Asignación de Tareas con Restricciones de Oportunidad Robusta Distribucional para UAVs Heterogéneos con Ventanas de Tiempo Bajo Consumo de Combustible Incierto
Autores: Gao, Zhichao; Zheng, Mingfa; Mei, Yu; Zheng, Aoyu; Zhong, Haitao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Asignación de Tareas con Restricciones de Oportunidad Robusta Distribucional para UAVs Heterogéneos con Ventanas de Tiempo Bajo Consumo de Combustible Incierto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Cooperativa
Problema de asignación de tareas
Vehículos aéreos no tripulados
Consumo de combustible
Distribución
Restringido por probabilidades.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
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Este documento aborda el problema de asignación de tareas cooperativas para vehículos aéreos no tripulados heterogéneos con ventanas de tiempo, considerando el consumo de combustible incierto. En el escenario donde existe un consumo de combustible probabilístico y su distribución necesita ser estimada a partir de muestras de datos históricos, primero formulamos el problema como un problema de optimización combinatoria con restricciones de probabilidad y utilizamos el método de aproximación de promedio de muestras para resolverlo. Además, para abordar el problema de la distribución ambigua, introducimos restricciones de probabilidad robustas desde el punto de vista de la distribución, que consideran un conjunto de distribuciones de probabilidad que se encuentran dentro de una bola de 1-Wasserstein centrada alrededor de la distribución empírica de datos de campo. Aproximamos el problema de asignación de tareas cooperativas con restricciones de probabilidad robustas desde el punto de vista de la distribución aplicando una aproximación tractable basada en CVaR, de modo que el problema pueda transformarse en un problema de programación lineal entera mixta determinista, que puede ser resuelto de manera eficiente por los solucionadores de optimización de última generación. Finalmente, llevamos a cabo una serie de experimentos numéricos, que no solo verifican la eficiencia computacional de los modelos con restricciones de probabilidad robustas desde el punto de vista de la distribución, sino que también reducen el grado de violación de restricciones en pruebas fuera de muestra en comparación con un método de aproximación de promedio de muestras.
Descripción
Este documento aborda el problema de asignación de tareas cooperativas para vehículos aéreos no tripulados heterogéneos con ventanas de tiempo, considerando el consumo de combustible incierto. En el escenario donde existe un consumo de combustible probabilístico y su distribución necesita ser estimada a partir de muestras de datos históricos, primero formulamos el problema como un problema de optimización combinatoria con restricciones de probabilidad y utilizamos el método de aproximación de promedio de muestras para resolverlo. Además, para abordar el problema de la distribución ambigua, introducimos restricciones de probabilidad robustas desde el punto de vista de la distribución, que consideran un conjunto de distribuciones de probabilidad que se encuentran dentro de una bola de 1-Wasserstein centrada alrededor de la distribución empírica de datos de campo. Aproximamos el problema de asignación de tareas cooperativas con restricciones de probabilidad robustas desde el punto de vista de la distribución aplicando una aproximación tractable basada en CVaR, de modo que el problema pueda transformarse en un problema de programación lineal entera mixta determinista, que puede ser resuelto de manera eficiente por los solucionadores de optimización de última generación. Finalmente, llevamos a cabo una serie de experimentos numéricos, que no solo verifican la eficiencia computacional de los modelos con restricciones de probabilidad robustas desde el punto de vista de la distribución, sino que también reducen el grado de violación de restricciones en pruebas fuera de muestra en comparación con un método de aproximación de promedio de muestras.