本發(fā)明涉及無(wú)人機(jī)-有人機(jī)信息處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

在無(wú)人-有人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中，在不同的階段對(duì)所需要處理的信息類(lèi)型、信息需求量，以及信息的本身的重要程度具有一定的差別，因此在對(duì)任務(wù)信息進(jìn)行有效的分發(fā)與傳遞過(guò)程中，需要考慮任務(wù)信息可能具有不同的優(yōu)先等級(jí)，例如強(qiáng)制性任務(wù)信息、重要級(jí)任務(wù)信息、一般級(jí)任務(wù)信息和低優(yōu)先級(jí)任務(wù)信息。其中：

強(qiáng)制性任務(wù)信息是指因其本身的時(shí)序要求、重要程度或者在整個(gè)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中起到關(guān)鍵作用的任務(wù)信息，需要在無(wú)人-有人機(jī)系統(tǒng)中立即進(jìn)行分發(fā)處理，是優(yōu)先等級(jí)最高的任務(wù)信息。

重要級(jí)任務(wù)信息是指對(duì)整個(gè)協(xié)同過(guò)程具有重要影響、任務(wù)完成收益明顯高于一般級(jí)和低優(yōu)先級(jí)任務(wù)的任務(wù)信息，例如：偵察任務(wù)。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中戰(zhàn)場(chǎng)偵察決定戰(zhàn)爭(zhēng)的走勢(shì)，精準(zhǔn)及時(shí)的戰(zhàn)場(chǎng)信息能夠左右戰(zhàn)爭(zhēng)的成敗，由于無(wú)人機(jī)執(zhí)行偵察任務(wù)具有無(wú)人員傷亡風(fēng)險(xiǎn)、部署靈活、響應(yīng)及時(shí)等特點(diǎn)，備受各國(guó)關(guān)注，使偵察任務(wù)成為無(wú)人機(jī)當(dāng)前最重要的任務(wù)模式之一。

一般級(jí)任務(wù)信息是指需求預(yù)測(cè)和指控中心發(fā)出的常規(guī)性任務(wù)指令，例如：空中預(yù)警任務(wù)。事先將無(wú)人機(jī)部署在靠近敵方的上空，再把無(wú)人機(jī)獲得的信息通過(guò)通信鏈路傳遞給停在安全地帶的有人機(jī)，再由有人機(jī)適時(shí)將信息傳遞給控制中心，進(jìn)行攔截任務(wù)。

低優(yōu)先級(jí)任務(wù)是指完成時(shí)間和是否執(zhí)行對(duì)于這個(gè)協(xié)同過(guò)程效能影響不大的任務(wù)，例如日常巡航任務(wù)等。

在無(wú)人-有人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程中，不同階段對(duì)任務(wù)的需求可能是變化的，事前的規(guī)劃方案可能難以適應(yīng)變化多端的任務(wù)環(huán)境，以及對(duì)強(qiáng)制性任務(wù)信息的優(yōu)先分發(fā)與傳遞對(duì)原有的規(guī)劃方案會(huì)有一定影響。在這樣的情況下，需要對(duì)無(wú)人機(jī)編隊(duì)內(nèi)的信息分發(fā)方案進(jìn)行重規(guī)劃，使信息分發(fā)規(guī)劃方案更加合理已經(jīng)適應(yīng)當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)環(huán)境。

目前，在無(wú)人-有人機(jī)協(xié)同執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中，沒(méi)有一種方案能夠?qū)θ蝿?wù)池中待分發(fā)的任務(wù)信息進(jìn)行合理的重規(guī)劃安排，形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)解決的技術(shù)問(wèn)題

本發(fā)明提供一種無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法及裝置，可以解決現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有一種方案能夠?qū)o(wú)人機(jī)編隊(duì)任務(wù)池中待分發(fā)的任務(wù)信息進(jìn)行合理的重規(guī)劃安排，形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

(二)技術(shù)方案

第一方面，本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法包括：

當(dāng)任務(wù)池中的四級(jí)任務(wù)信息被分發(fā)完成，或者，基于初始的信息分發(fā)預(yù)案，不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中三級(jí)任務(wù)信息的收益之和大于擾動(dòng)成本之和時(shí)，調(diào)用預(yù)先建立的重規(guī)劃模型；所述重規(guī)劃模型的優(yōu)化目標(biāo)為在預(yù)設(shè)約束條件下最大化任務(wù)池中的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益；

采用編碼方法對(duì)任務(wù)池中的待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化，得到初始解；

基于所述初始解，采用遺傳算法對(duì)所述重規(guī)劃模型進(jìn)行求解，得到對(duì)所述待分發(fā)任務(wù)信息分發(fā)與傳遞的重規(guī)劃方案；

按照所述重規(guī)劃方案對(duì)所述待分發(fā)任務(wù)信息進(jìn)行分發(fā)與傳遞；

其中，所述四級(jí)任務(wù)信息、所述三級(jí)任務(wù)信息和所述二級(jí)任務(wù)信息的重要程度依次降低，且所述四級(jí)任務(wù)信息為強(qiáng)制性任務(wù)信息。

可選的，所述初始的信息分發(fā)預(yù)案為以最大化不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的權(quán)重值之和為目標(biāo)而建立的分發(fā)方案。

可選的，所述采用編碼方法對(duì)任務(wù)池中的待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化，得到初始解，包括：

采用編碼方法將所述重規(guī)劃模型的解編碼為染色體，所述染色體上包括與任務(wù)池中待分發(fā)任務(wù)信息一一對(duì)應(yīng)的基因；

將染色體上每個(gè)基因的第一標(biāo)識(shí)置為1，置為1的第一標(biāo)識(shí)表征該基因?qū)?yīng)的待分發(fā)任務(wù)信息為可被分發(fā)與傳遞；

獲取各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的宿節(jié)點(diǎn)、優(yōu)先級(jí)值、收益值和擾動(dòng)成本值，并針對(duì)每一個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息隨機(jī)生成一個(gè)與其宿節(jié)點(diǎn)不同的源節(jié)點(diǎn)；

判斷各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息是否需要轉(zhuǎn)發(fā)；對(duì)于需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，隨機(jī)生成多個(gè)不同的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，形成轉(zhuǎn)發(fā)路徑；對(duì)于不需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，將其轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)置為-1；

讀取各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的時(shí)間窗；對(duì)于每一個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息，在所述時(shí)間窗內(nèi)隨機(jī)生成一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)，并將該時(shí)刻點(diǎn)作為該待分發(fā)任務(wù)信息到達(dá)所述宿節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻；對(duì)于需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑推算出待分發(fā)任務(wù)信息到達(dá)各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻以及從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻；對(duì)于不需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，推算出待分發(fā)任務(wù)信息從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻，并將各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)刻置為-1；

將每個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的第一標(biāo)識(shí)、源節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)、宿節(jié)點(diǎn)、從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻、到達(dá)各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻、到達(dá)所述宿節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻、優(yōu)先級(jí)值、收益值以及擾動(dòng)成本值作為該待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性，各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性形成初始解。

可選的，所述采用遺傳算法對(duì)所述重規(guī)劃模型進(jìn)行求解，包括：

s1、設(shè)置迭代次數(shù)k的初始值為1；

s2、將所述重規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)為適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算初始種群中染色體的適應(yīng)度函數(shù)值；

s3、采用輪盤(pán)賭選擇法從父代群體中選擇中適應(yīng)度函數(shù)值最高的預(yù)設(shè)數(shù)量的染色體遺傳到子代群體中；

s4、對(duì)種群中的染色體進(jìn)行兩兩單點(diǎn)交叉操作；

s5、對(duì)交叉操作得到的染色體進(jìn)行重置變異處理；

s6、對(duì)重置變異處理得到的染色體進(jìn)行更新操作，具體為將子代群體中適應(yīng)度最低的第一預(yù)設(shè)數(shù)量的染色體和子代群體中適應(yīng)度最低的第二預(yù)設(shè)數(shù)量的染色體組合，形成新的種群；

s7、判斷當(dāng)前的迭代次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)kmax；

若是，則將最后一次迭代過(guò)程中得到的新的種群對(duì)應(yīng)的解作為所述重規(guī)劃方案；

否則，將所述新的種群作為初始種群，迭代次數(shù)加1，并返回s2。

可選的，在所述對(duì)重置變異處理得到的染色體進(jìn)行更新操作之前，所述方法還包括：對(duì)重置變異處理后的染色體上基因?qū)?yīng)的分發(fā)與傳遞屬性是否滿(mǎn)足所述預(yù)設(shè)約束條件；若是，則執(zhí)行所述更新操作；否則，對(duì)重置變異處理后染色體的適應(yīng)度函數(shù)值進(jìn)行調(diào)整后執(zhí)行所述更新操作。

可選的，所述對(duì)交叉操作得到的染色體進(jìn)行重置變異處理，包括：生成一個(gè)介于0和1之間的隨機(jī)數(shù)，若所述隨機(jī)數(shù)小于預(yù)設(shè)的變異概率，則根據(jù)所述初始解的生成方法生成一條染色體；在子代群體中隨機(jī)選擇一條染色體，并用根據(jù)所述初始解的生成的染色體替代隨機(jī)選擇的染色體，其他染色體保持不變。

可選的，所述重規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)為：

式中，z為任務(wù)池中的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益；t表示任意一個(gè)待分發(fā)信息；t^b表示三級(jí)任務(wù)信息集合；t^c表二級(jí)任務(wù)信息集合；決策變量取1或0，取1表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j，取0表示待分發(fā)信息t不從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j；ht表示完成待分發(fā)信息t的任務(wù)后可獲得的收益。

可選的，所述預(yù)設(shè)約束條件包括：

ett≤lt,t∈t

ett≥et,t∈t

ett-stt≤d,t∈t

式中，ett表示待分發(fā)信息t實(shí)際到達(dá)信息宿的時(shí)刻；stt表示待分發(fā)信息t從信息源實(shí)際開(kāi)始分發(fā)時(shí)刻；v＝{1,2,…,m}表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)集合，m表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇偣?jié)點(diǎn)數(shù)；表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i傳遞到節(jié)點(diǎn)j發(fā)生的傳輸時(shí)延；表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i傳遞到節(jié)點(diǎn)j發(fā)生的傳播時(shí)延；t為待分發(fā)任務(wù)信息集合，該集合中不包括四級(jí)任務(wù)信息；lt表示待分發(fā)信息t最遲到達(dá)信息宿的時(shí)間；et表示待分發(fā)信息t最早信息宿到達(dá)時(shí)間；d表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲锌山邮艿淖畲髸r(shí)延；twt表示待分發(fā)信息t所需要的帶寬；nwij表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲杏邢蜻?lt;i,j>所能承受的最大帶寬；bv表示節(jié)點(diǎn)v所能提供的最大數(shù)據(jù)量，v表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械娜我还?jié)點(diǎn),v∈v；決策變量取1或0，其中，取1表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j，取0表示待分發(fā)信息t不從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j；t^a表示四級(jí)任務(wù)信息。

第二方面，本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述方法的步驟。

第三方面，本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述方法的步驟。

(三)有益效果

本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)設(shè)備，當(dāng)無(wú)人機(jī)編隊(duì)系統(tǒng)的任務(wù)池中的四級(jí)任務(wù)信息被分發(fā)完成，或者，基于初始的信息分發(fā)預(yù)案，不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中三級(jí)任務(wù)信息的收益之和大于擾動(dòng)成本之和時(shí)，調(diào)用預(yù)先建立的重規(guī)劃模型，利用重規(guī)劃模型確定重規(guī)劃方案，以保證任務(wù)池中優(yōu)先級(jí)別較高的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益最大，實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)池中待分發(fā)任務(wù)信息的合理安排，形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本公開(kāi)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本公開(kāi)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些圖獲得其他的附圖。

圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例中一條由5個(gè)基因構(gòu)成的染色體的示意圖；

圖2示出了本發(fā)明一實(shí)施例中無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法的部分流程示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本公開(kāi)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本公開(kāi)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒竟_(kāi)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本公開(kāi)保護(hù)的范圍。

第一方面，本發(fā)明提供一種無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法，該方法包括：

a、當(dāng)任務(wù)池中的四級(jí)任務(wù)信息被分發(fā)完成，或者，基于初始的信息分發(fā)預(yù)案，不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中三級(jí)任務(wù)信息的收益之和大于擾動(dòng)成本之和時(shí)，調(diào)用預(yù)先建立的重規(guī)劃模型；所述重規(guī)劃模型的優(yōu)化目標(biāo)為在預(yù)設(shè)約束條件下最大化任務(wù)池中的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益；

其中，所述四級(jí)任務(wù)信息、所述三級(jí)任務(wù)信息和所述二級(jí)任務(wù)信息的重要程度依次降低，且所述四級(jí)任務(wù)信息為強(qiáng)制性任務(wù)信息。

可理解的是，對(duì)于不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池，會(huì)設(shè)置一個(gè)初始的分發(fā)預(yù)案，如果在按照該分發(fā)預(yù)案對(duì)任務(wù)信息進(jìn)行分發(fā)的過(guò)程中任務(wù)池接收到了四級(jí)任務(wù)信息，此時(shí)會(huì)暫停任務(wù)分發(fā)，而是對(duì)四級(jí)任務(wù)信息立即進(jìn)行分發(fā)，當(dāng)四級(jí)任務(wù)信息被分發(fā)完成后，需要對(duì)任務(wù)池中未被分發(fā)的任務(wù)信息繼續(xù)進(jìn)行分發(fā)，此時(shí)可以調(diào)用重規(guī)劃模型，對(duì)未被分發(fā)的任務(wù)信息設(shè)計(jì)分發(fā)方案，即重規(guī)劃方案。如果根據(jù)初始的分發(fā)預(yù)案，確定三級(jí)任務(wù)信息的收益之和大于擾動(dòng)成本之和，此時(shí)也調(diào)用重規(guī)劃模型，對(duì)任務(wù)池中的任務(wù)信息的分發(fā)設(shè)計(jì)分發(fā)方案，即重規(guī)劃方案。以上為調(diào)用重規(guī)劃模型的兩個(gè)觸發(fā)條件。

可理解的是，三級(jí)任務(wù)信息為重要級(jí)任務(wù)信息，二級(jí)任務(wù)信息為一般級(jí)任務(wù)信息。當(dāng)然任務(wù)池中還可能包括一級(jí)任務(wù)信息，一級(jí)任務(wù)信息為低優(yōu)先級(jí)任務(wù)。四級(jí)任務(wù)信息、三級(jí)任務(wù)信息、二級(jí)任務(wù)信息和一級(jí)任務(wù)信息的重要程度依次降低，優(yōu)先級(jí)別依次降低。

b、采用編碼方法對(duì)任務(wù)池中的待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化，得到初始解；

c、基于所述初始解，采用遺傳算法對(duì)所述重規(guī)劃模型進(jìn)行求解，得到對(duì)所述待分發(fā)任務(wù)信息分發(fā)與傳遞的重規(guī)劃方案；

d、按照所述重規(guī)劃方案對(duì)所述待分發(fā)任務(wù)信息進(jìn)行分發(fā)與傳遞。

本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法，當(dāng)任務(wù)池中的四級(jí)任務(wù)信息被分發(fā)完成，或者，基于初始的信息分發(fā)預(yù)案，不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中三級(jí)任務(wù)信息的收益之和大于擾動(dòng)成本之和時(shí)，調(diào)用預(yù)先建立的重規(guī)劃模型，利用重規(guī)劃模型確定重規(guī)劃方案，以保證任務(wù)池中優(yōu)先級(jí)別較高的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益最大，實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)池中待分發(fā)任務(wù)信息的合理安排，形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

為了清楚表述，下面對(duì)各式中涉及到的公式參數(shù)進(jìn)行說(shuō)明：

本文用有向圖g(v,e,w)來(lái)表示無(wú)人機(jī)/有人機(jī)之間所有可用的通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，將無(wú)人機(jī)/有人機(jī)描述為通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)，具體模型參數(shù)如下：

v＝{1,2,…,m}表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)集合，m表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇偣?jié)點(diǎn)數(shù)。

e＝{<i,j>|i,j∈v,i≠j}表示有向邊集合，其中<i,j>表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲泄?jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j的有向邊；

w＝{wij|i,j∈v}表示圖中每條有向邊的權(quán)值集合，其中wij表示節(jié)點(diǎn)i到節(jié)點(diǎn)j之間的歐式距離。

bv表示節(jié)點(diǎn)v所能提供的最大數(shù)據(jù)量，其中,v表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械娜我还?jié)點(diǎn),v∈v；

t表示待分發(fā)信息集合，n表示集合中元素的個(gè)數(shù)，t表示任意一個(gè)待分發(fā)信息，t∈t；其中t^a表示強(qiáng)制性任務(wù)信息，t^b表示重要級(jí)信息，t^c表示一般級(jí)信息，t^d表示低優(yōu)先級(jí)信息；

[et,lt]表示待分發(fā)信息t需要在此時(shí)間窗內(nèi)到達(dá)信息宿，et表示最早到達(dá)時(shí)間，lt表示最遲到達(dá)時(shí)間；

stt表示待分發(fā)信息t從信息源實(shí)際開(kāi)始分發(fā)時(shí)刻，ett表示待分發(fā)信息t實(shí)際到達(dá)信息宿的時(shí)刻；

snt表示待分發(fā)信息t的實(shí)際信息源，ent表示需要接收待分發(fā)信息t的信息宿；

表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i傳遞到節(jié)點(diǎn)j發(fā)生的傳輸時(shí)延；表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i傳遞到節(jié)點(diǎn)j發(fā)生的傳播時(shí)延；

d表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲锌山邮艿淖畲髸r(shí)延；

twt表示待分發(fā)信息t所需要的帶寬；

nwij表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲杏邢蜻?lt;i,j>所能承受的最大帶寬；

pt表示待分發(fā)信息t的優(yōu)先級(jí)，pt＝1表示低優(yōu)先級(jí)任務(wù)，pt＝2表示一般級(jí)任務(wù)，pt＝3表示重要級(jí)任務(wù)，pt＝4表示中斷級(jí)任務(wù)；

ht表示完成待分發(fā)信息t的任務(wù)后可獲得的收益；

gt表示待分發(fā)信息t的權(quán)重值；

ct表示待分發(fā)信息t的可能產(chǎn)生的擾動(dòng)成本；

決策變量取1或0，其中，取1表示待分發(fā)信息t從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j，取0表示待分發(fā)信息t不從節(jié)點(diǎn)i發(fā)送到節(jié)點(diǎn)j。

在具體實(shí)施是，步驟a中重規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)和約束條件可以根據(jù)需要設(shè)置，例如：

重規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)為：

式中，z為任務(wù)池中的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益。

預(yù)設(shè)約束條件包括時(shí)間窗約束、時(shí)延約束、帶寬約束、信源約束、訪(fǎng)問(wèn)唯一性約束等，其中所謂的時(shí)間窗約束為強(qiáng)制性任務(wù)信息需在預(yù)設(shè)時(shí)間窗內(nèi)完成分發(fā)傳遞，時(shí)延約束為所述強(qiáng)制性任務(wù)信息的傳輸時(shí)延和傳播時(shí)延均不超過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖畲髸r(shí)延，帶寬約束為通信鏈路中同時(shí)能夠傳遞的強(qiáng)制性任務(wù)信息數(shù)據(jù)量之和不超出通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渌艹惺艿淖畲髱?，信源約束為信息源發(fā)出的強(qiáng)制性任務(wù)信息數(shù)據(jù)量不超出信息源的供應(yīng)能力，訪(fǎng)問(wèn)唯一性約束為每個(gè)強(qiáng)制性任務(wù)信息只有一個(gè)信息源、每個(gè)強(qiáng)制性任務(wù)信息只有一個(gè)信息宿、任意一個(gè)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)同一個(gè)強(qiáng)制性任務(wù)信息的次數(shù)小于等于1。當(dāng)然，約束條件還包括任務(wù)池中沒(méi)有強(qiáng)制性任務(wù)信息。

上述約束條件可以用以下公式表示：

ett≤lt,t∈t

ett≥et,t∈t

ett-stt≤d,t∈t

在上式中的各個(gè)參量的含義已在上文中詳細(xì)說(shuō)明。

在具體實(shí)施時(shí)，初始的分發(fā)預(yù)案的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)可以根據(jù)實(shí)際情況選擇，例如，初始的信息分發(fā)預(yù)案為以最大化不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的權(quán)重值之和為目標(biāo)而建立的分發(fā)方案。

在具體實(shí)施時(shí)，上述步驟b中采用編碼方法對(duì)任務(wù)池中的待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性初始化得到初始解的具體過(guò)程可以包括：

b1、采用編碼方法將所述重規(guī)劃模型的解編碼為染色體，所述染色體上包括與任務(wù)池中待分發(fā)任務(wù)信息一一對(duì)應(yīng)的基因；

可理解的是，待分發(fā)任務(wù)信息的數(shù)量與染色體上基因的個(gè)數(shù)相同，一個(gè)基因?qū)?yīng)一條待分發(fā)任務(wù)信息。

舉例來(lái)說(shuō)，將待分發(fā)信息的數(shù)量n作染色體內(nèi)基因的數(shù)量，基因采用多元組的方式進(jìn)行編碼，m表示通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲械墓?jié)點(diǎn)總數(shù)量，基本的編碼方式如下：

gene＝(flag,node1,node2,...,nodem,time1,time2,…,timem，priority，profit，cost)

其中，flag表示待分發(fā)信息是否可被分發(fā)，node1,node2,...nodem表示待分發(fā)信息轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)經(jīng)過(guò)的節(jié)點(diǎn)，node1表示待分發(fā)信息的信息源，nodem表示待分發(fā)信息的信息宿，time1,time2,…,timem表示待分發(fā)信息在對(duì)應(yīng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)間，time1表示待分發(fā)信息從信息源開(kāi)始分發(fā)時(shí)刻，timem表示待分發(fā)信息際到達(dá)信息宿的時(shí)刻；priority表示待分發(fā)任務(wù)信息的優(yōu)先級(jí)別，profit表示完成待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞之后可以獲得的利益；cost表示未完成的待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞任務(wù)所產(chǎn)生的擾動(dòng)成本。

b2、將染色體上每個(gè)基因的第一標(biāo)識(shí)置為1，置為1的第一標(biāo)識(shí)表征該基因?qū)?yīng)的待分發(fā)任務(wù)信息為可被分發(fā)與傳遞；

可理解的是，這里的第一標(biāo)識(shí)即為上述的flag，將第一標(biāo)識(shí)置為1標(biāo)識(shí)對(duì)應(yīng)的待分發(fā)任務(wù)信息可以被分配和傳遞。

b3、獲取各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的宿節(jié)點(diǎn)、優(yōu)先級(jí)值、收益值和擾動(dòng)成本值，并針對(duì)每一個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息隨機(jī)生成一個(gè)與其宿節(jié)點(diǎn)不同的源節(jié)點(diǎn)；

可理解的是，由于宿節(jié)點(diǎn)與源節(jié)點(diǎn)不同，因此node1≠nodem。

b4、判斷各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息是否需要轉(zhuǎn)發(fā)；對(duì)于需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，隨機(jī)生成多個(gè)不同的轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)，形成轉(zhuǎn)發(fā)路徑；對(duì)于不需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，將其轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)置為-1；

可理解的是，對(duì)于不需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，令node2＝node3＝…＝nodem-1＝-1。

可理解的是，對(duì)于需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，隨機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)次數(shù)c<＝m-2，將隨機(jī)生成的c個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的編號(hào)記錄至node2…,nodem-1，且保證node1≠node2≠…≠nodem。

b5、讀取各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的時(shí)間窗；對(duì)于每一個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息，在所述時(shí)間窗內(nèi)隨機(jī)生成一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)，并將該時(shí)刻點(diǎn)作為該待分發(fā)任務(wù)信息到達(dá)所述宿節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻；對(duì)于需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑推算出待分發(fā)任務(wù)信息到達(dá)各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻以及從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻；對(duì)于不需要轉(zhuǎn)發(fā)的待分發(fā)任務(wù)信息，推算出待分發(fā)任務(wù)信息從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻，并將各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)刻置為-1；

b6、將每個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的第一標(biāo)識(shí)、源節(jié)點(diǎn)、轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)、宿節(jié)點(diǎn)、從源節(jié)點(diǎn)發(fā)出的時(shí)刻、到達(dá)各個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻、到達(dá)所述宿節(jié)點(diǎn)的時(shí)刻、優(yōu)先級(jí)值、收益值以及擾動(dòng)成本值作為該待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性，各個(gè)待分發(fā)任務(wù)信息的分發(fā)與傳遞屬性形成初始解。

舉例來(lái)說(shuō)，如圖1所示，由5個(gè)基因形成一個(gè)染色體，以第一個(gè)基因?yàn)槔?(1,1,-1,2,9.5,-1,12.5，3,10,5)表示第一個(gè)待分發(fā)信息優(yōu)先級(jí)別為3，從編號(hào)為1的信息源發(fā)往編號(hào)為2的信息宿，中間不經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)。發(fā)送時(shí)間為第9.5秒到達(dá)時(shí)間為第12.5秒。完成分發(fā)與傳遞后獲得的收益為10，若任務(wù)未完成，需要支付的擾動(dòng)成本為5。

在具體實(shí)施時(shí)，如圖2所示，上述步驟c中采用遺傳算法對(duì)所述重規(guī)劃模型進(jìn)行求解的具體過(guò)程可以包括：

s1、設(shè)置迭代次數(shù)k的初始值為1；

s2、將所述重規(guī)劃模型的目標(biāo)函數(shù)為適應(yīng)度函數(shù)，計(jì)算初始種群中染色體的適應(yīng)度函數(shù)值；

s3、采用輪盤(pán)賭選擇法從父代群體中選擇中適應(yīng)度函數(shù)值最高的預(yù)設(shè)數(shù)量的染色體遺傳到子代群體中；

可理解的是，所謂的輪盤(pán)賭選擇法的基本思想是：各染色體被選中的概率與其適應(yīng)度函數(shù)值大小成正比。根據(jù)適應(yīng)度函數(shù)計(jì)算出染色體的適應(yīng)度函數(shù)值fitness，計(jì)算染色體個(gè)體在種群的個(gè)體的適應(yīng)度總和所占的比例relativefitness＝fitness./sum(fitness)，即為被選中遺傳至下一代的概率，比值越大，則被選擇遺傳至下一代的概率就越大。

s4、對(duì)種群中的染色體進(jìn)行兩兩單點(diǎn)交叉操作；

可理解的是，采用單點(diǎn)交叉方式，即隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)交叉點(diǎn)，依次將種群中相鄰兩個(gè)染色體位于該點(diǎn)后的部分進(jìn)行相互交換，生成兩個(gè)新的染色體。

s5、對(duì)交叉操作得到的染色體進(jìn)行重置變異處理；

s6、對(duì)重置變異處理得到的染色體進(jìn)行更新操作，具體為將子代群體中適應(yīng)度最低的第一預(yù)設(shè)數(shù)量的染色體和子代群體中適應(yīng)度最低的第二預(yù)設(shè)數(shù)量的染色體組合，形成新的種群；

舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)變異后的子代群體按適應(yīng)度值的升序進(jìn)行排列，取出前sonnum個(gè)染色體，對(duì)父代群體按適應(yīng)度值的降序進(jìn)行排列，取出后fathernum個(gè)染色體，組成新的種群。

s7、判斷當(dāng)前的迭代次數(shù)是否達(dá)到預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)kmax；

若是，則將最后一次迭代過(guò)程中得到的新的種群對(duì)應(yīng)的解作為所述重規(guī)劃方案；

否則，將所述新的種群作為初始種群，迭代次數(shù)加1，并返回s2。

這里，通過(guò)對(duì)染色體進(jìn)行選擇、交叉、變異等操作，將得到的染色體作為重規(guī)劃方案。上述過(guò)程為一個(gè)迭代過(guò)程，只有迭代次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，才會(huì)退出，系那個(gè)最后一次迭代過(guò)程中新的種群對(duì)應(yīng)的解作為重規(guī)劃方案。

在具體實(shí)施時(shí)，在s6中對(duì)重置變異處理得到的染色體進(jìn)行更新操作之前，所述方法還包括：

對(duì)重置變異處理后的染色體上基因?qū)?yīng)的分發(fā)與傳遞屬性是否滿(mǎn)足所述預(yù)設(shè)約束條件；

若是，則執(zhí)行所述更新操作；

否則，對(duì)重置變異處理后染色體的適應(yīng)度函數(shù)值進(jìn)行調(diào)整后執(zhí)行所述更新操作。

考慮到待分發(fā)信息需要滿(mǎn)足通信網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膸?、時(shí)延、時(shí)間窗和信息源等約束，因此這里還對(duì)染色體進(jìn)行約束校驗(yàn)。對(duì)于未能通過(guò)約束校驗(yàn)的染色體，在其適應(yīng)度函數(shù)值上按需增加或減去懲罰因子，使其適應(yīng)度函數(shù)值變小或變大，在選擇操作中以去除不滿(mǎn)足給定約束的染色體。

在具體實(shí)施時(shí)，上述s5中對(duì)交叉操作得到的染色體進(jìn)行重置變異處理的具體過(guò)程可以包括：

生成一個(gè)介于0和1之間的隨機(jī)數(shù)，若所述隨機(jī)數(shù)小于預(yù)設(shè)的變異概率，則根據(jù)所述初始解的生成方法生成一條染色體newchrom；

其中，預(yù)設(shè)的變異概率在0和1之間。

生成一個(gè)介于0和1之間的隨機(jī)數(shù)，若所述隨機(jī)數(shù)小于預(yù)設(shè)的變異概率，則根據(jù)所述初始解的生成方法生成一條染色體newchrom；

第二方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述方法的步驟。

第三方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述方法的步驟。

可理解的是，本發(fā)明提供的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)、計(jì)算機(jī)設(shè)備的有益效果與本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法的有益效果相同，這里不再贅述。

綜上所述，本發(fā)明提供的無(wú)人機(jī)編隊(duì)信息分發(fā)重規(guī)劃方法、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)和計(jì)算機(jī)設(shè)備，當(dāng)任務(wù)池中的四級(jí)任務(wù)信息被分發(fā)完成，或者，基于初始的信息分發(fā)預(yù)案，不包括四級(jí)任務(wù)信息的任務(wù)池中三級(jí)任務(wù)信息的收益之和大于擾動(dòng)成本之和時(shí)，調(diào)用預(yù)先建立的重規(guī)劃模型，利用重規(guī)劃模型確定重規(guī)劃方案，以保證任務(wù)池中優(yōu)先級(jí)別較高的三級(jí)任務(wù)信息和二級(jí)任務(wù)信息的總收益最大，實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)池中待分發(fā)任務(wù)信息的合理安排，形成最優(yōu)的信息分發(fā)與傳遞序列。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明的實(shí)施例各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。