Управление групповыми действиями беспилотных и пилотируемых летательных аппаратов в условиях активного противодействия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Рассмотрена задача группового управления летательными аппаратами в условиях активного противодействия при разных скоростях потерь своих сил, превосходящих противника или ему уступающих. При оценке эффективности парного противодействия предложена мультипликативная свертка, учитывающая потери обеих сторон и их стоимость. Сформирован минимаксный алгоритм группового целераспределения разнотипных летательных аппаратов с учетом степени их соответствия в каждой паре. Предложено использование искусственного интеллекта в виде нескольких нейронных сетей при формировании примеров их обучения на моделирующем комплексе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Л. В. Вишнякова

ФАУ “ГосНИИАС”

Email: g.n.lebedev@yandex.ru
Россия, Москва

И. Б. Ивенин

ФАУ “ГосНИИАС”

Email: g.n.lebedev@yandex.ru
Россия, Москва

Г. Н. Лебедев

МАИ (Национальный исследовательский университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: g.n.lebedev@yandex.ru
Россия, Москва

А. В. Моржин

МАИ (Национальный исследовательский университет)

Email: g.n.lebedev@yandex.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Платунов В.С. Методология системных военно-научных исследований авиационных комплексов. М.: 30 ЦНИИ МО, 2005. С. 343.
  2. Евдокименков В.Н., Красильщиков М.Н., Оркин С.Д. Управление смешанными группами пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов в условиях единого информационно-управляющего поля. М.: Изд-во МАИ, 2015. С. 271.
  3. Rong Zhu, Dong Sun, Zhaoуing Zhou. Cooperаtion Strаtegy of Unmаnned Air Vehicles for Multitаrget Interception // Journаl Guidаnce. 2005. V. 28. № 5. P. 1068–1076. https://doi.org/10.2514/1.14412.
  4. Меркулов В.И., Пляшечник А.С. Ранжирование опасных целей по анализу возможности наведения в наивыгоднейшую точку встречи // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2018. Т. 16. № 5. C. 3–9.
  5. Evdokimenkov V.N., Krasilshchikov M.N., Kozorez D.A. Development of Pre-flight Planning Algorithms for the Functional-program Prototype of a Distributed Intellectual Control System of Unmanned Flying Vehicle Groups // INCAS Bulletin. 2019. V. 11. №. 1. P. 75–88. https://doi.org/10.13111/2066-8201.2019.11.S.8
  6. Евдокименков В.Н., Хохлов С.В. Планирование групповых действий беспилотных летательных аппаратов в распределенной системе интеллектуального управления // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2022. Т. 19. № 3. С. 3–15.
  7. Андреев М.А., Миллер А.Б., Миллер Б.М., Степанян К.В. Планирование траектории беспилотного летательного аппарата в сложных условиях при наличии угроз // Изв. РАН. ТиСУ. 2012. № 2. С. 166–176.
  8. Гончаренко В.И., Лебедев Г.Н., Михайлин Д.А. Задача оперативной двумерной маршрутизации группового полета беспилотных летательных аппаратов // Изв. РАН. ТиСУ. 2019. № 1. С. 153–166.
  9. Михайлин Д.А., Аллилуева Н.В., Руденко Э.М. Сравнительный анализ эффективности генетических алгоритмов маршрутизации полета с учетом их различной вычислительной трудоемкости и многокритериальности решаемых задач // Тр. МАИ. 2018. № 98. С. 22.
  10. Гончаренко В.И., Желтов С.Ю., Князь В.А., Лебедев Г.Н., Михайлин Д.А., Царева О.Ю. Интеллектуальная система планирования групповых действий беспилотных летательных аппаратов при наблюдении наземных мобильных объектов на заданной территории. Т.3. М.: Государственный научно-исследовательский институт авиационных систем, 2021. С. 39–56.
  11. Munkres J. Algorithms for Assignment and Transportation Problems // J. Soc. Indust. Appl. Math. 2000. № 1. P. 32–38.
  12. Schumacher C., Chandler P.R., Rasmussen S.J., Walker D. Task Allocation for Wide Area Search Munitions with Variable Path Length // Proc. American Control Conf. June, Denver. Colorado, 2003. V. 4. P. 3472–3477. https://doi.org/10.1109/ACC.2003.1244069
  13. Chandler P., Pachter M., Rasmussen S., Schumacher C. Distributed Control for Multiple UAVs with Strongle Coupled Tasks // Proc. AIAA Guidance, Navigation, and Control Conf. and Exhibit. Austin, Texas, 2003. https://doi.org/10.2514/6.2003-5799
  14. Turra D., Pollini L., Innocenti M. Real-Time Unmanned Vehicles Task Allocation with Moving Targets // Proc. AIAA Guidance, Navigation, and Control Conf. and Exhibit. Providence. Rhode Island, 2004. https://doi.org/10.2514/6.2004-5253
  15. Jin Y., Minai A.A., Polycarpou M.M. Cooperative Real-Time Search and Task Allocation in UAV Teams // Proc. IEEE Conf. on Decision and Control. Maui, Hawaii, 2003. V. 1. P. 7–12. https://doi.org/10.1109/CDC.2003.1272527
  16. Rusmevichientong P., Van Roy B. Decentralized Decision-Making in a Large Team with Local Information // Games and Economic Behavior. 2003. V. 43. № 2. P. 266–295. https://doi.org/10.1016/S0899-8256(03)00006-X
  17. Левитин А.В. Алгоритмы. Введение в разработку и анализ. М.: Вильямс, 2006. 576 с.
  18. Гончаренко В.И., Лебедев Г.Н., Малыгин В.Б. Многомерная маршрутизация с повышенной навигационной точностью при обслуживании заявок на полеты летательных аппаратов // Научный вестник МГТУ ГА. 2021. Т. 24. № 4. С. 9.
  19. Лебедев Г.Н., Малыгин В.Б. Оперативная коррекция потоков прилета и вылета воздушных судов в районе аэродрома // Научный вестник МГТУ ГА. 2016. № 226. С. 6.
  20. Лебедев Г.Н., Малыгин В.Б. Интеллектуальная поддержка в задаче приоритетного обслуживания группы пилотируемых и беспилотных летательных аппаратов при выборе маршрутов полета и контроля безопасности их движения // Научный вестник МГТУ ГА. 2015. № 221. С. 11.
  21. Лебедев Г.Н., Малыгин В.Б., Нечаев Е.Е., Тин Пхон Джо. Использование системы приоритетного обслуживания при внедрении автоматизированного управления прилетом – вылетом в воздушном пространстве московского аэроузла // Научный вестник МГТУ ГА. 2012. № 180. С. 9.
  22. Вишнякова Л.В., Попов А.С. Выбор структуры воздушного пространства и инфраструктуры аэродромов при их модернизации методами математического моделирования // Изв. РАН. ТиСУ. 2021. № 6. С. 66–105.
  23. Лебедев Г.Н., Гончаренко В.И., Максимов Н.А., Михайлин Д.А., Румакина А.В. Метод оперативного планирования групповых действий летательных аппаратов при обслуживании наземных объектов в режиме воздушного такси // Мехатроника, автоматизация, управление. 2021. № 22 (9). С. 484–493.
  24. Лебедев Г.Н., Малыгин В.Б., Михайлин Д.А. Постановка и решение задачи оперативной коррекции потоков прилета и вылета воздушных судов в районе аэродрома с помощью генетического алгоритма // Научный вестник МГТУ ГА. 2017. Т. 20. № 4. С. 10.
  25. Лебедев Г.Н., Малыгин В.Б., Михайлин Д.А. Тан Бяо. Постановка многокритериальной задачи маршрутизации и планирования графиков полета пилотируемой и беспилотной авиации в динамической обстановке и подход к ее решению с помощью генетических алгоритмов // Научный вестник МГТУ ГА. 2018. Т. 21. № 5. С. 10.
  26. Меркулов В.И., Пляшечник А.С. Задача упрощенного целераспределения при групповом противоборстве летательных аппаратов // АиТ. 2017. № 3. С. 123–137.
  27. Стефанов В.А., Зайцев А.В., Титков О.С. и др. Беспилотные ЛА как вид авиационной техники в борьбе США за военное превосходство. Ч. 2. М.: НИЦ ГосНИИАС, 2022. С. 399.
  28. Венцель Е.С., Лихтерев Я.М., Мильграм Ю.Г. и др. Основы теории боевой эффективности и исследования операций. М.: ВВИА, 1961. С. 524.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Пример сближения двух противодействующих групп ПЛА с ОЛА и БЛА.

Скачать (78KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Пример сравнения действий “жадного” и минимаксного алгоритмов.

Скачать (123KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Графики переходных процессов потерь живучести при парном противодействии и x0 > y0.

Скачать (44KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Результат распределения наших сил между одним ПЛА и двумя ОЛА противника.

Скачать (110KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Блок-схема программа формирования примеров обучения ИИ с помощью моделирующего комплекса.

Скачать (218KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Интервальные оценки для разных альтернатив W поведения противника и наших действий U.

Скачать (56KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025