Архитектура организации взаимодействия бортовых программных систем беспилотных летательных аппаратов в группе и с пунктом управления в условиях нестабильного информационного обмена


Авторы

Хорсик И. А.*, Шатовкин Р. Р.**

МИРЭА — Российский технологический университет, проспект Вернадского, 78, Москва, 119454, Россия

*e-mail: horsik.ivan@mail.ru
**e-mail: shatovkin@mirea.ru

Аннотация

Обоснована актуальность задачи разработки архитектуры организации взаимодействия бортовых программных систем беспилотных летательных аппаратов в группе и с пунктом управления в условиях нестабильного информационного обмена при отсутствии ретрансляторов. Определены состав распределенной системы «группа беспилотных летательных аппаратов под управлением пункта управления» и принадлежность ее элементов уровням иерархии, а также целевые и коммуникативные функции элементов системы. С учетом этих особенностей проведена постановка и исследованы существующие подходы к решению обозначенной задачи. На основе результатов исследования разработана архитектура организации взаимодействия бортовых программных систем беспилотных летательных аппаратов в группе и с пунктом управления, основанная на их представлении в виде узлов распределенной иерархической системы доминантного типа, учитывающая целевые и коммуникативные функции этих узлов на различных уровнях рассматриваемой системы, условия и особенности применения группы беспилотных летательных аппаратов в горной местности, а также обоснованные требования к организации взаимодействия, отличающаяся тем, что представляет собой сервис-ориентированную архитектуру с кластерным разбиением групп беспилотных летательных аппаратов согласно реализуемому функционалу и одноранговым представлением взаимодействия узлов внутри кластера разведывательных беспилотных летательных аппаратов-не лидеров, что позволяет обеспечить организацию устойчивого взаимодействия в условиях нестабильного информационного обмена при отсутствии ретрансляторов.

Ключевые слова:

группа беспилотных летательных аппаратов, пункт управления, нестабильный информационный обмен, бортовая программная система, архитектура организации взаимодействия

Список источников

  1. Меркулов В.И., Миляков Д.А., Самодов И.О. Оптимизация алгоритма группового управления БЛА в составе локальной сети // Известия ЮФУ. Технические науки. 2013. № 3. С. 157–166.

  2. Меркулов В.И., Харьков В.П., Шамаров Н.Н. Оптимизация коллективного управления группой БЛА // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. № 7. С. 3–8.

  3. Меркулов В.И., Харьков В.П. Оптимизация иерархического управления группой БЛА // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. № 8. С. 61–67.

  4. Ким Н.В., Крылов И.Г. Групповое применение беспилотного летательного аппарата в задачах наблюдения // Труды МАИ. 2012. № 62. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=35507

  5. Моисеев Д.В., Чинь Ван Минь, Мозолев Л.А., Моисеева С.Г., Фам Суан Куен. Маршрутизация полета легкого беспилотного летательного аппарата в поле постоянного ветра на основе решения разновидностей задачи коммивояжера // Труды МАИ. 2015. № 79. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=55782

  6. Моисеев Г.В., Моисеев В.С. Основы теории создания и применения имитационных беспилотных авиационных комплексов: монография. – Казань: РЦ МКО, 2013. – 207 с.

  7. Моисеев В.С. Прикладная теория управления беспилотными летательными аппаратами: монография. – Казань: РЦ МКО, 2013. – 768 с.

  8. Моисеев В.С. Групповое применение беспилотных летательных аппаратов: монография. – Казань: РИЦ «Школа», 2017. – 572 с.

  9. Подлипьян П.Е., Максимов Н.А. Многофазный алгоритм решения задачи планирования полета группы беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2011. № 43. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=24769

  10. Ананьев А.В., Стафеев М.А., Макеев Е.В. Разработка способа организации связи с использованием беспилотных летательных аппаратов малой дальности // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=104223

  11. Ананьев А.В., Иванников К.С., Филатов С.В. Основные принципы построения систем связи на базе беспилотных летательных аппаратов // Труды МАИ. 2022. № 125. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=168188. DOI: 10.34759/trd-2022-125-16

  12. Godwin M.F., Spry S.C., Hedrick J.K. A Distributed System for Collaboration and Control of UAV Groups: Experiments and Analysis. Center for the Collaborative Control of Unmanned Vehicles University of California, Berkeley, 2007. 224 p. DOI: 10.1007/978-3-540-48271-0_9

  13. Fahlstrom P.G., Gleason T.J. Introduction to UAV Systems. John Wiley & Sons, Ltd. 2012. 287 p.

  14. Müller W., Reinert F., Pallmer D. Open architecture of a counter UAV system // Preceding SPIE 10651, Open Architecture/Open Business Model Net-Centric Systems and Defense Transformation. 2018. DOI: 10.1117/12.2305606

  15. Bernstein P.A., Goodman N., Hadzilacos V. Concurrency Control and Recovery in Database Systems. Addison Wesley Publishing Company, 1987. 370 p.

  16. Цимбал А.А., Аншина М.Л. Технологии создания распределенных систем. Для профессионалов. – СПб: Питер, 2003. – 576 с.

  17. Brewer E.A. A Certain Freedom: Thoughts on the CAP Theorem // Proceeding of the XXIX ACM SIGACT-SIGOPS symposium on Principles of distributed computing. New York: ACM. 2010. Iss. 29, No. 1. P. 335–336. DOI: 10.1145/1835698.1835701

  18. Таненбаум Э.C., Ван Стеен М. Распределенные системы. Принципы и парадигмы. – СПб.: Питер, 2003. – 877 с.

  19. Радченко Г.И. Распределенные вычислительные системы. – Челябинск: Фотохудожник, 2012. – 184 с.

  20. Комаров Д.А., Кислицын Е.В. Анализ больших данных: подходы, методы, алгоритмы // IV Международная научно-практическая конференция «Инфокоммуникационные технологии: актуальные вопросы цифровой экономики» (Екатеринбург, 30–31 января 2024): сборник трудов. – Екатеринбург: Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2024. С. 162–168.

  21. Хорсик И.А., Митрофанов Д.В., Шатовкин Р.Р. Алгоритм выбора лидера в группе беспилотных летательных аппаратов при распределенном поиске наземных объектов в условиях нарушения связи // Воздушно-космические силы. Теория и практика. 2025. № 33. С. 139–152.

Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2025

 Вход