Рассматривается проблема распределенного планирования задач использования целевого оборудования спутников самими космическими аппаратами в группировке малых космических аппаратов. Предложены технологии, позволяющие преодолеть ряд трудностей, связанных с организацией данного процесса. Описывается работа демонстрационного стенда, построенного из физических устройств, демонстрирующего, что рассмотренные технологии действительно справляются с возложенными на них задачами. Обсуждается возможность применения рассмотренных технологий в реальных группировках малых космических аппаратов.
The problem of planning for target application of a group of Earth remote sensing satellites in combination with a network of ground-based data receiving points is considered. The multi-agent approach to planning is used, where the sought schedule is built as dynamic balancing interests of agents of observation requests, satellites and data receiving points. Dynamically occurring events are taken into account in the process of planning, including introduction of a new task or change of task options, failure of a satellite or means of communication. Formation of the sought schedule is divided into two stages. At the first stage, agents form the initial feasible schedule using “greedy” strategy, at the second stage they try to improve the current schedule by building chain permutations of operations. The developed planning system for target application of a group of satellites is described. The results of the system performance with a test data set are presented.
Advantages of the multi-agent approach to management of a group of Earth remote sensing satellites are proved.
Рассматривается задача построения плана целевого применения группировки космических аппаратов дистанционного зондирования Земли. Критерием оценки эффективности расписания является оперативность доставки снимков потребителям, а также их разрешение. Допустимость полученного расписания определятся исходя из ограничений по интервалам видимости между космическими аппаратами, районами наблюдения и пунктами приема информации, объему запоминающего устройства, а также
согласованности операций по съемке, хранению, передаче и приему данных. Используется мультиагентный подход к планированию, в котором искомое расписание строится как динамическое равновесие интересов агентов космических аппаратов, районов наблюдения и пунктов приема информации. При планировании учитываются динамически возникающие события, к числу которых относятся поступление новой задачи или изменение ее параметров, выход из строя космического аппарата или средства связи. Дано описание классов агентов и протоколов их взаимодействия. Процесс формирования искомого расписания разбивается на две стадии. На первой стадии агенты с помощью жадной стратегии формируют начальное допустимое расписание,
на второй – пытаются улучшить текущее расписание путем построения цепочек перестановок операций. Приводится перечень конфликтных ситуаций, разрешающихся в процессе планирования. Описывается разработанная система планирования целевого применения группировки космических аппаратов. Приводятся результаты работы системы на тестовом наборе данных. Обосновываются преимущества мультиагентного подхода к управлению группировкой космических аппаратов дистанционного
зондирования Земли.
Рассматриваются принципы применения онтологии для решения нового класса задач управления поведением интеллектуальных подвижных объектов, способных действовать как полностью автономно, так и коллективно, на примере решения задач дистанционного зондирования Земли группировкой малоразмерных космических аппаратов. Описывается структура онтологии, основные функции редактора онтологий/сцен. Предлагается онтологическое описание объектов наблюдения и правил распознавания цели, метод поиска объекта, удовлетворяющего онтологическому описанию. Приведены примеры сцен, разработанных на основе онтологии, соответствующих задачам дистанционного зондирования Земли. Предлагаются направления
дальнейших исследований и разработок рассматриваемой системы.
В данной работе предложен метод адаптивного планирования сеансов связи центра управления полетами (ЦУП) с группировкой космических аппаратов (КА) по критериям надежности и экономичности связи. Данный метод, в отличие от экспертного подхода, позволяет при использовании мультиагентных технологий строить гибкое самоорганизующееся расписание группировки КА по приему/передаче данных. Метод позволяет разрешать ситуационные конфликты и осуществлять поиск компромиссов между участниками с учетом гибко изменяемых весов критериев. Разработана математическая модель, позволяющая реализовать метод сопряженных взаимодействий для сети отдельных командно-измерительных комплексов (ОКИК), предложена общая схема построения расписания сеансов связи сети технических средств ОКИК с группировкой КА. Предложена архитектура и определены основные компоненты прототипа мультиагентной системы для реализации и экспериментального исследования разработанного метода.
В статье сформулирована постановка задачи организации сети мобильных и стационарных устройств. А также приводится описание прототипа Mesh-сети и результатов поставленных экспериментов, которые показали работоспособность данной сети способной к масштабированию, самоорганизации, передаче данных через промежуточные узлы.
Рассматриваются особенности постановки задачи оптимизации показателей надежности и экономичности сеансов связи для передачи разнородных данных для группы космических аппаратов (КА) и центра управления полетами (ЦУП) через сеть наземных станций. Показывается, что для решения поставленной задачи требуется нахождение динамического баланса интересов задач и ресурсов, что предполагает взаимно согласованный учет целого ряда индивидуальных особенностей проводимых операций, оборудования станций и других важных параметров. Обосновывается вывод, что для решения поставленной задачи становится целесообразным применение мультиагентных технологий, позволяющих создавать гибкие самоорганизующиеся расписания сеансов связи группировки КА с ЦУП через сеть наземных станций.
Рассматривается применение мультиагентных технологий для адаптированного планирования заявок на проведение сеансов связи с малыми космическими аппаратами в сети наземных станций в ответ на возникающие события с учетом ограничений. Дается математическая постановка задачи адаптивного планирования сеансов связи. Описывается расширение метода сопряженных взаимодействий на основе модели сетей потребностей и возможностей для реализации оперативного распределения заявок на проведение сеансов связи между наземными станциями и малыми космическими аппаратами.
В статье рассматривается содержательная постановка задачи о построении среды передачи данных от группировки микроспутников на наземную территориально распределенную инфраструктуру средств приема и обработки данных. Для решения проблемы предлагается использование мультиагентных технологий. Обсуждаются онтология, агенты, протоколы взаимодействия и основные преимущества предлагаемой системы.
В статье описывается концепция применения сервисно-ориентированной архитектуры для развертывания в сети Internet распределенной системы, предназначенной для предоставления различных услуг на оборудовании группировки микроспутников, что позволит создать платформы для взаимодействия участников рынка космических услуг. Описываются основные компоненты системы и возможные протоколы взаимодействия. Обосновываются преимущества использования сервисно-ориентировнной архитектуры.
Рассматривается задача построения эффективного механизма оперативной передачи данных на сеть наземных пунктов приема информации для сети маломассогабаритных космических аппаратов в условиях ограничений на прием, в том числе возникающих внепланово. Предлагается мультиагентный подход к решению данного класса задач. Описываются онтология, агенты и протоколы взаимодействия между компонентами космической системы, а также преимущества предлагаемой системы.
В статье описываются новые принципы организации взаимодейтсвия агентов, принимающих решения на основе онтологии и мультиагентных технологий. Описывается логика взаимодействия агентов в интеллектуальной системе для распределенеого управления группировкой малоразмерных космических аппаратов (МКА). Приводятся примеры сценариев выполнения экспериментов в системе.
Рассматривается распределенный подход к решению задачи управления групповыми операциями кластера малых космических аппаратов. Предлагается классификация кластеров. Описывается интеллектуальная система управления группировкой космических аппаратов, разработанная на основе мультиагентных технологий и онтологий. Приводятся результаты экспериментальных исследований моделей групповых операций малых космических аппаратов, показывающие преимущества разработанного подхода.
Предлагаются модели бортовой базы знаний для агентов — малоразмерных космических аппаратов по разделу «условия видимости», используемые при решении большого количества задач планирования и управления групповыми операциями, выполняемых кластером малоразмерных космических аппаратов без привлечения наземных служб. Данные модели можно рассматривать как элементы «встроенной самоорганизации» систем управления кластером.
Рассматриваются вопросы автономного согласованного межспутникового взаимодействия в мультиагентных системах малоразмерных космических аппаратов (КА)дистанционного зондирования Земли, имеющих не регулярную структуру, при решении малоразмерными КА пакета задач с использованием в качестве ретрансляторов системы из трех КА, расположенных на орбите. Взаимодействие может быть обеспечено при наличии распределенной по агентам системы бортовых баз знаний, структура которых определяется решаемыми при взаимодействии задачами.
Предлагаются модели оценки эффективности при формировании кластера малых космических аппаратов для мониторинга поверхности Земли в целях обеспечения требований по оперативности доставки информации потребителю и надежности решения функциональных задач.
Рассматривается мультиагентный подход к организации взаимодействия космических аппаратов (КА) дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) в реальном маштабе времени. Описываются модели и алгоритмы, лежащие в основе мультиагентного взаимодействия КА ДЗЗ, объектов наблюдения, Земли и Солнца.