В данной работе подробно рассматривается пример применения метода адаптивного планирования сеансов связи для выполнения коррекции орбиты международной космической станции (МКС). Предлагается описание сценария коррекции орбиты МКС и критериев его планирования. Строится концептуальная модель планирования полетных операций, описания критериев и ограничений выполнения задач в групповой полетной операции. Описываются входные и выходные данные. Моделируется сценарий коррекции орбиты МКС.
Рассматриваются аспекты адаптивного планирования грузопотока к российскому сегменту (РС) Международной космической станции (МКС) и обратно с применением интерактивной мультиагентной системы (МАС) построения программы полёта, организации грузопотока и расчёта ресурсов РС МКС. Описываются основные этапы планирования и влияние на них нештатных и аварийных ситуаций на примере транспортного грузового корабля (ТГК) «Прогресс М-27М». Даётся характеристика процесса планирования в различных программных модулях системы. Приводится сравнение результатов использования МАС в ОАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва» с результатами «ручного» планирования. Представляется оценка эффективности применяемых технологий и перспективы их дальнейшего использования.
Постановка проблемы: при управлении современными космическими аппаратами специалистам необходимо оперативно принимать решения на основе анализа данных о текущем состоянии корабля. Выполнение данной трудоемкой задачи в реальном времени во многом зависит от уровня подготовки специалиста. Существующие решения для управления сложным техническим объектом применимы только в определенной предметной области, что препятствует использованию подобных программных комплексов в смежных областях. Основная цель разработки системы предоставить специалистам помощь в мониторинге, анализе и своевременном принятии решений по предупреждению и парированию нештатных ситуаций. Методы: основой предлагаемого подхода является использование мультиагентных технологий и семантических сетей (онтологий), концептуальной модели сложного технического объекта и формирование киберфизической модели. Результаты: разработан универсальный подход к созданию интеллектуальной системы обеспечения безопасности при управлении транспортным грузовым кораблем «Прогресс»: устройство системы сложного технического объекта описано в онтологии, каждой подсистеме ставится в соответствие программный агент. Агенты анализируют состояние системы на основе модели штатных и нештатных состояний узлов, сигнализируют о возможности возникновения нештатной ситуации. План ликвидации нештатной ситуации формируется на основе регламентированных правил, а также знаний о процессах, протекающих в системе. Добавление новых технических средств, нештатных ситуаций, изменение предметной области не требует перепрограммирования системы. Практическая значимость: система, разработанная на основе предлагаемого подхода, может работать автономно или совместно с имеющимися средствами мониторинга и управления космическим аппаратом. Подход не ограничен рамками предметной области и применим в других отраслях, требующих решения аналогичных задач. Ожидается получение экономического эффекта за счет снижения рисков отказа сложного технического объекта и повышения показателей надежности.
Pассматpивается pеализация интеpактивной мультиагентной системы постpоения пpогpаммы полета, гpузопотока и pасчета pесуpсов Pоссийского сегмента Междунаpодной космической станции. Система pешает пpоблемы поддеpжки жизнедеятельности экипажа и обеспечения ноpмального функциониpования Pоссийского сегмента Междунаpодной космической станции (PC МКС), а также повышения эффективности пpинятия pешений специалистами PКК «Энеpгия» пpи постpоении пpогpаммы полета, гpузопотока и pасчета pесуpсов PC МКС. Система pеализует метод адаптивного планиpования пpогpаммы полета и гpузопотока PC МКС в pеальном вpемени, учитывающий пpиоpитеты, пpавила, огpаничения гpузов и тpанспоpтных коpаблей. Показано, что система способна гибко и эффективно адаптиpовать пpогpамму полета и план гpузопотока PC МКС по событиям в pеальном вpемени.
Постановка проблемы: Рассматривается задача построения плана грузопотока Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Построение стратегических и тактических планов полета, доставки, возврата, утилизации и размещения на РС МКС грузов, в составе которых имеется более 3500 наименований объектов, сложная и трудоемкая задача, при решении которой необходимо учитывать множество факторов, ограничений и предпочтений, таких, как изменяющиеся потребности в топливе, воде и продовольствии, баллистика и солнечная активность, особенности типов кораблей и стыковочных модулей. События изменения дат старта и посадки, стыковки или отстыковки, состава экипажа и других параметров оказывают влияние на программу полетов и план грузопотока, что требует динамического перепланирования в цепочке изменений связанных между собой параметров, которые должны быть уточнены, пересчитаны и согласованы. Задача представлена в виде динамического баланса интересов между потребностями и возможностями. Методы: Предлагается метод адаптивного планирования грузопотока РС МКС в реальном времени, учитывающий приоритеты грузов. В основе данного метода лежат мультиагентные технологии для разрешения конфликтов путем переговоров агентов. Данный метод способен гибко и эффективно адаптировать план грузопотока РС МКС по событиям в реальном времени. Результаты: Разработанный метод применяется в интерактивной мультиагентной системе построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов РС МКС. Практическая значимость: Разработанная система на основе мультиагентных технологий внедрена в промышленную эксплуатацию и применяется для планирования грузопотока РС МКС. Система обеспечивает следующие преимущества: построение плана грузопотока РС МКС, близкого по своим параметрам к создаваемым опытными диспетчерами; гибкая и быстрая оперативная реакция на события, требующие перепланирования грузопотока; сокращение ручного труда и повышение оперативности в принятии решений – в 2-3 раза; возможность мониторинга и контроля исполнения планов в реальном времени.
Постановка проблемы: одной из главных задач обеспечения работы Международной космической станции является управление грузопотоком. Для планирования грузопотока требуется учитывать множество различных по своей природе факторов, критериев, правил, предпочтений и ограничений. Любое важное событие ведет к цепочке перепланирования многих других связанных действий. Целью работы является проведение исследования и анализа для классификации основных событий, возникновение которых приводит к согласованному изменению поблочного грузопотока. Методы: адаптивное перепланирование поблочного грузопотока российского сегмента Международной космической станции, которое инициируется событиями, с применением мультиагентных технологий и онтологий, где принимается во внимание динамический баланс интересов всех сторон с учетом основных ограничений и предпочтений участников процесса адаптивного планирования грузопотока в ответ на поступающие события в режиме реального времени. Результаты: выявлено, что возникновение любых важных событий приводит к перепланированию размещения грузов на транспортных грузовых кораблях «Прогресс» и транспортных пилотируемых кораблях «Союз». Представлены сценарии обработки приведенных событий планировщиком поблочного грузопотока российского сегмента Международной космической станции. Практическая значимость: обработка приведенных событий реализована в интерактивной мультиагентной системе построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов российского сегмента Международной космической станции. Внедрение системы позволило повысить эффективность процесса планирования и снизить риски по управлению и обслуживанию российского сегмента Международной космической станции.
Рассматриваются особенности постановки задачи планирования программы полета и грузопотока Российского сегмента Международной космической станции. Описываются критерии, правила и ограничения, влияющие на планирование программы полета и грузопотока. Показывается с помощью формализованного подхода, как для решения поставленной задачи находится динамический баланс интересов кораблей, модулей и бортовых систем Российского сегмента Международной космической станции, полетов и грузов, что предполагает взаимно согласованный учет целого ряда индивидуальных особенностей доставляемых грузов, кораблей, модулей и бортовых систем Российского сегмента Международной космической станции. Обосновывается вывод, что для решения поставленной задачи становится целесообразным применение мультиагентных технологий, предметных онтологий и сетецентрического подхода, позволяющие создавать гибкие самоорганизующиеся программы полета и планы грузопотока.
В статье рассмотрен подход к описанию сложных предметных областей на основе метаонтологии «модель Аристотеля». Разработаны и описаны алгоритмические и программные решения, позволяющие создавать онтологии деятельности на основе данного подхода, а также средства визуализации и хранения знаний в предметных онтологиях. Описана созданная онтология систем и элементов Международной космической станции для решения задач управления ее ресурсами, а также онтология для поддержки принятия решений при использовании бортовых ресурсов станции в процессе парирования аварийных ситуаций «Разгерметизация» и «Пожар». Модель знаний и алгоритмические решения обеспечивают индивидуальную онтологическую настройку разработанных инструментальных средств на конкретную сферу деятельности и используются для ситуационного управления в интеллектуальных системах поддержки принятия решений в аэрокосмических приложениях.
Рассматривается метод адаптивного планирования грузопотока для российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Метод реализован в мультиагентной системе интерактивного построения программы полета и плана грузопотока и базируется на итерационном алгоритме повышения удовлетворенности агентов грузов и полетов, позволяющим эволюционным путем строить последовательности предпочтительного размещения грузов по полетам. Показывается, что разработанный метод позволяет решать сложные задачи планирования за счет самоорганизации агентов грузов и агентов полетов, выполняющих переговоры для нахождения и идущих на уступки для согласования баланса интересов в режиме работы по событиям в реальном времени, как это делают опытные специалисты (проектанты).