 禾口 Finishes 关系。步骤二 根据紧急救灾任务需求确定时间协同目标及协同顺序，其中时间协同目 标采用时区或时间点之间的时态逻辑关系来表示。所述的时间协同目标是指由任务需求决定的，各架飞机空闲时区与紧急任务的最 后时限之间的时态逻辑关系。通常紧急救灾任务的时间协同目标为执行救援的第i架飞 机的任务空闲时区Xi必须满足在任务最后时限M之前，同时执行保障任务的第j架飞机的 任务空闲时区Xj必须包含第i架救援飞机的任务空闲时区&。此时，时间协同的子目标及 其协同顺序可确定为先实现& Before M，再实现& During Xj (i Φ j)。步骤三将时间协同目标及与之有关的各架飞机的空闲时区(包括任务最后时限 的时间点)之间的时态逻辑关系，用代数方法表示。根据步骤一中定义的7种最基本的时态逻辑关系，可以列出时区(包括时间点)X 和Y之间时态逻辑关系的代数表达式，如表-1所示。其中“Vs”表示比较大小。表-1时态逻辑关系的代数表达
权利要求
1. 一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法，其特征在于包括下述步骤 步骤一确定各架飞机可执行任务的空闲时段以及紧急任务的最后时限，并用时区以 及时间点的形式进行表示；所述的时区即时间区间& = [SXi, eXi]，其中eXi彡SXi, i = 1,2, -n, SXi表示第i 架飞机空闲时段的起始时刻，ex,表示第i架飞机空闲时区的结束时刻，则第i架飞机的时 区长度IXiI = eX「SXi ；所述的时间点M= [sM,eM] = [px，px]，其中px表示紧急任务的最 后时限，此时1x1=0;设两架飞机的空闲时区X和Y之间的时态逻辑关系为Ri (X，Y)，其中 Ri ^ {Before, Meets, Overlaps, Starts, During, Finishes, Equals} 下面给出这7种时态逻辑关系的定义①XBefore Y 表示时区X在Y之前，并且它们彼此不重叠；②XMeets Y 表示时区X在Y之前，X的结束点是Y的开始点；③XOverlaps Y 表示时区X在Y之前开始，且X、Y之间有重叠；④XDuring Y 表示时区X完全包含在Y中，X、Y可在端点处重合；⑤XFinishes Y 表示时区X、Y的结束点重合；⑥XStarts Y 表示时区X、Y的开始点重合；⑦XEquals Y 表示X、Y是两个相等的时区；在① ⑦的基础上，加上① ⑥中X、Y交换构成的逆关系，所以任意两架飞机的空闲 时区之间共有13种时态逻辑关系；此外，点和点之间则有Before和Equals关系，而点和时 区贝Ij存在 Before、Starts、During 禾口 Finishes 关系；步骤二 根据紧急救灾任务需求确定时间协同目标及协同顺序，其中时间协同目标采 用时区或时间点之间的时态逻辑关系来表示；所述的时间协同目标是指由任务需求决定的，各架飞机空闲时区与紧急任务的最后时 限之间的时态逻辑关系；本发明的时间协同目标为执行救援的第i架飞机的任务空闲时 区Xi必须满足在任务最后时限M之前，同时执行保障任务的第j架飞机的任务空闲时区Xj 必须包含第i架救援飞机的任务空闲时区& ；此时，时间协同的子目标及其协同顺序可确 定为先实现 Xi Before M，再实现 Xi During Xi (i Φ j)；步骤三根据步骤一中定义的7种最基本的时态逻辑关系，可以列出时区X和Y之间时 态逻辑关系的代数表达式，如下表所示
全文摘要
本发明公开了一种针对紧急救灾的多架飞机时间协同方法，首先确定各架飞机可执行任务的空闲时段以及紧急任务的最后时限，根据紧急救灾任务需求确定时间协同目标及协同顺序，将时间协同目标及与之有关的各架飞机的空闲时区之间的时态逻辑关系用代数方法表示，按照时间协同目标、协同顺序及与之有关的时区的时态逻辑数学表达式进行逻辑判别，给出满足协同目标的飞机及可用时区，直到所有协同目标得到满足。本发明降低了计算机编码的复杂度，提高了运算的速度，能够自动协同。
文档编号G06F19/00GK102081705SQ201110030208
公开日2011年6月1日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者李波, 符小卫, 陈军, 高晓光 申请人:西北工业大学