論文の概要: Task-Driven Three-Layer Distributed Scheduling for Emergency Earth Observation in Large Low-Earth-Orbit Constellations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2608.14789v1
• Date: Fri, 14 Aug 2026 18:00:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-08-18 19:59:03.081742
• Title: Task-Driven Three-Layer Distributed Scheduling for Emergency Earth Observation in Large Low-Earth-Orbit Constellations
• Title（参考訳）: タスク駆動型3層分散スケジューリングによる地球観測
• Abstract要約: 大型の低地球軌道地球観測衛星(LEO)は、地理的に分散した地上のターゲットに頻繁にアクセスすることができる。 結果として生じる動的緊急監視スケジューリング問題(DEOSP)は、間欠的な接地の下で緊急タスクを挿入する必要がある。 本稿では,タスク要求とセンサフットプリントを表すタスク駆動型3層分散スケジューリング(T3L-DS)手法を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.512178285291437
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Large low-Earth-orbit (LEO) Earth-observation (EO) constellations offer frequent access to geographically dispersed ground targets, but emergency requests may arrive after committed routine-plan execution has begun. The resulting dynamic emergency observation scheduling problem (DEOSP) requires urgent tasks to be inserted under intermittent ground contact without excessive routine-plan disruption. To address DEOSP, we propose a task-driven three-layer distributed scheduling (T3L-DS) method, which represents task demand and sensor footprints on a common geographic grid and forms temporary clusters from observation capabilities and current inter-satellite links. For intra-cluster coordination, T3L-DS introduces onboard dual-plan bidding and joint marginal evaluation. It also designs an inter-cluster coordination mechanism for unresolved demand. Extensive computational experiments compare T3L-DS with centralised simulated annealing (SA), an adapted selective time-variant better reply process (A-SeTVBRP), and a conventional contract-net protocol (CNP). T3L-DS achieves the highest emergency coverage among the distributed methods, with average relative improvements of approximately 2.8% and 17.1% over A-SeTVBRP and CNP, respectively. Its average relative gap from SA is approximately 7.1%. Under conflict-enhanced loads, it reduces routine-coverage loss by approximately 57.9% and 87.7% relative to A-SeTVBRP and CNP, respectively. The ablation study confirms the contribution of the proposed coordination enhancements. Overall, the results show that T3L-DS provides an effective distributed approach to DEOSP.
• Abstract（参考訳）: 大規模な低地球軌道 (LEO) 地球観測 (EO) 星座は、地理的に分散した地上目標への頻繁にアクセスを提供するが、定期的な計画実行が開始された後に緊急要求が到着する可能性がある。 結果として生じる動的緊急監視スケジューリング問題 (DEOSP) は、過度なルーチン・プラン・ディスラプションを伴わずに、間欠的な地上接触の下で緊急タスクを挿入する必要がある。 DEOSPに対処するため,タスク要求とセンサフットプリントを表すタスク駆動型3層分散スケジューリング(T3L-DS)手法を提案する。 クラスタ内調整のために、T3L-DSは二重計画入札と連接限界評価を導入している。 また、未解決需要に対するクラスタ間調整機構を設計した。 大規模計算実験では、T3L-DSと集中型シミュレートアニーリング(SA)、適応型選択型時間変化型より良い応答プロセス(A-SeTVBRP)、従来のコントラクトネットプロトコル(CNP)を比較した。 T3L-DS は、A-SeTVBRP と CNP に対して平均2.8% と 17.1% の相対的改善を達成している。 SAとの平均相対差は約7.1%である。 競合強化負荷下では、A-SeTVBRPとCNPのそれぞれに対して、通常被覆損失を57.9%、87.7%削減する。 アブレーション研究は、提案された調整強化の貢献を裏付けるものである。 その結果,T3L-DS は DEOSP に対して効果的な分散手法を提供することがわかった。

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