清华大学学报(自然科学版)

作者：刘全义, 王玥, 艾洪舟, 朱培

单位：1. 中国民用航空飞行学院 民机火灾科学与安全工程四川省重点实验室, 广汉 618307,2. 中国民用航空飞行学院 民航安全工程学院, 广汉 618307,3. 南京航空航天大学 民航学院, 南京 211106

关键词：震后场景,协同救援,异构航空器,多目标优化,救援任务分配,非支配排序遗传算法

基金：四川省科技厅省院省校科技合作重点研发项目(2024YFHZ0027),中央高校基本科研业务费专项资金项目(25CAFUC04084),中央高校基本科研业务费专项资金项目(25CAFUC01007),民航应急科学与技术重点实验室项目(NJ2022022),民航应急科学与技术重点实验室项目(NJ2023025)

针对山区震后道路损毁, 电力和通信中断等复杂极端应急救援场景, 直升机和无人机是应急救援的关键装备。传统救援方式通常将二者作为独立装备分别调度。为此, 该文突破“阶段化”的优化局限, 搭建了异构航空器“并联”救援范式和基于性能差异的混合任务分配模型, 在全局层面优化了异构平台的协同效率。首先, 综合考虑救援收益和时效性, 以救援满意度为核心优化目标, 并结合受灾点动态优先级和航空器性能约束等关键因素, 搭建了异构航空器联合任务分配模型; 其次, 针对传统非支配排序遗传算法-Ⅱ (non-dominated sorting genetic algorithm Ⅱ, NSGA-Ⅱ), 提出了一种改进的变异操作策略; 最后, 以2008年汶川地震为背景, 在不同规模救援场景下验证了所提模型和算法的有效性。结果表明：直升机-无人机协同救援模式能够优先响应重伤人员救援需求, 有效应对复杂灾情; 融合贪心策略的改进NSGA-Ⅱ算法在求解质量方面优于传统算法, 所得任务分配方案在资源利用率和救援时效性方面效果较好。该文研究结果可为制定山区应急救灾的航空器协同救援策略提供理论参考。

来源：2026年第6期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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