Статья

Название статьи ОСОБЕННОСТИ ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ АНПА ПРИ ВЕДЕНИИ СЕЙСМОРАЗВЕДКИ
Автор Л. А. Мартынова, Г. В. Конюхов, И. В. Пашкевич, Н. Н. Рухлов
Рубрика РАЗДЕЛ I. ГРУППОВОЕ УПРАВЛЕНИЕ РОБОТАМИ
Месяц, год 09, 2017
Индекс УДК 519.87
DOI 10.23683/2311-3103-2017-9-21-34
Аннотация При использовании группы автономных необитаемых подводных аппаратов для ведения сейсморазведки в подледных условиях на Арктическом шельфе возникает ряд задач, решение которых должно быть получено с учетом особенностей ведения сейсморазведки. Целью работы явился анализ задач, возникающих при ведении сейсморазведки с использованием группы аппаратов, и определение методов их решения. При этом разработаны подходы к формированию алгоритмов системы управления аппарата, исключающие возникновение между аппаратами конфликтных ситуаций. Особенности поведения группы аппаратов при ведении сейсморазведки связаны с необходимостью навигации каждого аппарата, удержания аппарата на маршрутной траектории с корректировкой местоположения, координацией выполнения разнородных функций отдельными аппаратами группы. В качестве решения задачи навигации предложено использовать разностно-дальномерный метод, при котором по четырем измерениям положения излучателя в различные моменты времени каждый аппарат определяет свое местоположение. При решении задачи удержания аппарата на маршрутной траектории использован алгоритм наведения автономного необитаемого подводного аппарата путем управления аппаратом по углу между линией визирования и заданной траекторией. Для обеспечения координации действий, производимых каждым аппаратом, использован мультиагентный подход. При этом определены возможности и полномочия каждого аппарата-агента, алгоритм их взаимодействия, объем и содержание сообщений при их общении между собой. Для обеспечения взаимодействия аппаратов рассмотрен вариант использования гидроакустических модемов. Предложенные решения при определенных условиях могут вызвать конфликт системы, поэтому для его исключения предложена иерархическая многоуровневая схема формирования алгоритмов системы управления аппарата. Для тестирования предложенных решений на предмет их совместимости специально была разработана математическая модель. Результаты проведенных численных экспериментов позволили уточнить принятые решения, оптимизировать параметры используемых методов и оценить эффективность предложенных решений.

Скачать в PDF

Ключевые слова Группа автономных необитаемых подводных аппаратов; алгоритмы системы управления; математическая модель; сейсморазведка; Арктический шельф.
Библиографический список 1. Фасхутдинов Р.В. Подводные камни морской сейсморазведки // www.Korabel.ru. – 2016. – Вып. 2 (32). – С. 98-106.
2. Пат. 2 381 530 РФ. Морская автономная донная станция для выполнения геофизических и геологоразведочных работ / А.И. Машошин, С.В. Жуменков, В.Б. Зиннатов, С.Ю. Ермаков, А.С. Смирнов. – № 2008124873/28; заявл. 10.06.2008; опубл. 10.02.2010, Бюл.
№ 4. – 8 с.
3. Автономные подводные роботы. Системы и технологии / под ред. Агеева М.Д. – М.: Наука, 2005. – 398 с.
4. Инзарцев А.В. и др. Применение автономного необитаемого подводного аппарата для научных исследований в Арктике // Подводные исследования и робототехника. – 2007.
– № 2 (4). – C. 5-14.
5. Гизитдинова М.Р., Кузьмицкий М.А. Мобильные подводные роботы в современной океанографии и гидрофизике // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2010.
– Т. 3, № 1. – С. 4-13.
6. Боженов Ю.А. Использование автономных необитаемых подводных аппаратов для исследования Арктики и Антарктики // Фундаментальная и прикладная гидрофизика.
– 2011. – Т. 4, № 1. – С. 4-68.
7. Millar G., Mackay L. Maneuvering under the ice // Sea technology. – 2015. – Vol. 56, No. 4.
– P. 35-38.
8. Илларионов Г.Ю., Сиденко К.С., Бочаров Л.Ю. Угроза из глубины: XXI век. – Хаба-ровск: КГУП "Хабаровская краевая типография", 2011. – 304 с.
9. Белоусов И. Современные и перспективные необитаемые подводные аппараты ВМС США // Зарубежное военное обозрение. – 2013. – № 5. – C. 79-88.
10. Викторов Р.В., Илларионов Г.Ю., Квашнин А.Г. Двойное применение автономных необитаемых подводных аппаратов типа "REMUS" // Двойные технологии. – 2010. – № 3. – C. 54-62.
11. Кузьмицкий М.А., Гизитдинова М.Р. Мобильные подводные роботы в решении задач ВМФ: Современные технологии и перспективы // Фундаментальная и прикладная гидрофизика. – 2011. – Т. 4, № 3. – С. 37-48.
12. Максимов С.В. О применении автономных необитаемых подводных аппаратов в технологии тотальной донной сейсморазведки // Труды 4-й Всероссийской научно-технической конференции "Технические проблемы освоения Мирового океана". – Владивосток, 2011. – С. 220-224.
13. Пат. № 2515170 РФ. Подвижная подводная автономная сейсмогидроакустическая станция разведки углеводородов на акватории арктического шельфа / П.Д. Груздев, В.П. Дмитриченко, Р.А. Жостков, В.Н. Кочедыков, М.З. Нисневич, О.В. Руденко, А.Л. Соби-севич, Л.Е. Собисевич, В.А. Солдатенков, П.Д. Сухопаров). – № 2012136491/28; заявл. 24.08.2012; опубл. 27.02.2014, Бюл. № 6. – 6 с.
14. Мартынова Л.А. Метод согласованного поведения излучателя и автономных необитаемых подводных аппаратов для эффективного ведения сейсморазведки // Информационно-управляющие системы. – 2017. – № 1 (86). – С. 83-92.
15. Кебкал К.Г., Машошин А.И. Гидроакустические методы позиционирования автономных необитаемых подводных аппаратов // Гироскопия и навигация. – 2016. – Т. 24, № 3 (94). – С. 115-130.
16. Edwards D.B. A Leader-Follower Algorithm for Multiple AUV Formations // IEEE/OES Autonomous Underwater Vehicles. – 2004. – P. 10.
17. Лямина Е.А. Алгоритмы управления движением группы АНПА по поисковым траекториям. Электронный ресурс.
18. Мартынова Л.А., Машошин А.И. Построение системы управления автономных необитаемых подводных аппаратов на базе мультиагентной технологии // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2016. – № 2 (175). – С. 38-48.
19. Кебкал К.Г., Кебкал А.Г., Кебкал В.К. Инструментальные средства синхронизации гидроакустических устройств связи в задачах управления подводными сенсорами, распределенными антеннами, автономными аппаратами // Гироскопия и навигация. – 2014.
– № 2 (85). – C. 70-85.
20. Мартынова Л.А, Конюхов Г.В., Пашкевич И.В., Рухлов Н.Н. Технология разработки моделей и алгоритмов системы управления АНПА при выполнении сложной миссии // Материалы двенадцатой Всероссийской научно-практической конференции "Перспективные системы и задачи управления" 3-7 апреля 2017 г. в п. Домбай Карачаево-Черкесской республики. – Ростов-на-Дону, 2017. – С. 117-128.

Comments are closed.