Найти

Результаты поиска

• МЕТОД РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ МУЛЬТИ-КОММИВОЯЖЁРА В СРЕДЕ БЕЗ ПРЕПЯТСТВИЙ НА ОСНОВЕ УМЕНЬШЕНИЯ РАЗМЕРА ПРОСТРАНСТВА РЕШЕНИЙ

  В.А. Костюков , Ф. А. Хуссейн , И.Д. Евдокимов

  2024-04-15

  Аннотация ▼

  Проводится анализ проблемы мульти коммивояжера, которая в отличие от знаме-
  нитой задачи коммивояжера, задействует несколько коммивояжёров, которые посещают
  заданное количество городов ровно один раз и возвращаются в исходное положение с ми-
  нимальными затратами на поездку. Задача мульти коммивояжера является важной для
  области оптимизации маршрутов и распределения назначений между несколькими аген-
  тами. Основной целью исследования является разработка эффективного метода решения
  данной проблемы, который позволит сократить время выполнения задач и оптимизиро-
  вать использование ресурсов. В ходе исследования был создан инновационный метод, осно-
  ванный на уменьшении размерности пространства решений. Этот метод позволяет более
  эффективно управлять нагрузкой и ресурсами, что в свою очередь способствует миними-
  зации общего времени выполнения задач. Особенностью метода является его универсаль-
  ность и применимость в различных сценариях, включая ситуации с разным количеством
  задач и коммивояжеров. Такой подход обеспечивает более широкий охват и позволяет
  оценить применимость метода в различных контекстах, что является важным преиму-
  ществом данного исследования. Для оценки эффективности разработанного метода было
  проведено сравнительное исследование с использованием классического метода решения
  проблемы мульти коммивояжера. Оценка результатов осуществлялась на основе трех
  ключевых критериев: вычислительного времени получения решения задачи мульти комми-
  вояжера, суммарной длины пройденных маршрутов коммивояжерами и максимальной дли-
  ны маршрута среди них. Анализ экспериментальных данных показал, что разработанный
  метод значительно превосходит классический подход по всем рассматриваемым критери-
  ям в большинстве экспериментов, так как при использовании предложенного метода сред-
  нее время расчета для задачи мульти коммивояжера уменьшается на 56% по сравнению с
  наилучшим известным классическим результатом, при этим средняя сумма длины прой-
  денных маршрутов коммивояжерами соответственно уменьшается на 12% и максималь-
  ная длина пути среди пройдённых агентами маршрутов (дисбаланс нагрузки) уменьшается
  на 8%, что подтверждает высокую эффективность предложенного метода и перспек-
  тивность для практического применения в различных сферах, где требуется оптимизация
  маршрутов и распределения задач между несколькими исполнителями

• ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ СИСТЕМЫ СТАНЦИЙ ПОДЗАРЯДКИ ДЛЯ ЭНЕРГООБЕСПЕЧЕНИЯ ГРУППЫ БПЛА МУЛЬТИКОПТЕРНОГО ТИПА

  В.А. Костюков , М.Ю. Бутенко , В.Г. Гисцов , И. Д. Евдокимов

  2024-01-05

  Аннотация ▼

  В связи с ускоренным ростом объемов использования групп автономно функциони-
  рующих беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) в различных средах решение пробле-
  мы оптимизации функционирования групп таких аппаратов по критерию минимума за-
  трачиваемой энергии является актуальной научной задачей. В настоящей статье развива-
  ется новый подход обеспечения энергосбережения группы беспилотных летательных ап-
  паратов (БпЛА) за счет использования распределенной системы модулей подзарядки БпЛА,
  обеспечивающих необходимую универсальность в обслуживании разных типов аппаратов.
  Предполагается, что модули подзарядки установлены на подмножестве станций обслу-
  живания, между которыми курсируют БпЛА мультикоптерного типа, выполняя миссию
  по развозу грузов. Необходимо определить такие число и непосредственно указанное под-
  множество станций обслуживания, снабженных такими модулями, которые бы достав-
  ляли оптимум некоторого функционала качества, характеризующего функционирование
  группы БпЛА. В статье предлагается в качестве такого функционала отношение числа
  БпЛА, успешно отработавших выданные им задания по развозу грузов, к числу станций с
  модулями подзарядки. Модель движения БпЛА между пунктами назначения предполагает
  учет не только крейсерского режима, но и маневрирования аппарата при взлете и посадке;
  также учитывается зависимость скорости расходования энергии от текущих кинемати-
  ческих величин аппарата. Предусмотрено падение аппарата в случае расходования им
  энергии ниже предельного порогового значения. Разработана упрощенная модель станции
  обслуживания с модулем подзарядки (МП), подразумевающим замену разряженных аккуму-
  ляторных батарей. Учтен режим ожидания БпЛА в очереди. Для исследования разрабо-
  танных алгоритмов планирования движения и выбора оптимального распределения моду-
  лей подзарядки по станциям обслуживания создано и апробировано программное обеспече-
  ние на базе среды Unity. Гибкость последнего позволяет моделировать различные алго-
  ритмы информационных взаимодействий элементов внутри группы БпЛА, группы МП,
  а также перекрестных взаимодействий между БпЛА и МП.

• АППАРАТНО-АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ АВТОНОМНОЙ ГРУППЫ БПЛА

  М.Ю. Медведев , В.А. Костюков , М.Ю. Бутенко , В.Г. Гисцов , И.Д. Евдокимов

  2023-02-17

  Аннотация ▼

  В связи с ускоренным ростом объемов использования групп автономно функционирующих
  беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) в различных средах решение проблемы оптими-
  зации функционирования групп таких аппаратов по критерию минимума затрачиваемой энер-
  гии является актуальной научной задачей. В настоящей статье развивается новый подход
  обеспечения энергосбережения группы беспилотных летательных аппаратов (БпЛА) за счет
  использования станций подзарядки БпЛА, обеспечивающих необходимую универсальность в
  обслуживании разных типов аппаратов. Рассматриваются наиболее эффективные варианты
  систем приземления, точного позиционирования, выработки энергии на станции, а также
  обосновывается гибридная система обеспечения подзарядки, сочетающая контактный и бес-
  контактный способы. Приводится обобщенная схема многоэтапного взаимодействия БпЛА со
  станцией подзарядки, предусматривающая возможность повторения одного из этапов в случае
  не полного его завершения в течение определенных интервалов времени, а также учитывающая
  особенности взаимодействия между агентами по доступным им каналам связи. Поставлена и
  решена задача оптимального распределения по энергетическому критерию БпЛА группы меж-
  ду пунктами назначения (ПН), совмещенными со станциями подзарядки (СП). Учитывается
  как крейсерский режим, так и маневрирование аппарата при взлете и посадке, когда мощность
  расходования энергии возрастает. Введено понятие эффективного расстояния до пункта на-
  значения, учитывающего оценочные затраты энергии каждого БпЛА на достижение данного
  ПН с учетом его произвольного текущего положения и имеющейся очереди заданий на данный
  момент. Для исследования разработанных подходов и алгоритмов целераспределения и плани-
  рования движения БпЛА группы создано и апробировано программное обеспечение на базе сре-
  ды Unity. Гибкость последнего позволяет моделировать различные алгоритмы информацион-
  ных взаимодействий элементов внутри группы БпЛА, группы СП, а также перекрестных взаи-
  модействий между БпЛА и СП. В частности, Программное обеспечение позволяет определять
  в каждый дискретный момент степень заряда каждого БпЛА, очереди ПН для каждого БпЛА,
  его историю пополнения заряда на станциях.