Анализ структур систем информационной поддержки транспортировки грузов с помощью гетерогенной группы БПЛА с учетом метеорологических условий
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.14018632Ключевые слова:
БПЛА, БАС, управление, транспортировка грузов, метеорологические условия, группа БПЛА, информационная поддержкаЛицензия
Аннотация
В работе представлено математическое обеспечение систем информационной поддержки транспортировки грузов с помощью гетерогенной группы беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с учетом метеорологических условий и проведен анализ структур данных систем для их дальнейшего развития. Актуальность исследования обусловлена возникновением новых требований к созданию интеллектуальных транспортных систем с использованием современных телекоммуникационных технологий, обеспечивающих информационную интеграцию транспортных систем и реализацию высокоэффективных товаротранспортных и логистических технологий. В ходе работы проведен анализ применимости беспилотных авиационных систем для транспортировки грузов в России и за рубежом. Описана содержательная и математическая постановка задачи управления гетерогенной группой БПЛА при транспортировке грузов. Отдельного внимания заслуживает учет метеорологических характеристик в моделях и методах группового управления БПЛА при транспортировке грузов. Краткий обзор существующих решений показал, что на текущий момент возможно их дальнейшее улучшение за счет рассмотрения новых характеристик, как метеорологических характеристик, так и летно-технических характеристик БПЛА, связанных с ними. Более того, отмечено отсутствие комплексного, полного учета метеорологических характеристик в математических моделях управления БПЛА в транспортировке грузов, что также может оказаться перспективным направлением для дальнейших исследований.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Шуть В.Н., Персиа Л. Интеллектуальные робототехнические транспортные системы / В. Н. Шуть, Л. Персиа. − Брест: Издательство УО «БрГТУ», 2017. − 196 с.
2. Жанказиев, С. В. Основные научные подходы к разработке нештатных режимов управления ИТС / С. В. Жанказиев, А. И. Воробьев, М. В. Гаврилюк // Наука и техника в дорожной отрасли. – 2017. – № 3(81). – С. 24-27. – EDN ZRBSBR.
3. Ли, Ц. Проблемы и перспективы развития российско-китайской трансграничной электронной коммерции / Ц. Ли // Инновации и инвестиции. – 2020. – № 6. – С. 65-70. – EDN HHIJCL.
4. Официальный сайт компании Amazon (Prime Air) [сайт]. – URL: https://www.amazon.com/Amazon-Prime-Air/node=8037720011 (дата обращения 23.10.2021).
5. Официальный сайт компании DHL [сайт]. – URL: https://www.logistics.dhl.ru/ru-ru/home.html?locale=true (дата обращения 23.10.2021).
6. Официальный сайт компании UPS [сайт]. – URL: https://www.ups.com/ru/ru/Home.page (дата обращения 23.10.2021).
7. Официальный сайт компании Zipline [сайт]. – URL: https://flyzipline.com (дата обращения 23.10.2021).
8. Официальный сайт компании Matternet [сайт]. – URL: https://mttr.net (дата обращения 23.10.2021).
9. Павлова, Л. В. Моделирование системы управления авиаперевозками / Л. В. Павлова, Н. И. Романчева // Труды международного симпозиума "Надежность и качество". – 2016. – Т. 2. – С. 237-238.
10. Потапов, И. В. Синтез оптимального управления трансферными авиаперевозками методами математического программирования / И. В. Потапов, В. А. Романенко // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 3(19). – С. 75-86. – EDN OOLMZX.
11. Романенко, В. А. Математические модели функционирования аэропортов в условиях современного авиатранспортного рынка / В. А. Романенко. – Самара: Издательство «АсГард», 2010. – 244 с.
12. Маршрутизация полета легкого беспилотного летательного аппарата в поле постоянного ветра на основе решения разновидностей задачи коммивояжера / Д. В. Моисеев, В. М. Чинь, Л. А. Мозолев [и др.] // Труды МАИ. – 2015. – № 79. – С. 8. – EDN TPEPXN.
13. Моисеев, Д. В. Вычислительные аспекты и прикладное программное обеспечение оптимальной маршрутизации полета легкого беспилотного летательного аппарата в поле постоянного ветра / Д. В. Моисеев, В. М. Чинь // Интернет-журнал Науковедение. – 2017. – Т. 9, № 3. – С. 92. – EDN ZEISNV.
14. Solving the Vehicle Routing Problem using Genetic Algorithm / A. Kadar, A. Masum, M. Faruque [et al.] // International Journal of Advanced Computer Science and Applications. – 2011. – P. 2.
15. Liong, C. Y. Vehicle routing problem: Models and solutions / C. Y. Liong, I. Wan, K. Omar // Journal of Quality Measurement and Analysis. – 2008. – V. 4. – P. 205-218.
16. A Comprehensive Study of Vehicle Routing Problem With Time Windows Using Ant Colony Optimization Techniques / A. Neogi, S. Mounika, S. Kalyan, S. Sai // International Journal of Engineering and Technology (UAE). – 2018. – V. 7.– P. 80-85.
17. Потапов, И. В. Синтез оптимального управления трансферными авиаперевозками методами математического программирования / И. В. Потапов, В. А. Романенко // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 3(19). – С. 75-86. – EDN OOLMZX.
18. Горбунов, А. А. Влияние метеорологических факторов на применение и безопасность полёта беспилотных летательных аппаратов с бортовым ретранслятором радиосигнала / А. А. Горбунов, А. Ф. Галимов // Научно-аналитический журнал "Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России". – 2016. – № 2. – С. 7-15. – EDN WAZOXP.
19. Обеспечение безопасности испытаний беспилотных летательных аппаратов военного и специального назначения / Е. А. Антохин, Н. Н. Панасенко, О. И. Атакищев, П. Д. Чернова // Известия Института инженерной физики. – 2019. – № 2(52). – С. 71-76. – EDN EKSXVF.
20. Методика учета влияния метеорологических факторов на эффективность применения беспилотных летательных аппаратов на основе системного анализа / И. Е. Кузнецов, А. В. Мельников, Е. А. Рогозин, О. В. Страшко // Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки. – 2018. – Т. 45, № 2. – С. 125-139. – DOI 10.21822/2073-6185-2018-45-2-125-139. – EDN YPTDJB.
21. Анализ статистических данных о полетах беспилотных летательных аппаратов серии SUPERCAM в сложных метеоусловиях для картографии и видеоразведки / А. В. Лазуткин, Р. А. Урванцев, А. В. Флоров, М. В. Шинкевич // Перспективы развития и применения комплексов с беспилотными летательными аппаратами: сборник статей и докладов по материалам ежегодной научно-практической конференции. – 2016. – С. 268-272.
22. Опыт транспортировки компонентов крови с применением беспилотного летательного аппарата / А. М. Носов, А. И. Савельев, В. Н. Вильянинов [и др.] // Медицина катастроф. – 2022. – № 3. – С. 65-69. – DOI 10.33266/2070-1004-2022-3-65-69. – EDN TLMWHJ.
23. Костин, А. С. Методы доставки грузов при помощи беспилотных летательных аппаратов / А. С. Костин, Д. В. Еленин // Системный анализ и логистика. – 2020. – № 1(23). – С. 55-64. – EDN UEVMPF.
24. UAV Communication Recovery under Meteorological Conditions / S. Mengan, H. Yiming, L. Zhonghua [et al.] // Drones. – 2023. – V. 7. – P. 423.
25. Boychev, I. Research algorithms to optimize the drone route used for security / I. Boychev // 2018 IEEE XXVII International Scientific Conference Electronics – ET. – 2018. – P. 1–4.
26. Derpich, I. Using drones in a warehouse with minimum energy consumption / I. Derpich, D. Miranda, J. Sepulveda // 2018 7th International Conference on Computers Communications and Control. – 2018. – P. 97–102.
27. Dynamic Programming Approach for Drone Routes Planning / H. Gjorshevski, K. Trivodaliev, I. N. Kosovic [et al.] // 2018 26th Telecommunications Forum (TELFOR). – 2018. – P. 1-4.
28. Tanaka S. High-speed UAV Delivery System with Non-stop Parcel Handover Using High-speed Visual Control / S. Tanaka, T. Senoo, M. Ishikawa // 2019 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC). – 2019. – P. 4449–4455.
29. Pan, S. UAV Delivery Planning Based on K-Means++ Clustering and Genetic Algorithm / S. Pan // 2019 5th International Conference on Control Science and Systems Engineering (ICCSSE). – 2019. – P. 14–18.
REFERENCES LIST
1. Shut V.N., Persia L. Intellektualnye robototekhnicheskie transportnye sistemy / V. N. Shut, L. Persia. − Brest: Izdatelstvo UO «BrGTU», 2017. − 196 s.
2. Zhankaziev, S. V. Osnovnye nauchnye podkhody k razrabotke neshtatnykh rezhimov upravleniia ITS / S. V. Zhankaziev, A. I. Vorobev, M. V. Gavriliuk // Nauka i tekhnika v dorozhnoi otrasli. – 2017. – № 3(81). – S. 24-27. – EDN ZRBSBR.
3. Li, Ts. Problemy i perspektivy razvitiia rossiisko-kitaiskoi transgranichnoi elektronnoi kommertsii / Ts. Li // Innovatsii i investitsii. – 2020. – № 6. – S. 65-70. – EDN HHIJCL.
4. Ofitsialnyi sait kompanii Amazon (Prime Air) [sait]. – URL: https://www.amazon.com/Amazon-Prime-Air/node=8037720011 (data obrashcheniia 23.10.2021).
5. Ofitsialnyi sait kompanii DHL [sait]. – URL: https://www.logistics.dhl.ru/ru-ru/home.html?locale=true (data obrashcheniia 23.10.2021).
6. Ofitsialnyi sait kompanii UPS [sait]. – URL: https://www.ups.com/ru/ru/Home.page (data obrashcheniia 23.10.2021).
7. Ofitsialnyi sait kompanii Zipline [sait]. – URL: https://flyzipline.com (data obrashcheniia 23.10.2021).
8. Ofitsialnyi sait kompanii Matternet [sait]. – URL: https://mttr.net (data obrashcheniia 23.10.2021).
9. Pavlova, L. V. Modelirovanie sistemy upravleniia aviaperevozkami / L. V. Pavlova, N. I. Romancheva // Trudy mezhdunarodnogo simpoziuma Nadezhnost i kachestvo. – 2016. – T. 2. – S. 237-238.
10. Potapov, I. V. Sintez optimalnogo upravleniia transfernymi aviaperevozkami metodami matematicheskogo programmirovaniia / I. V. Potapov, V. A. Romanenko // Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Povolzhskii region. Tekhnicheskie nauki. – 2011. – № 3(19). – S. 75-86. – EDN OOLMZX.
11. Romanenko, V. A. Matematicheskie modeli funktsionirovaniia aeroportov v usloviiakh sovremennogo aviatransportnogo rynka / V. A. Romanenko. – Samara: Izdatelstvo «AsGard», 2010. – 244 s.
12. Marshrutizatsiia poleta legkogo bespilotnogo letatelnogo apparata v pole postoiannogo vetra na osnove resheniia raznovidnostei zadachi kommivoiazhera / D. V. Moiseev, V. M. Chin, L. A. Mozolev [i dr.] // Trudy MAI. – 2015. – № 79. – S. 8. – EDN TPEPXN.
13. Moiseev, D. V. Vychislitelnye aspekty i prikladnoe programmnoe obespechenie optimalnoi marshrutizatsii poleta legkogo bespilotnogo letatelnogo apparata v pole postoiannogo vetra / D. V. Moiseev, V. M. Chin // Internet-zhurnal Naukovedenie. – 2017. – T. 9, № 3. – S. 92. – EDN ZEISNV.
14. Solving the Vehicle Routing Problem using Genetic Algorithm / A. Kadar, A. Masum, M. Faruque [et al.] // International Journal of Advanced Computer Science and Applications. – 2011. – P. 2.
15. Liong, C. Y. Vehicle routing problem: Models and solutions / C. Y. Liong, I. Wan, K. Omar // Journal of Quality Measurement and Analysis. – 2008. – V. 4. – P. 205-218.
16. A Comprehensive Study of Vehicle Routing Problem With Time Windows Using Ant Colony Optimization Techniques / A. Neogi, S. Mounika, S. Kalyan, S. Sai // International Journal of Engineering and Technology (UAE). – 2018. – V. 7.– P. 80-85.
17. Potapov, I. V. Sintez optimalnogo upravleniia transfernymi aviaperevozkami metodami matematicheskogo programmirovaniia / I. V. Potapov, V. A. Romanenko // Izvestiia vysshikh uchebnykh zavedenii. Povolzhskii region. Tekhnicheskie nauki. – 2011. – № 3(19). – S. 75-86. – EDN OOLMZX.
18. Gorbunov, A. A. Vliianie meteorologicheskikh faktorov na primenenie i bezopasnost poleta bespilotnykh letatelnykh apparatov s bortovym retransliatorom radiosignala / A. A. Gorbunov, A. F. Galimov // Nauchno-analiticheskii zhurnal Vestnik Sankt-Peterburgskogo universiteta Gosudarstvennoi protivopozharnoi sluzhby MChS Rossii. – 2016. – № 2. – S. 7-15. – EDN WAZOXP.
19. Obespechenie bezopasnosti ispytanii bespilotnykh letatelnykh apparatov voennogo i spetsialnogo naznacheniia / E. A. Antokhin, N. N. Panasenko, O. I. Atakishchev, P. D. Chernova // Izvestiia Instituta inzhenernoi fiziki. – 2019. – № 2(52). – S. 71-76. – EDN EKSXVF.
20. Metodika ucheta vliianiia meteorologicheskikh faktorov na effektivnost primeneniia bespilotnykh letatelnykh apparatov na osnove sistemnogo analiza / I. E. Kuznetsov, A. V. Melnikov, E. A. Rogozin, O. V. Strashko // Vestnik Dagestanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. Tekhnicheskie nauki. – 2018. – T. 45, № 2. – S. 125-139. – DOI 10.21822/2073-6185-2018-45-2-125-139. – EDN YPTDJB.
21. Analiz statisticheskikh dannykh o poletakh bespilotnykh letatelnykh apparatov serii SUPERCAM v slozhnykh meteousloviiakh dlia kartografii i videorazvedki / A. V. Lazutkin, R. A. Urvantsev, A. V. Florov, M. V. Shinkevich // Perspektivy razvitiia i primeneniia kompleksov s bespilotnymi letatelnymi apparatami: sbornik statei i dokladov po materialam ezhegodnoi nauchno-prakticheskoi konferentsii. – 2016. – S. 268-272.
22. Opyt transportirovki komponentov krovi s primeneniem bespilotnogo letatelnogo apparata / A. M. Nosov, A. I. Savelev, V. N. Vilianinov [i dr.] // Meditsina katastrof. – 2022. – № 3. – S. 65-69. – DOI 10.33266/2070-1004-2022-3-65-69. – EDN TLMWHJ.
23. Kostin, A. S. Metody dostavki gruzov pri pomoshchi bespilotnykh letatelnykh apparatov / A. S. Kostin, D. V. Elenin // Sistemnyi analiz i logistika. – 2020. – № 1(23). – S. 55-64. – EDN UEVMPF.
24. UAV Communication Recovery under Meteorological Conditions / S. Mengan, H. Yiming, L. Zhonghua [et al.] // Drones. – 2023. – V. 7. – P. 423.
25. Boychev, I. Research algorithms to optimize the drone route used for security / I. Boychev // 2018 IEEE XXVII International Scientific Conference Electronics – ET. – 2018. – P. 1–4.
26. Derpich, I. Using drones in a warehouse with minimum energy consumption / I. Derpich, D. Miranda, J. Sepulveda // 2018 7th International Conference on Computers Communications and Control. – 2018. – P. 97–102.
27. Dynamic Programming Approach for Drone Routes Planning / H. Gjorshevski, K. Trivodaliev, I. N. Kosovic [et al.] // 2018 26th Telecommunications Forum (TELFOR). – 2018. – P. 1-4.
28. Tanaka S. High-speed UAV Delivery System with Non-stop Parcel Handover Using High-speed Visual Control / S. Tanaka, T. Senoo, M. Ishikawa // 2019 IEEE Intelligent Transportation Systems Conference (ITSC). – 2019. – P. 4449–4455.
29. Pan, S. UAV Delivery Planning Based on K-Means++ Clustering and Genetic Algorithm / S. Pan // 2019 5th International Conference on Control Science and Systems Engineering (ICCSSE). – 2019. – P. 14–18.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Вестник Донецкого университета. Серия 04. Технические науки» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
