無人機編隊在多點火情救援中的任務分配研究

訾 潤

（青島市消防救援支隊，山東 青島 266000）

0 引言

在大風雷暴等極端惡劣天氣下，野外森林面臨大規模火災的安全隱患。在城市中，因為地震等不可抗力以及人為操作不當，也可能引發小區規模的火情。大規模火災發生后，往往形成層次級火情，在外圍級火情的阻隔下，對內部的火情救援變得極為困難。在消防人員無法到達的情況下，內部火場的多點散發進一步增加了救援的難度，也會危及生命財產安全。在這種情況下，通過多無人機構成的無人機編隊到達人力難以到達的火場內部，完成偵查、打擊火源、滅火等任務成為一種最佳選擇。無人機的特點是十分突出的，無人機個體體積小、機動性強，可以穿越復雜的山體結構和建筑結構，深入探查區域的內部。同時，隨著無線通信技術的飛速發展，多個無人機之間通過信息交互，協同配合去完成一個整體任務變成可能。由于無人機個體受到機械性能、載彈量（滅火彈）等條件的制約，其能完成的滅火任務是有限的，因此，當無人機編隊到達火場后，必須對各個無人機合理地分配任務。這種任務分配的目的是在保證完成整體滅火任務的前提下，各個無人機相對均衡地承擔整體任務的子任務，并且編隊中任意一個無人機不會出現任務超載、無法完成的情況。無人機編隊根據火場中多點火情的任務分配，實際上是一種有約束條件的目標優化問題。針對該問題，可以采用的優化算法很多，例如基于遺傳算法的目標優化、基于圖割算法的目標優化以及基于動態規劃算法的目標優化等。……