考虑3G/4G网络特性的多无人机环保监测任务调度

摘要

针对采用传统视距链或图传电台的无人机环保监测距离受限、在线传输数据量受限,以及大功率数据链无法搭载于小型环保无人机等问题,提出了一种基于3G/4G网络的多无人机环保监测任务调度的方法.首先,将3G/4G网络的时间特性与多无人机环保监测任务调度相结合,将多无人机任务调度问题建模为带时间窗的团队定向问题(TOPTW);然后,针对TOPTW求解中存在计算量大、易陷入局部最优的问题,提出一种局部迭代搜索(ILS)算法来优化求解TOPTW;其次,使用大量测试集检验该算法的可行性和运算性能,与现有的蚁群算法(ACA)比较结果的平均收益与计算时间;最后设计了3G/4G网络下典型的双机环保监测任务调度环境,并将ILS算法应用其中.仿真结果表明,与蚁群算法相比,ILS所得收益大部分都要低于ACA所得收益,所有算例收益的平均Gap为1.09％,最大值为10.8％,其中也有部分结果要优于ACA结果;计算时间平均缩减至千分之一.实验结果表明,ILS算法能快速得到多无人机任务调度序列,有效减少了计算时间而实验收益结果在可接受范围内.