CN115828646A - 突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法及装置，通过在根据规划好的短期运营方案进行仿真时，考虑突发情况影响和任务执行约束，对各任务的执行时间以及物资、资源的变化情况，提出了基于突发情况延后策略以及约束冲突延后策略以模拟在实际运行时遇到突发情况下的调整策略，以获得该套运营短期方案在针对各种突发情况下的表现，以便后续可以对该套方案进行评估。
Description
技术领域
本申请涉及空间站运营任务推演的技术领域，特别是涉及一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法及装置。
背景技术
近地轨道空间站中，推演评估技术是保证空间站稳定安全运营、任务有效开展的关键技术之一。
短期运营方案中各任务的执行对物资、资源、任务间时序逻辑关系均有一定要求，经任务规划阶段后，各任务已被有序安排至不同执行时间。但在实际运营中任务方案可能受到诸多突发情况影响，如发射故障、突发事件等，各突发情况的发生时间和造成影响的恢复时间具有不确定性，而在任务规划阶段中，为实现方案的快速求解，往往不对其加以考虑，故需提出一套任策略仿真方法，对突发情况影响下的方案执行情况进行展示，以便于后续针对先前规划的短期运营方案进行评估。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够对突发情况下短期运营方案进行推演仿真的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法及装置。
一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，所述方法包括：
获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
在其中一实施例中，所述根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消包括：
在所述未执行列表中找到与被延后任务相关的后序任务，根据前序任务的任务执行状态对后序任务进行延后或取消；
在所述未执行列表中找到与被延后任务相关的共存任务，并对其执行时间进行相应延后；
在所述未执行列表中找到被取消任务相关的后序任务以及共存任务，并将其取消。
在其中一实施例中，所述根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务的执行时间进行延后包括：
所述突发情况延后策略包括发射阶段突发情况延后策略以及在轨阶段突发情况延后策略；
在所述的发射阶段突发情况延后策略中，将被影响的任务分为两类，包括需上行物资的A类任务、与A类任务存在时序关系的B类任务；将A类任务的执行时间延后至飞船实际发射时间，B类任务延后至时序约束化解时间；
在所述在轨阶段突发情况延后策略中，根据突发情况发生的原因做相应延后，其中，当原因为受突发事件影响时，则将执行时间延后至突发事件结束时间；当原因为受物资故障影响时，则将执行时间延后至物资的下一供应时间；当原因为受资源故障影响时，则将执行时间延后至各项资源的恢复时间。
在其中一实施例中，所述则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务延后或取消以进行约束化解包括：
判断所述任务存在的约束冲突类别，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消；
所述任务执行约束包括：物资约束冲突、资源约束冲突、时序约束冲突以及逻辑约束冲突。
在其中一实施例中，判断所述任务是否存在物资约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后包括：
所述物资约束包括：离散消耗型物资约束和连续消耗型物资约束；
当所述的任务需要使用的物资为离散消耗型物资时，则根据所述物资信息表中所述物资的剩余量以及执行该任务物资使用量进行判断，若物资使用量大于物资剩余量，则存在约束冲突；
当所述的任务需要使用的物资为连续消耗型物资时，则根据所述物资信息表计算任务执行结束时物资剩余量，若小于0，则存在约束冲突；
若存在约束冲突，则将任务的执行时间延后至下一供应时间。
在其中一实施例中，判断所述任务是否存在资源约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
根据所述资源信息表中所述资源的剩余量以及执行该任务资源使用量进行判断，若资源使用量大于资源剩余量，则存在资源冲突；
若存在资源冲突时，当资源可恢复时，则将任务的执行时间延后至资源释放时间，若资源不可恢复时，则将任务取消。
在其中一实施例中，判断所述任务是否存在时序约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
根据所述任务关联表找到所述任务的前序任务，若没有前序任务则不存在约束冲突；
根据前序任务的执行时间计算后序任务的最早执行时间和最晚执行时间；
根据所述最早执行时间和最晚执行时间之间的关系对任务进行延后至最早执行时间或执行时间不变，或取消。
在其中一实施例中，判断所述任务是否存在逻辑约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
所述逻辑约束包括并行约束和共存约束，所述并行约束要求部分任务不可同时执行，所述共存约束要求部分任务需同时存在于任务列表中；
若任务间存在并行约束冲突，则延后冲突任务至正在执行任务的结束时间；
若任务间存在共存约束冲突，则取消冲突任务。
在其中一实施例中，在推演仿真结束后，还根据在轨阶段突发情况下时序约束满足情况对所述规划好的短期运营方案进行评估。
一种突发情况下空间站运营方案调整策略推演评估装置，所述装置包括：
短期运营方案获取模块，用于获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
待处理任务获取模块，用于将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
突发情况延后策略执行模块，用于对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
约束冲突延后策略执行模块，用于若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
相关任务处理模块，用于根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
任务执行模块，用于若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
上述突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法及装置，通过在根据规划好的短期运营方案进行仿真时，考虑突发情况影响和任务执行约束，对各任务的执行时间以及物资、资源的变化情况，提出了基于突发情况延后策略以及约束冲突延后策略以模拟在实际运行时遇到突发情况下的调整策略，以获得该套运营短期方案在针对各种突发情况下的表现，以便后续对该套方案进行评估。
附图说明
图1为一个实施例中突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法的流程示意图；
图2为一个实施例中任务间时序冲突处理流程示意图；
图3为一个实施例中任务执行状态判断流程示意图；
图4为另一个实施例中突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法的流程示意图；
图5为一个实施例中突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真装置的结构框图；
图6为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
针对短期运营方案推演是考虑突发情况影响和任务执行约束，对各任务的执行时间以及物资、资源的变化情况进行推演。由于空间站短期运营方案中的各任务间联系紧密，故当部分任务的执行受突发情况影响时，该影响会沿任务时序关系链进行传播，故需针对突发情况对任务的影响以及影响的传播方式制定一套合理规则。
如图1所示，提供了一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，包括以下步骤：
步骤S100，获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
步骤S110，将任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
步骤S120，对待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据突发情况集合中的突发情况判断待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
步骤S130，若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
步骤S140，根据任务关联表在未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
步骤S150，若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至未执行列表为空，以完成推演仿真。
在本实施例中，针对短期运营方案推演是考虑突发情况影响和任务执行约束，对各任务的执行时间以及物资、资源的变化情况进行推演。由于空间站短期运营方案中的各任务间联系紧密，故当部分任务的执行受突发情况影响时，该影响会沿任务时序关系链进行传播，故本方法针对突发情况对任务的影响以及影响的传播方式制定一套合理规则以便于对规划好的短期运营方案进行仿真。
在步骤S100中，规划好的短期运营方案包括待执行的任务信息表以及与该信息表相关的中，各任务所需资源，物资以及相关联任务的信息表。其中，待执行的任务信息表如下文中表5（a）、5（b）所示，包括任务编号、开始执行时间、执行时常、优先级、是否可并行、所需物资信息（物资ID、使用量），以及所需资源信息（资源ID、使用时段、使用量）等信息。物资信息表如下文中表2和表3所示，分别为飞船携带离散消耗型物资信息表（物资编号、数量等信息）以及连续消耗型物资信息表（物资编号、物资名称、在轨初始储备值、消耗速率以及恢复速率等信息）。资源信息表如下文表4所示，包括资源编号、资源名称、消耗类型、恢复类型、供应时段以及供应量等信息。任务关联表如下文表6所示，包括前序任务编号、后序任务编码、关联间隔时长、前偏移量以及后偏移量等信息。
在本实施例中，规划好的短期运营方案中还包括任务共存关系信息表，如下文中表7所示，包括任务编号以及相关任务编号。
而突发情况集合中的突发情况为随机指定，在一次仿真过程中可指定一种突发情况也可指定多种突发情况进行随机组合。在对规划好的短期运营方案进行推演仿真时，可根据不同的突发情况进行多次仿真，以便于展示该规划好的短期运营方案的性能。
在本实施例中，本方法提出的突发情况延后策略以及约束冲突延后策略是嵌入在一个整体任务执行流程框架下，该流程部分步骤为步骤S110，而该具体包括：依次调度方案（待执行的任务信息表）中执行时间较早且前序任务均已执行的任务，在这里设置可执行标志位进行标识，即具备可执行标志位的任务调度策略。
具体的，设置四类任务列表，包括未执行列表、正在执行列表、已执行列表和取消列表；设置各任务可执行标志位。
进一步，整体任务执行流程具体包括以下步骤：
S101，初始状态下，各任务按照执行时间的先后顺序全部置于未执行列表中，并根据其是否有前序任务，为可执行标志位赋初值，存在前序任务则初始为0，否则初始为1；
S102，针对未执行列表中执行时间最早的任务，判断其执行时间是否满足公式(1)所示条件，若是，执行S103；
在公式（1）中，
标识推演时间钟的当前时间，
标识固定推演时间步长；否则将推演时间钟推进一个步长，如公式（2）所示，继续判断未执行列表中下一任务状态。
在步骤S102中的步骤实际上就是步骤S110中的内容，对未执行列表中处于离当前时间最近且处于推演步长内的任务进行处理，若一个推演步长内没有需要执行的任务，则在推进一个步长。
步骤S103，判断任务可执行标志位是否为1，若是，则将其置于正在执行列表中，更新推演时间种，如公式（3）所示，并执行S104，任务
为符合条件任务；否则转至S102：
步骤S104，判断任务是否具备执行条件，若可执行，则将其保持在正在执行列表中；若延后或取消，则将其置于未执行列表或取消列表中。
在本实施例中，在步骤S104中对任务进行判断的过程则是步骤S120-S140中的内容，基于突发情况延后策略以及约束冲突延后策略对任务进行判断是否具备执行条件，若具备，则如步骤S150中，将其置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至未执行列表为空。
步骤S105，将执行结束任务移入已执行列表中，执行结束判断表达式如公式(4)所示：
在公式（4）中，
表示任务
执行时长。
在任务调度过程中，可能有多个任务执行时间相同且均满足调度条件，此时，重点考虑任务优先级及延后情况的不同，调度的优先顺序依次为：
调度原则1：优先级高的任务被调度；
调度原则2：同一优先级，未经延后的任务被调度；
调度原则3：任务为统一优先级且均经延后，初始执行时间较早的任务被调度。
接下来，对整体任务执行流程中步骤S104中，对任务是否具备执行条件也就是步骤S120至S140进行阐述。
在本实施例中，是先进行突发情况的判断，再进行任务执行约束的判断，而在实际过程中，由于情况是突发的，所以一般只进行任务执行约束的判断，当突发情况发生时，再对与突发情况相关的任务进行延后处理。而在本文中，只是进行仿真的流程，对步骤S120和步骤S130的顺序不做严格规定。在其他实施例中，也可先进行步骤S130，再进行步骤S120。
在步骤S120中，根据突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务的执行时间进行延后包括：突发情况延后策略包括发射阶段突发情况延后策略以及在轨阶段突发情况延后策略。
在发射阶段突发情况延后策略中，将被影响的任务分为两类，包括需上行物资的A类任务、与A类任务存在时序关系的B类任务。将A类任务的执行时间延后至飞船实际发射时间，B类任务延后至时序约束化解时间。
在在轨阶段突发情况延后策略中，根据突发情况发生的原因做相应延后，其中，当原因为受突发事件影响时，则将执行时间延后至突发事件结束时间；当原因为受物资故障影响时，则将执行时间延后至物资的下一供应时间；当原因为受资源故障影响时，则将执行时间延后至各项资源的恢复时间。
在步骤S130中，根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务的进行延后或取消以进行约束化解包括：判断任务存在的约束冲突类别，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消。任务执行约束包括：物资约束冲突、资源约束冲突、时序约束冲突以及逻辑约束冲突。
具体的，当判断任务是否存在物资约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后包括：
在本实施例中，物资约束包括：离散消耗型物资约束和连续消耗型物资约束。
当任务需要使用的物资为离散消耗型物资时，则根据物资信息表中物资的剩余量以及执行该任务物资使用量进行判断，若物资使用量大于物资剩余量，则存在约束冲突。其中计算离散消耗型物资剩余量采用以下公式：
在公式（5）中，
表示任务的离散消耗型物资
使用量，
表示物资剩余量，
表示物资供应量的上限。
当任务需要使用的物资为连续消耗型物资时，则根据物资信息表计算任务执行结束时物资剩余量，若小于0，则存在约束冲突。其中计算连续消耗型物资剩余量采用以下公式：
在公式（6）中，
表示任务
执行结束是连续消耗型物资
剩余量，
表示任务执行前物资
剩余量，
表示供应量上限，
和
分别表示物资消耗速度和回复速率，
表示任务执行过程中消耗物资
的总量，该值取决于物资净消耗率与任务执行时长。
若存在约束冲突，则将任务的执行时间延后至下一供应时间。
具体的，判断任务是否存在资源约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
根据资源信息表中资源的剩余量以及执行该任务资源使用量进行判断，若资源使用量大于资源剩余量，则存在资源冲突。
资源约束要求资源剩余量满足任务的使用量要求。根据资源类型的不同，该约束可分为离散消耗型资源约束和连续消耗型资源约束两类，资源剩余量计算公式分别如公式(7)和公式(8)所示：
在公式（7）中，
表示任务
表示离散型消耗资源
使用量，
表示资源剩余量，
表示供应量的上限。
在公式（8）中，
、
分别表示任务
所需的连续消耗型资源
相对于任务开始执行时开始和结束对应的时间，
表示任务
的资源
的消耗速率，
表示连续消耗型资源
的剩余量，
表示连续消耗型资源
供应量的上限。
若存在资源冲突时，即剩余资源不足以支持任务执行，任务的延后时间主要与资源的可恢复性相关。当资源可恢复时，则将任务的执行时间延后至资源释放时间，若资源不可恢复时，则将任务取消。其中，资源释放时间的计算公式为：
在公式（9）中，任务
、
分别表示占用资源的任务和因资源冲突无法执行的任务，
表示冲突资源，
表示任务
延后之后的执行时间；
表示任务
的执行时间；
表示任务
中，资源
相对任务开始执行时间的结束使用时长；
表示任务
中，资源
相对任务开始执行时间的开始使用时长。
具体的，判断任务是否存在时序约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：根据任务关联表找到任务的前序任务，若没有前序任务则不存在约束冲突，根据前序任务的执行时间计算后序任务的最早执行时间和最晚执行时间，根据最早执行时间和最晚执行时间之间的关系对任务进行延后至最早执行时间或执行时间不变，或取消，如图2所示。
进一步的，计算后序任务最早、最晚执行时间计算公式分别如下所示：
在公式（10）和公式（11）中，
表示前序任务执行时间，
表示前序任务和后序任务间的关联间隔时长，
、
分别基于关联间隔时长的前偏移量及后偏移量，
、
分别表示后序任务的最早和最晚执行时间。
具体的，判断任务是否存在逻辑约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：逻辑约束包括并行约束和共存约束，并行约束要求部分任务不可同时执行，共存约束要去部分任务需同时存在于未执行列表中。若任务间存在并行约束冲突，则延后冲突任务至正在执行任务的结束时间。若任务间存在共存约束冲突，则取消冲突任务。
在本实施例中，在对推演步长时间内的任务的转态进行调整后，还要根据任务关联表在未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消包括：在未执行列表中找到与被延后任务相关的后序任务，根据前序任务的任务执行状态对后序任务进行延后或取消。在未执行列表中找到与被延后任务相关的共存任务，并对其执行时间进行相应延后。在未执行列表中找到被取消任务相关的后序任务以及共存任务，并将其取消。
具体的，根据被调度任务的执行时间更新其执行状态，包括延后、执行以及取消三类，并基于任务间时间关系划分任务批次，对同一批次后序任务的可执行范围和执行时间进行更新，具体包括以下步骤：
S201，判断前序任务执行状态，若为延后，执行S202；若为执行，转至S203；若为取消，转至S204。其中，任务执行状态判断流程如图3所示。
S202，后序任务执行时间保持不变。
S203，根据前序任务执行时间计算后序任务的可执行区间，即最早、最晚执行时间形成的时间区间。
S204，取消后序任务。
在步骤S150中，判断方案中各任务是否均已执行或取消，若是，则仿真流程结束；否则转至步骤S110。需要说明的是，若未执行列表中仍存在任务，但其可执行标志位为0且无法更新，则仿真流程结束。
在本实施例中，整个方法的仿真流程如图4所示。
在本实施例中，在对规划后的短期运营方案的推演仿真结束后，还根据在轨阶段突发情况下时序约束（下文如表9所示）满足情况对规划好的短期运营方案进行评估。
在下文中，还进行实验仿真以证明本方法的有效性。
S0，输入参数
输入下述空间站运营推演场景参数：
以时间跨度为2025/5/100:00至2025/5/7 23:59的空间站短期运营方案作为算例，对推演方法加以验证。推演场景基本信息如表1所示。
表1 推演场景基本信息
推演场景中任务所需水、氧气等连续消耗型物资均有一定的在轨储备，所需的离散消耗型物资由飞船上行供应。飞船上行时间为2025/5/1 7:56，携带的物资共5类，物资基本信息如表2所示。连续消耗型物资信息如表3所示。
表2 飞船携带离散消耗型物资信息
表3 连续消耗型物资信息
推演场景中的资源属性及供应阶段信息如表4所示。
表4 资源信息
推演场景涉及任务26件，具体信息，如表5（a）及5（b）所示，时序关系及逻辑关系中的共存关系信息整合至后文。
表5 （a）任务信息（时间单位：小时）
表5（b） 任务信息（时间单位：小时）
推演场景涉及的任务间存在紧密时序联系，如表6所示。场景内部分任务间存在共存关系，相关信息如表7所示。
表6 第一周任务时序关系信息（时间单位：小时）
表7 任务共存关系信息
指定编号为E008、E013、E017、E018、E024、E025的任务发生故障，编号为S001、S002的资源发生故障，将其故障发生概率设置为100%，恢复时间设置为0.333小时，其他故障发生概率置0。
通过本文方法进行仿真后，从仿真后任务执行时间变化情况和方案时序逻辑约束满足情况两方面给出推演结果，验证了提出的推演方法可得到突发情况下，满足资源、物资、时序逻辑约束的可行方案。
任务执行时间变化情况：
当在轨阶段突发情况发生时，经推演可得到任务执行变化情况，对变化原因进行分析，如表8所示。若任务取消，如E025、E026，则给出导致其取消的直接原因。
表8 在轨阶段突发情况下任务执行变化情况及原因（时间单位：小时）
由表8可知，当随机因素较多时方案变化原因复杂，以任务E007、E025为例进行具体分析：
任务E007为E006的后序任务，由于E006延后至41.867小时处执行，E007的最早可执行时间更新为45.150，晚于其初始执行时间44.930，故其执行时间更新；之后又由于受到资源S002故障影响而延后，最终执行时间为45.483小时处。
任务E025为E022的后序任务，E022延后使得E025的最早、最晚执行时间更新；之后又由于E024延后产生资源冲突，且冲突化解时间晚于E025的最晚执行时间，E025取消。E026作为E025的后序任务也随之取消。
时序逻辑约束满足情况：
在轨阶段突发情况下，存在时序关系的各任务间时序约束满足情况如表9所示。可从表中看出，推演得到的任务方案满足时序约束要求。
表9 在轨阶段突发情况下时序约束满足情况（时间单位：小时）
方案中任务E013和E014、E016和E017间存在共存关系，其均存在于推演后方案中，故共存约束满足；由推演后任务执行时间可知，不可并行任务E004、E011、E013、E014、E016、E019、E023均独自占用执行时段，故并行约束满足。
上述突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，通过在根据规划好的短期运营方案进行仿真时，考虑突发情况影响和任务执行约束，对各任务的执行时间以及物资、资源的变化情况，提出了基于突发情况延后策略以及约束冲突延后策略以模拟在实际运行时遇到突发情况下的调整策略，以获得该套运营短期方案在针对各种突发情况下的表现，以便后续对该套方案进行评估。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图5所示，提供了一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真装置，包括：短期运营方案获取模块200、待处理任务获取模块210、突发情况延后策略执行模块220、约束冲突延后策略执行模块230、相关任务处理模块240和任务执行模块250，其中：
短期运营方案获取模块200，用于获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
待处理任务获取模块210，用于将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
突发情况延后策略执行模块220，用于对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
约束冲突延后策略执行模块230，用于若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
相关任务处理模块240，用于根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
任务执行模块250，用于若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
关于突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真装置的具体限定可以参见上文中对于突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法的限定，在此不再赘述。上述突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图6所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图6中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现以下步骤：
获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM）、电可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（RAM）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM（SRAM）、动态RAM（DRAM）、同步DRAM（SDRAM）、双数据率SDRAM（DDRSDRAM）、增强型SDRAM（ESDRAM）、同步链路（Synchlink） DRAM（SLDRAM）、存储器总线（Rambus）直接RAM（RDRAM）、直接存储器总线动态RAM（DRDRAM）、以及存储器总线动态RAM（RDRAM）等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，所述方法包括：
获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
2.根据权利要求1所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，所述根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消包括：
在所述未执行列表中找到与被延后任务相关的后序任务，根据前序任务的任务执行状态对后序任务进行延后或取消；
在所述未执行列表中找到与被延后任务相关的共存任务，并对其执行时间进行相应延后；
在所述未执行列表中找到被取消任务相关的后序任务以及共存任务，并将其取消。
3.根据权利要求2所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，所述根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务的执行时间进行延后包括：
所述突发情况延后策略包括发射阶段突发情况延后策略以及在轨阶段突发情况延后策略；
在所述的发射阶段突发情况延后策略中，将被影响的任务分为两类，包括需上行物资的A类任务、与A类任务存在时序关系的B类任务；将A类任务的执行时间延后至飞船实际发射时间，B类任务延后至时序约束化解时间；
在所述的在轨阶段突发情况延后策略中，根据突发情况发生的原因做相应延后，其中，当原因为受突发事件影响时，则将执行时间延后至突发事件结束时间；当原因为受物资故障影响时，则将执行时间延后至物资的下一供应时间；当原因为受资源故障影响时，则将执行时间延后至各项资源的恢复时间。
4.根据权利要求3所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，所述则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务延后或取消以进行约束化解包括：
判断所述任务存在的约束冲突类别，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消；
所述任务执行约束包括：物资约束冲突、资源约束冲突、时序约束冲突以及逻辑约束冲突。
5.根据权利要求4所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，判断所述任务是否存在物资约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后包括：
所述物资约束包括：离散消耗型物资约束和连续消耗型物资约束；
当所述任务需要使用的物资为离散消耗型物资时，则根据所述物资信息表中所述物资的剩余量以及执行该任务物资使用量进行判断，若物资使用量大于物资剩余量，则存在约束冲突；
当所述任务需要使用的物资为连续消耗型物资时，则根据所述物资信息表计算任务执行结束时物资剩余量，若小于0，则存在约束冲突；
若存在约束冲突，则将任务的执行时间延后至下一供应时间。
6.根据权利要求4所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，判断所述任务是否存在资源约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
根据所述资源信息表中所述资源的剩余量以及执行该任务资源使用量进行判断，若资源使用量大于资源剩余量，则存在资源冲突；
若存在资源冲突时，当资源可恢复时，则将任务的执行时间延后至资源释放时间，若资源不可恢复时，则将任务取消。
7.根据权利要求4所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，判断所述任务是否存在时序约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
根据所述任务关联表找到所述任务的前序任务，若没有前序任务则不存在约束冲突；
根据前序任务的执行时间计算后序任务的最早执行时间和最晚执行时间；
根据所述最早执行时间和最晚执行时间之间的关系对任务进行延后至最早执行时间或执行时间不变，或取消。
8.根据权利要求4所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，判断所述任务是否存在逻辑约束冲突，并利用相应的约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消包括：
所述逻辑约束包括并行约束和共存约束，所述并行约束要求部分任务不可同时执行，所述共存约束要求部分任务需同时存在于任务列表中；
若任务间存在并行约束冲突，则延后冲突任务至正在执行任务的结束时间；
若任务间存在共存约束冲突，则取消冲突任务。
9.根据权利要求1-8任一项所述的突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真方法，其特征在于，在推演仿真结束后，还根据在轨阶段突发情况下时序约束满足情况对所述规划好的短期运营方案进行评估。
10.一种突发情况下空间站运营短期方案调整策略仿真装置，其特征在于，所述装置包括：
短期运营方案获取模块，用于获取已经规划好的短期运营方案，以及突发情况集合，所述短期运营方案包括待执行的任务信息表、任务关联表、以及执行各任务时所需的物资信息表以及资源信息表，所述突发情况集合中包括一个或者多个突发情况；
待处理任务获取模块，用于将所述任务信息表中的所有任务按照执行时间顺序置于未执行列表中，基于当前时间将所述未执行列表中处于固定推演时间步长中的任务作为待处理任务；
突发情况延后策略执行模块，用于对所述待处理任务根据任务执行时间进行依次处理，根据所述突发情况集合中的突发情况判断所述待处理任务是否被影响，若被影响则基于突发情况延后策略对该任务进行延后，并根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新；
约束冲突延后策略执行模块，用于若任务不被突发情况影响，则根据任务执行约束判断该任务在执行时是否存在约束冲突，若存在则基于约束冲突延后策略对该任务进行延后或取消以进行约束化解，若任务延后，则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
相关任务处理模块，用于根据所述任务关联表在所述未执行列表中找到与被延后任务以及被取消任务相关的后序任务以及共存任务，对其进行延后或取消，若延后则根据延后的执行时间对未执行列表的任务顺序进行更新，若取消则将该任务置于取消列表中；
任务执行模块，用于若任务不被突发情况影响，同时也不存在约束冲突，则将该任务置于正在执行列表中，根据执行时间正常执行，直至所述未执行列表为空，以完成推演仿真。
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