Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА
Предмет дослідження – процеси управління трафіком БпЛА, зокрема алгоритми оброблення великих потоків інформації в реальному часі для забезпечення безпеки, ефективності та оптимального маршруту польотів. Мета роботи – розроблення та впровадження алгоритмів оброблення даних у реальному часі для забез...
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Format: | Article |
| Language: | English |
| Published: |
Kharkiv National University of Radio Electronics
2025-03-01
|
| Series: | Сучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://www.itssi-journal.com/index.php/ittsi/article/view/558 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| _version_ | 1839597402192871424 |
|---|---|
| author | Максим Єна |
| author_facet | Максим Єна |
| author_sort | Максим Єна |
| collection | DOAJ |
| description |
Предмет дослідження – процеси управління трафіком БпЛА, зокрема алгоритми оброблення великих потоків інформації в реальному часі для забезпечення безпеки, ефективності та оптимального маршруту польотів. Мета роботи – розроблення та впровадження алгоритмів оброблення даних у реальному часі для забезпечення безпечного, ефективного та автоматизованого управління трафіком БпЛА в міських та сільських умовах. Завдання: проаналізувати наявні підходи до управління трафіком БпЛА та технології оброблення інформації в реальному часі; розробити математичну модель, яка бере до уваги особливість маршрутизації БпЛА, зокрема уникнення зіткнень та оптимізацію маршрутів; створити алгоритм оброблення вхідних даних у реальному часі, який інтегрує динамічні зміни трафіку, погодні умови й стан повітряного простору; реалізувати та протестувати запропонований алгоритм у симуляційному середовищі; проаналізувати й порівняти процеси симуляції БпЛА із запропонованим алгоритмом та без. Методи: застосування методів нелінійної оптимізації для побудови маршрутів, що мінімізують витрати енергії, час польоту та ризик зіткнень; використання теоретико-графових моделей для подання повітряного простору як мережі з вузлами (точки маршруту) та ребрами (потенційні траєкторії), що дає змогу ефективно виконувати завдання маршрутизації; використання генетичних алгоритмів для пошуку оптимальних рішень у складних багатофакторних задачах маршрутизації; оброблення інформації на основі фільтрів Калмана; cтворення віртуальних копій повітряного простору для проведення експериментів та оцінювання ефективності алгоритмів у безпечному середовищі. Результати: розроблено алгоритми нелінійної оптимізації, що дали змогу мінімізувати витрати енергії на польоти БпЛА та час виконання завдань; ефективність підходу підтверджено тестуванням, яке показало зменшення середнього часу польоту на 15 %, якщо порівнювати з базовими алгоритмами; побудовано теоретико-графову модель повітряного простору, яка допомагає візуалізувати та аналізувати можливі маршрути; доведено високу точність aлгоритмів фільтрації в прогнозуванні положення БпЛА, навіть за умов нестабільності сигналів GPS; упровадження фільтрів Калмана дало змогу знизити похибку у визначенні місця розташування БпЛА, що є критичним для уникнення зіткнень. Висновки: розроблені методи забезпечують безпечне управління повітряним простором та значно знижують ризики зіткнень БпЛА, що робить їх перспективними для інтеграції в системи міського та регіонального управління; застосування оптимізаційних, кластеризаційних та еволюційних алгоритмів покращує маршрутизацію, знижує витрати енергії та час виконання завдань.
|
| format | Article |
| id | doaj-art-c6db74fd2bc14e5fac7094de6a24f4fb |
| institution | Matheson Library |
| issn | 2522-9818 2524-2296 |
| language | English |
| publishDate | 2025-03-01 |
| publisher | Kharkiv National University of Radio Electronics |
| record_format | Article |
| series | Сучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості |
| spelling | doaj-art-c6db74fd2bc14e5fac7094de6a24f4fb2025-08-02T19:04:54ZengKharkiv National University of Radio ElectronicsСучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості2522-98182524-22962025-03-011(31)10.30837/2522-9818.2025.1.049Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛАМаксим Єна0Національний аерокосмічний університет ім. М. Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут" Предмет дослідження – процеси управління трафіком БпЛА, зокрема алгоритми оброблення великих потоків інформації в реальному часі для забезпечення безпеки, ефективності та оптимального маршруту польотів. Мета роботи – розроблення та впровадження алгоритмів оброблення даних у реальному часі для забезпечення безпечного, ефективного та автоматизованого управління трафіком БпЛА в міських та сільських умовах. Завдання: проаналізувати наявні підходи до управління трафіком БпЛА та технології оброблення інформації в реальному часі; розробити математичну модель, яка бере до уваги особливість маршрутизації БпЛА, зокрема уникнення зіткнень та оптимізацію маршрутів; створити алгоритм оброблення вхідних даних у реальному часі, який інтегрує динамічні зміни трафіку, погодні умови й стан повітряного простору; реалізувати та протестувати запропонований алгоритм у симуляційному середовищі; проаналізувати й порівняти процеси симуляції БпЛА із запропонованим алгоритмом та без. Методи: застосування методів нелінійної оптимізації для побудови маршрутів, що мінімізують витрати енергії, час польоту та ризик зіткнень; використання теоретико-графових моделей для подання повітряного простору як мережі з вузлами (точки маршруту) та ребрами (потенційні траєкторії), що дає змогу ефективно виконувати завдання маршрутизації; використання генетичних алгоритмів для пошуку оптимальних рішень у складних багатофакторних задачах маршрутизації; оброблення інформації на основі фільтрів Калмана; cтворення віртуальних копій повітряного простору для проведення експериментів та оцінювання ефективності алгоритмів у безпечному середовищі. Результати: розроблено алгоритми нелінійної оптимізації, що дали змогу мінімізувати витрати енергії на польоти БпЛА та час виконання завдань; ефективність підходу підтверджено тестуванням, яке показало зменшення середнього часу польоту на 15 %, якщо порівнювати з базовими алгоритмами; побудовано теоретико-графову модель повітряного простору, яка допомагає візуалізувати та аналізувати можливі маршрути; доведено високу точність aлгоритмів фільтрації в прогнозуванні положення БпЛА, навіть за умов нестабільності сигналів GPS; упровадження фільтрів Калмана дало змогу знизити похибку у визначенні місця розташування БпЛА, що є критичним для уникнення зіткнень. Висновки: розроблені методи забезпечують безпечне управління повітряним простором та значно знижують ризики зіткнень БпЛА, що робить їх перспективними для інтеграції в системи міського та регіонального управління; застосування оптимізаційних, кластеризаційних та еволюційних алгоритмів покращує маршрутизацію, знижує витрати енергії та час виконання завдань. https://www.itssi-journal.com/index.php/ittsi/article/view/558безпілотні літальні апарати (БпЛА); управління трафіком БпЛА; оброблення даних у реальному часі; оптимізація маршрутів; теоретико-графові моделі; фільтри Калмана; еволюційні алгоритми. |
| spellingShingle | Максим Єна Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА Сучасний стан наукових досліджень та технологій в промисловості безпілотні літальні апарати (БпЛА); управління трафіком БпЛА; оброблення даних у реальному часі; оптимізація маршрутів; теоретико-графові моделі; фільтри Калмана; еволюційні алгоритми. |
| title | Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА |
| title_full | Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА |
| title_fullStr | Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА |
| title_full_unstemmed | Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА |
| title_short | Розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку БпЛА |
| title_sort | розроблення алгоритмів оброблення даних у реальному часі для оптимізації трафіку бпла |
| topic | безпілотні літальні апарати (БпЛА); управління трафіком БпЛА; оброблення даних у реальному часі; оптимізація маршрутів; теоретико-графові моделі; фільтри Калмана; еволюційні алгоритми. |
| url | https://www.itssi-journal.com/index.php/ittsi/article/view/558 |
| work_keys_str_mv | AT maksimêna rozroblennâalgoritmívobroblennâdanihurealʹnomučasídlâoptimízacíítrafíkubpla |