面向森林火灾的低空救援飞行任务与航迹协同优化
朱新平1 秦新雨1 王明惠1 熊良建2
1.中国民用航空飞行学院 空中交通管理学院，四川 简阳641400;
2.中国民用航空飞行学院洛阳分院，河南 洛阳 471001
Low-Altitude Rescue Missions and Trajectories Synergistic Optimization for Forest Fires
ZHU Xinping1 QIN Xinyu1 WANG Minghui1 XIONG Liangjian2
1.College of Air Traffic Management, Civil Aviation Flight University of China, Jianyang 641400, Sichuan, China;
2. Luoyang Branch of Civil Aviation Flight University of China, Luoyang 471001, Henan, China
摘要：
针对森林火灾场景下通用航空器救援飞行存在的任务调度与航迹规划协同性不足、作业效率低下等问题，提出了一种融合改进合同网协议与蚁群优化的多机任务调度与航迹规划方法。首先，构建动态更新的熟人库机制，基于航空器属性与任务能力预筛选投标节点，减少协商开销；通过引入任务栅格重要性量化模型，将火场面积映射为重要性权重，指导调度优先级决策；设计公共消息黑板机制，实现救援成员主动感知全局任务状态，突破被动响应局限。其次，提出CNP-ACO融合算法：通过CNP分配灭火任务栅格后采用ACO优化多机航迹，结合改进的状态转移概率与信息素更新策略生成最小化总航程的最优路径。最后，以川西某地区真实山火场景为例进行仿真验证，对比分析CBBA、CBGA算法以及提出的基于改进合同网协议的CNP-ACO任务分配与航迹规划算法的计算结果。实验结果表明了改进算法的有效性，且优化后的方案任务栅格分配成功率为98.5%，较CBBA、CBGA算法分别提高11%和10.8%；调度方案平均生成时间较CBBA算法减少12.4%、较CBGA算法减少14.7%。所提算法能够有效解决任务调度与航迹规划之间的耦合问题,提升了森林火灾中多机救援任务调度的整体效率与资源利用率，具有重要的现实意义。
