ОПТИМІЗАЦІЯ МАРШРУТУ РУХУ БЕЗПІЛОТНОГО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТУ ЛІТАКОВОГО ТИПУ ПРИ ПОШУКУ ПОВІТРЯНОГО СУДНА, ЯКЕ ЗАЗНАЛО ЛИХА ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ РІВНОМІРНО-ОПТИМАЛЬНОЇ СТРАТЕГІЇ ПОШУКУ

Illia Hridasov; Hennadii Khudov; Irina Khizhnyak; Mykola Yaloveha; Vitalii Burkov

doi:10.26906/SUNZ.2025.2.005

Автор(и)

Illia Hridasov
Hennadii Khudov
Irina Khizhnyak
Mykola Yaloveha
Vitalii Burkov

DOI:

https://doi.org/10.26906/SUNZ.2025.2.005

Ключові слова:

аварійна ситуація, безпілотний літальний апарат, маршрут руху, повітряне судно, пошук, оптимізація, пошуково-рятувальне забезпечення, пошуково-рятувальна операція, рівномірно-оптимальна стратегія

Анотація

Предметом вивчення в статті є маршрут руху безпілотного літального апарату літакового типу при проведенні пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха. Завдання: У даній статті пропонується провести аналіз існуючих методів пошуку повітряного судна, оптимізацію маршруту руху для безпілотного літального апарату літакового типу при пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха з використанням рівномірно-оптимальних стратегій пошуку. На першому етапі роботи представлено вирішення оптимізаційної задачі пошуку для рівномірнооптимальної стратегії пошуку На другому етапі роботи розроблена блок-схема алгоритму для пошуковорятувальної операції із використанням рівномірно-оптимальної стратегії пошуку. На третьому етапі проілюстровані результати застосування рівномірно-оптимальної стратегії пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха з використанням мови програмування Python. Розглянуті шляхи використання отриманих наукових результатів. Запропоновані можливі шляхи подальших наукових досліджень, які будуть ґрунтуватися на моделюванні авіаційних катастроф та розрахунку кількісних показників за результатами маршруту руху безпілотного літального апарату літакового типу, із застосуванням для даної задачі тренажеру (симулятору), у якому безпілотний літальний апарат буде використовуватися, як засіб пошуку. Використовуваними методами є: теоретичні методи аналізу та синтезу, методи теорії імовірності, методи математичної статистики, методи комбінаторики, методи математичного моделювання, математичний апарат теорії матриць, методи диференційного числення, методи теорії оптимізації, методи математичної логіки, метаевристичні методи оптимізації, генетичні алгоритми, аналітичні та емпіричні методи порівняльного дослідження. Висновки. У роботі проведена оптимізація маршруту руху безпілотного літального апарату літакового типу при пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха із використанням рівномірнооптимальної стратегії пошуку. Новими науковими результатами є: виконана задача оптимізації маршруту руху безпілотного літального апарату літакового типу при пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха, розроблена блок-схема алгоритму реалізації методу пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха із використанням рівномірнооптимальної стратегії пошуку, отриманні результати застосування рівномірно-оптимальної стратегії пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха із використанням мови програмування Python, які в свою чергу підтверджують ефективність застосування удосконаленого методу пошуку. Сформульовані можливі напрями для подальших досліджень в контексті виявлення повітряних суден, які зазнали лиха. Дослідження були проведені за рахунок грантової підтримки Національного фонду досліджень України в рамках конкурсу “Наука для зміцнення обороноздатності України”, назва проєкту “Інформаційна технологія автоматизованого сегментування зображень об’єктів в системах націлювання ударних FPV-дронів на основі алгоритмів ройового інтелекту”, реєстраційний номер 2023.04/0153.

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Посилання

1. ACI World Airport Traffic Forecasts 2023–2052. ACI World. URL: https://store.aci.aero/product/aci-world-airport-trafficforecasts-2023-2052

2. The combat statistics for all the aircraft currently in use. MiGFlug. URL: https://migflug.com/jetflights/the-combat-statisticsfor-all-the-aircraft-currently-in-use

3. Helicopter carrying Iranian President Raisi crashes, prompting massive search operation. CNN World. URL:https://edition.cnn.com/2024/05/19/middleeast/iranian-president-raisi-helicopter-intl/index.html

4. International Aeronautical and Maritime Search and Rescue Manual, vol. III. Mobile Facilities (Doc. 9731) 12 th Ed. 2022. 288 p.

5. Застосування безпілотних авіаційних систем у сфері цивільного захисту: монографія / Д.В. Бондар, А.В. Гурник, А.О. Литовченко, В.В. Хижняк, В.Л. Шевченко, Д.М. Ядченко. Київ. 2022. 312 с.

6. J. Cacace, A. Finzi, V. Lippiello, M. Furci, N. Mimmo, L. Marconi. A control architecture for multiple drones operated via multimodal interaction in search & rescue mission. International Symposium on Safety, Security, and Rescue Robotics. Lausanne, Switzerland: IEEE; 2016. p. 233–239. DOI: 10.1109/SSRR.2016.7784304.

7. DC. Schedl, I. Kurmi, O. Bimber. Search and rescue with airborne optical sectioning. Nature Machine Intelligence. vol. 2(12). 2020. p. 783–790.

8. M. Rodriguez, A. Al-Kaff, A. Madridano, D. Martin, A. De La Escalera. Wilderness search and rescue with heterogeneous multirobot systems. International Conference on Unmanned Aircraft Systems. Athens, Greece: Divani Caravel Hotel, 2020. p.110–116.

9. WT. Weldon, J. Hupy. Investigating methods for integrating unmannedaerial systems in search and rescue operations. Drones. 2020. vol. 4(3). p. 1–16. DOI: 10.3390/drones4030038.

10. JN. McRae, BM. Nielsen, CJ. Gay, AP. Hunt, AD Nigh. Utilizing drones to restore and maintain radio communication during search and rescue operations. Wilderness Environ Medicine. 2021. vol. 32, issue 1. p. 41–46. DOI:10.1016/j.wem.2020.11.002.

11. C. Van Tilburg. First report of using portable unmanned aircraft systems (drones) for search and rescue. Wilderness Environ Medicinе. 2017. vol. 28, issue 2. p. 116–118. DOI: 10.1016/j.wem.2016.12.010.

12. Stefan Ivić, Bojan Crnković, Hassan Arbabi, Sophie Loire, Patrick Clary and Igor Mezić. Search strategy in a complex and dynamic environment: the MH370 case. Scientific reports. 2020. vol. 10, issue 1. p. 1-15. DOI: 10.1038/s41598-020-76274-0.

13. Худов Г.В., Грідасов І.Ю., Жилін Є.І. Математична формалізація завдання пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха, авіаційними засобами. Системи озброєння і військова техніка. 2024. №1 (77). С. 117-123. DOI:10.30748/soivt.2024.77.17.

14. Грідасов І.Ю., Худов Г.В. Аналіз методів пошуку повітряного судна, яке зазнало лиха, авіаційними засобами. Збірник наукових праць Харківського національного університету Повітряних Сил імені Івана Кожедуба. 2024. №2(80). С. 54-62. https://doi.org/10.30748/zhups.2024.80.07.

15. Грідасов І.Ю., Худов Г.В., Хижняк І.А. Визначення маршруту руху підрозділів, які задіяні до порятунку екіпажу повітряного судна, яке зазнало лиха. Перспективи розвитку озброєння та військової техніки Сухопутних військ: зб. тез доп. міжн. наук.-техніч. конф., м. Львів, 15-16 травня 2024 р. Львів, 2024. С.257.

16. Грідасов І. Ю., Худов Г.В., Хижняк І. А. Обстеження району пошуку повітряного судна ,яке зазнало лиха підрозділом спеціального призначення Національної гвардії України з використанням рівномірно-оптимальної стратегії пошуку. Актуальні проблеми діяльності складових сектору безпеки і оборони України (до 10-ої річниці створення Національної гвардії України) : тези доп. Всеукр. наук.-практ. конф. (Харків, 24 жовт. 2024 р.). Харків, 2024. С. 296–298.

17. D. Stone. Theory of Optimal Search. New York, USA: Mathematics in science and engineering. 1975. p.288.

18. B. O. Koopman. Search and Screening. Operations evaluation group office of the chief of naval operations navy department, Washington. 1946. p. 179.