|
DOI: 10.14489/vkit.2021.01.pp.017-027
Гончаренко В. И., Лебедев Г. Н., Мартынкевич Д. С., Румакина А. В.
ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ПЛАНИРОВАНИЯ МАРШРУТОВ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ СЛУЧАЙНОГО ПОТОКА ПОСТУПАЮЩИХ В ПОЛЕТЕ ЗАЯВОК
(с. 17-27)
Аннотация. Рассмотрен процесс обслуживания наземных объектов с помощью группы летательных аппаратов при поступлении потока заявок, возникающих в самом полете. Для пилотируемой авиации под обслуживанием одной заявки понимается вылет из одного назначенного пункта в другой. Для беспилотной авиации требуется по достижению очередного пункта обеспечить его наблюдение при заданной скорости и высоте полета. В качестве допущений принято, что расстояние между пунктами и моменты появления заявок распределены по закону Пуассона. Необходимое условие успешности решения задачи планирования – превышение средней скорости обслуживания потока заявок над средней скоростью их поступления. Установлено, что с учетом случайности поступления заявок возможны три полетных ситуации: решение простоя в обслуживании – при числе заявок, меньше числа незанятых летательных аппаратов, штатный режим – при балансе спроса и предложения и пиковый режим – при увеличенном числе заявок и возникновении очереди в обслуживании.
Ключевые слова: объекты наблюдения; беспилотный летательный аппарат; поток заявок; многокритериальная оптимизация.
Goncharenko V. I., Lebedev G. N., Маrtunkevich D. S., Rumakina A. V.
FORMULATION OF THE PROBLEM OF PLANNING AIRCRAFT ROUTES WHEN SERVICING A RANDOM FLOW OF APPLICATIONS ARRIVING IN FLIGHT
(pp. 17-27)
Abstract. The work is about process of ground facilities servicing by aircrafts group when receiving requests during the flight. In case of manned aircraft, servicing of one request refers to the flight from the point to another one. As for unmanned aircrafts, it is necessary to observe reached destination point at the specified speed and flight altitude. It is assumed that the distance between the points and the moments of requests appearing ranked by the Poisson law. Necessary condition of successful task solving is that the average service speed of the requests flow exceeds the average speed of their receipt. It was found that taking into account the randomness of requests, three flight situations are possible – the “idle” mode in service when the requests number is less than the number of unoccupied aircraft, the regular mode when the balance of supply and demand and the “peak” mode when the requests number is increased and there is a queue in service.
Keywords: Objects of observation; Unmanned aerial vehicle; Application flow; Multicriteria optimization.
В. И. Гончаренко (национальный исследовательский университет), Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова Российской академии наук, Москва, Россия)
Г. Н. Лебедев, Д. С. Мартынкевич, А. В. Румакина (Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Москва, Россия) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
V. I. Goncharenko (Moscow Aviation Institute (National Research University V. A. Trapeznikov Institute of Control Sciences of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia)
G. N. Lebedev, D. S. Маrtunkevich, A. V. Rumakina (Moscow Aviation Institute (National Research University), Moscow, Russia) E-mail:
Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript
1. Себряков Г. Г., Красильщиков М. Н., Евдокименков В. Н. Алгоритмическое и программно-математическое обеспечение предполетного планирования групповых действий беспилотных летательных аппаратов // Фундаментальные проблемы группового взаимодействия роботов: матер. отчетного мероприятия РФФИ по конкурсу «офи-м» (тема 604) в рамках Междунар. науч.-практ. конф. «Прогресс транспортных средств и систем – 2018» (Волгоград, 9 – 11 окт. 2018 г.). 2018. С. 30 – 32.
2. Евдокименков В. Н., Красильщиков М. Н., Себряков Г. Г., Ляпин Н. А. Алгоритмы и программно-математическое обеспечение бортовой компоненты распределенной системы интеллектуального управления группой беспилотных летательных аппаратов // Методы и модели искусственного интеллекта и их приложения в компьютерной лингвистике, нейрофизиологических исследованиях и медицине. Фундаментальные проблемы группового взаимодействия роботов: матер. науч. сессий. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального ун-та, 2019. С. 141 – 143.
3. Евдокименков В. Н., Красильщиков М. Н. Распределенная система интеллектуального управления группой беспилотных летательных аппаратов: методы и алгоритмы // Аналитическая механика, устойчивость и управление: тр. XI Междунар. Четаевской конф., посвященной 115-летию со дня рождения Н. Г. Четаева и памяти академика АН РТ Т. К. Сиразетдинова. Казань: Изд-во Казанского гос. ун-та, 2017. С. 113 – 124.
4. Лебедев Г. Н., Гончаренко В. И., Царева О. Ю., Михайлин Д. А. Выбор множества приоритетных наземных объектов наблюдения с помощью беспилотных летательных аппаратов и маршрутизация их полета // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2019. № 2. С. 3 – 12. DOI: 10.14489/vkit.2019.02.pp.003-012.
5. Саати Т. Л. Элементы теории массового обслуживания и ее приложения: пер. с англ. Е. Г. Коваленко; под ред. И. Н. Коваленко и Р. Д. Когана. М.: Советское радио, 1965. 510 с.
6. Вентцель Е. С. Исследование операций. М.: Советское радио, 1972. 552 с.
7. Алиев Т. И. Основы моделирования дискретных систем. СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009. 363 с.
8. Соболь И. М., Статников Р. Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями. М.: Наука, 1981. 112 с.
9. Лебедев Г. Н., Михайлин Д. А. Автоматизированная система планирования групповых действий беспилотников при заданном графике обслуживания мобильных наземных объектов в прогнозируемой динамической обстановке // Сб. пленарных докл. Междунар. науч.-практ. конф. «АВИАТОР» (Воронеж, 14–15 февраля 2019 г.). Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА», 2019. С. 3 – 7.
10. Кузнецова Т. И., Царегородцева М. Г. Комплексная оценка качества изучения иностранного языка в виде суммы аддитивной и мультипликативной сверток отдельных показателей освоения различных разделов на всех этапах обучения // Современные технологии в задачах управления, автоматики и обработки информации: сб. тр. XXV Междунар. науч.-техн. конф. (Алушта, 14 – 20 сентября 2016 г.). М.: Технология, 2016. С. 208.
11. Гончаренко В. И., Лебедев Г. Н., Михайлин Д. А. Оперативный поиск отделяемых частей ракетносителей с помощью группы беспилотных летательных аппаратов // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD’2019): тр. XII Междунар. конф. (Москва, 1 – 3 окт. 2019 г.). М.: ИПУ РАН, 2019. С. 715 – 722. DOI: 10.25728.mlsd. 2019.2.0715.
12. Моисеев В. С. Основы теории эффективного применения беспилотных летательных аппаратов: монография. Казань: Школа, 2015. 444 с.
13. Меркулов В. И., Миляков Д. А., Самодов И. О. Оптимизация алгоритма группового управления БЛА в составе локальной сети // Изв. ЮФУ. Технические науки. 2013. № 3. С. 157 – 166.
14. Ким Н. В., Крылов И. Г. Групповое применение беспилотного летательного аппарата в задачах наблюдения // Труды МАИ. 2012. № 62. [Электронный ресурс]. URL: http://mai.ru//upload/iblock/bbb/ gruppovoe-primenenie-bespilotnogo-letatelnogo-appara¬ta-v-zadachakh-nablyudeniya.pdf (дата обращения: 10.04.2020)
15. Evdokimenkov V. N., Krasilshchikov M. N., Kozorez D. A. Development of preflight planning algorithms for the functional-program prototype of a distributed intellectual control system of unmanned flying vehicle groups // INCAS Bulletin. 2019. V. 11, No. 1. P. 75 – 88. DOI: 10.13111 / 2066-8201.2019.11.S.8.
1. Sebryakov G. G., Krasil'shchikov M. N., Evdokimenkov V. N. (2018). Algorithmic and software-mathematical support for pre-flight planning of group actions of unmanned aerial vehicles. Fundamental problems of group interaction of robots: materials of the RFBR reporting event for the "ofi-m" competition (topic 604) within the framework of the International scientific-practical conference "Progress of vehicles and systems – 2018", pp. 30 – 32. Volgograd. [in Russian language]
2. Evdokimenkov V. N., Krasil'shchikov M. N., Sebryakov G. G., Lyapin N. A. (2019). Algorithms and software and mathematical support of the onboard component of a distributed system of intelligent control of a group of unmanned aerial vehicles. Methods and models of artificial intelligence and their applications in computational linguistics, neurophysiological research and medicine. Fundamental problems of group interaction of robots: materials of scientific sessions, pp. 141 – 143. Rostov-na-Donu: Izdatel'stvo Yuzhnogo federal'nogo universiteta. [in Russian language]
3. Evdokimenkov V. N., Krasil'shchikov M. N. (2017). Distributed intelligent control system for a group of unmanned aerial vehicles: methods and algorithms. Analytical mechanics, stability and control: proceedings of the XI International Chetaev conference dedicated to the 115th anniversary of the birth of N.G. Chetaev and the memory of Academician of the Academy of Sciences of the Republic of Tatarstan T.K. Sirazetdinov, pp. 113 – 124. Kazan': Izdatel'stvo Kazanskogo gosudarstvennogo universiteta. [in Russian language]
4. Lebedev G. N., Goncharenko V. I., Tsareva O. Yu., Mihaylin D. A. (2019). Choosing a variety of priority surface observation objects with the help of unmanned aerial vehicles and routing their flight. Vestnik komp'yuternyh i informatsionnyh tekhnologiy, (2), pp. 3 – 12. [in Russian language] DOI: 10.14489/vkit.2019.02.pp.003-012.
5. Saati T. L. (1965). Elements of queuing theory and its applications. Moscow: Sovetskoe radio. [in Russian language]
6. Venttsel' E. S. (1972). Operations research. Moscow: Sovetskoe radio. [in Russian language]
7. Aliev T. I. (2009). Basics of modeling discrete systems. Saint Petersburg: SPbGU ITMO. [in Russian language]
8. Sobol' I. M., Statnikov R. B. (1981). Choice of optimal parameters in problems with many criteria. Moscow: Nauka. [in Russian language]
9. Lebedev G. N., Mihaylin D. A. (2019). An automated system for planning group actions of unmanned aerial vehicles with a given service schedule for mobile ground objects in a predicted dynamic environment. Collection of plenary reports of the International Scientific and Practical Conference "AVIATOR", pp. 3 – 7. Voronezh: VUNTs VVS «VVA». [in Russian language]
10. Kuznetsova T. I., Tsaregorodtseva M. G. (2016). Comprehensive assessment of the quality of learning a foreign language in the form of the sum of the additive and multiplicative convolution of individual indicators of the development of various sections at all stages of learning. Modern technologies in problems of control, automation and information processing: collection of proceedings of the XXV International scientific and technical conference. Moscow: Tekhnologiya. [in Russian language]
11. Goncharenko V. I., Lebedev G. N., Mihaylin D. A. (2019). Operational search for detachable parts of launch vehicles using a group of unmanned aerial vehicles. Managing the Development of Large-Scale Systems (MLSD'2019): Proceedings of the XII International Conference, pp. 715 – 722. Moscow: IPU RAN. [in Russian language] DOI: 10.25728.mlsd.2019.2.0715.
12. Moiseev V. S. (2015). Fundamentals of the theory of effective use of unmanned aerial vehicles: monograph. Kazan': Shkola. [in Russian language]
13. Merkulov V. I., Milyakov D. A., Samodov I. O. (2013). Optimization of the group control algorithm for UAVs as part of a local network. Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki, (3), pp. 157 – 166. [in Russianlanguage]
14. Kim N. V., Krylov I. G. (2012). Group use of an unmanned aerial vehicle in surveillance tasks. Trudy MAI, 62. Available at: http://mai.ru//upload/iblock/bbb/ gruppovoe-primenenie-bespilotnogo-letatelnogo-appara¬ta-v-zadachakh-nablyudeniya.pdf (Accessed: 10.04.2020) [in Russian language]
15. Evdokimenkov V. N., Krasilshchikov M. N., Kozorez D. A. (2019). Development of pre-flight planning algorithms for the functional-program prototype of a distributed intellectual control system of unmanned flying vehicle groups. INCAS Bulletin, Vol. 11, (1), pp. 75 – 88. DOI: 10.13111/2066-8201.2019.11.S.8.
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 450 руб. (в том числе НДС 18%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/vkit.2021.01.pp.017-027
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 450 rubles. (including VAT 18%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/vkit.2021.01.pp.017-027
and fill out the form
.
|
Архив номеров
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»