Algoritmo de Asignación de Tareas para Enjambres de UAV Heterogéneos con Cadenas de Tareas Temporales
Autores: Liu, Haixiao; Shao, Zhichao; Zhou, Quanzhi; Tu, Jianhua; Zhu, Shuo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Algoritmo de Asignación de Tareas para Enjambres de UAV Heterogéneos con Cadenas de Tareas Temporales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Operaciones de ayuda en desastres
Cadenas de tareas temporales
UAVs heterogéneos
Algoritmo de asignación de tareas
Toma de decisiones dinámica
Tiempo de finalización de tareas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
En las operaciones de ayuda en desastres, integrar la exploración de desastres, la entrega de materiales y la evaluación de efectos en una cadena de tareas temporal puede reducir significativamente los ciclos de respuesta de emergencia y mejorar la eficiencia de rescate. Sin embargo, dado que se necesita coordinar múltiples tipos de UAV heterogéneos durante el proceso de asignación de cadenas de tareas temporales de rescate, esto impone mayores demandas sobre la toma de decisiones dinámica en tiempo real y la tolerancia a fallos del algoritmo de asignación de tareas. Este estudio aborda las dependencias secuenciales entre las etapas de exploración de desastres, entrega de materiales y evaluación de efectos. Se formula un modelo de asignación de tareas para enjambres de UAV heterogéneos dirigido a cadenas de tareas temporales, con el objetivo de minimizar el tiempo de finalización de tareas y el consumo de energía. Se propone un algoritmo de formación de coaliciones dinámico basado en la elección temporal de líderes y mecanismos de negociación de múltiples rondas para mejorar las capacidades de toma de decisiones continuas en entornos de desastre complejos. Se construye un escenario de simulación que involucra veinte UAV heterogéneos y siete cadenas de tareas de rescate temporales. Los resultados muestran que el algoritmo propuesto reduce el tiempo promedio de finalización de tareas en un 15.2-23.7% y el consumo promedio de combustible en un 18.3-26.4% en comparación con protocolos de red cooperativa y subastas distribuidas, con una reducción de hasta el 43% en las fluctuaciones del consumo de combustible.
Descripción
En las operaciones de ayuda en desastres, integrar la exploración de desastres, la entrega de materiales y la evaluación de efectos en una cadena de tareas temporal puede reducir significativamente los ciclos de respuesta de emergencia y mejorar la eficiencia de rescate. Sin embargo, dado que se necesita coordinar múltiples tipos de UAV heterogéneos durante el proceso de asignación de cadenas de tareas temporales de rescate, esto impone mayores demandas sobre la toma de decisiones dinámica en tiempo real y la tolerancia a fallos del algoritmo de asignación de tareas. Este estudio aborda las dependencias secuenciales entre las etapas de exploración de desastres, entrega de materiales y evaluación de efectos. Se formula un modelo de asignación de tareas para enjambres de UAV heterogéneos dirigido a cadenas de tareas temporales, con el objetivo de minimizar el tiempo de finalización de tareas y el consumo de energía. Se propone un algoritmo de formación de coaliciones dinámico basado en la elección temporal de líderes y mecanismos de negociación de múltiples rondas para mejorar las capacidades de toma de decisiones continuas en entornos de desastre complejos. Se construye un escenario de simulación que involucra veinte UAV heterogéneos y siete cadenas de tareas de rescate temporales. Los resultados muestran que el algoritmo propuesto reduce el tiempo promedio de finalización de tareas en un 15.2-23.7% y el consumo promedio de combustible en un 18.3-26.4% en comparación con protocolos de red cooperativa y subastas distribuidas, con una reducción de hasta el 43% en las fluctuaciones del consumo de combustible.