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Multi-stage collaborative decision-making approach for dynamic scheduling of carrier-based aircraft support operations
Received date: 2025-11-11
Revised date: 2025-11-26
Accepted date: 2025-12-09
Online published: 2025-12-15
Supported by
National Natural Science Foundation of China(62402453);Natural Science Foundation of Henan(242300421215);China Postdoctoral Science Foundation(2022TQ0297)
To address the insufficient exploration of subtask coupling relationships and limited dynamic adaptability in existing carrier-based aircraft support operation scheduling research， this study investigates a multi-stage scheduling problem for carrier-based aircraft support operations. Firstly， by modeling both support station allocation and aircraft servicing sequence determination as a multi-agent Markov decision process， this paper establishes a mathematical characterization of the sequential coupling relationships between subtasks in support operation scheduling. Subsequently， an independent Deep Q-Network（DQN）based multi-agent collaborative decision-making framework is proposed， incorporating a distributed training-execution mechanism that specially includes a support station allocation module， an aircraft servicing sequence decision module， and a multi-agent collaborative scheduling module. Furthermore， a collaborative scheduling algorithm based on the multi-stage sequential decision-making mechanism is developed to solve the proposed model. Finally， simulation results demonstrate that the proposed algorithm achieves a 27.08% and 14.19% improvement in average reward， and a 56.44% and 45.43% improvement in reward standard deviation， over the Dueling DQN and N-step DQN methods， respectively， verifying the effectiveness of the multi-stage collaborative decision-making mechanism in addressing complex scheduling problems.
Shuo HE , Jialin LIU , Ao SHEN , Saisai ZHU , Yuanyuan JIN , Lulu LI , Yafei LI , Mingliang XU . Multi-stage collaborative decision-making approach for dynamic scheduling of carrier-based aircraft support operations[J]. ACTA AERONAUTICAET ASTRONAUTICA SINICA, 2026 , 47(15) : 333077 -333077 . DOI: 10.7527/S1000-6893.2025.33077
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