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Un método de red neuronal de construcción heurística para el problema de programación de satélites de observación terrestre ágiles dependiente del tiempo

Autores: Chen, Jiawei; Chen, Ming; Wen, Jun; He, Lei; Liu, Xiaolu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Un método de red neuronal de construcción heurística para el problema de programación de satélites de observación terrestre ágiles dependiente del tiempo


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Problema de programación de satélites de observación terrestre
Algoritmos heurísticos
Algoritmos metaheurísticos
Modelo de red neuronal
Aprendizaje profundo por refuerzo

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 24

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El problema de programación de satélites de observación terrestre ágiles (AEOSSP), como un problema de optimización combinatoria arduo y dependiente del tiempo, ha sido estudiado intensamente en las últimas décadas. Muchos estudios han propuesto algoritmos de construcción heurística no iterativos y algoritmos metaheurísticos iterativos para resolver este problema. Sin embargo, los algoritmos de construcción heurística gastan un tiempo relativamente más corto a expensas de la calidad de la solución, mientras que los algoritmos metaheurísticos iterativos logran una solución de alta calidad con mucho tiempo. Para superar las deficiencias de estos enfoques y utilizar eficientemente la información histórica de programación y las características de las tareas, este artículo presenta un nuevo modelo de red neuronal basado en el aprendizaje profundo por refuerzo y algoritmo heurístico (DRL-HA) para el AEOSSP y propone un algoritmo heurístico no iterativo innovador. El DRL-HA se compone de un modelo de red neuronal de construcción heurística (HCNN) y un algoritmo de disposición de tareas (TAA), donde el HCNN tiene como objetivo generar la secuencia de planificación de tareas y el TAA genera el orden de programación final factible de las tareas. En este estudio, el DRL-HA se examina con otros algoritmos heurísticos mediante una serie de experimentos. Los resultados demuestran que el DRL-HA supera a los competidores y el HCNN posee una destacada capacidad de generalización para diferentes tamaños de escenarios y distribuciones de tareas. Además, el HCNN, cuando se utiliza para generar soluciones iniciales de algoritmos metaheurísticos, puede lograr beneficios mejorados y acelerar las interacciones. Por lo tanto, se verifica que el algoritmo DRL-HA es un método efectivo para resolver AEOSSP. De esta manera, se puede garantizar la alta rentabilidad y puntualidad de la programación de satélites ágiles, y se explora y mejora aún más la solución de AEOSSP.

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