Меню
Публикации
2025
2024
2023
2022
2021
2020
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
2011
2010
2009
2008
2007
2006
2005
2004
2003
2002
2001
Главный редактор
НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор
Партнеры
doi: 10.17586/2226-1494-2025-25-6-1125-1133
УДК 007.52
Метод пространственного противодействия нарушителю в рое беспилотных воздушных судов
Читать статью полностью
Язык статьи - русский
Ссылка для цитирования:
Аннотация
Ссылка для цитирования:
Шамрай П.Ю., Заколдаев Д.А., Бойко А.М. Метод пространственного противодействия нарушителю в рое беспилотных воздушных судов // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2025. Т. 25, № 6. С. 1125–1133. doi: 10.17586/2226-1494-2025-25-6-1125-1133
Аннотация
Введение. Развитие технологий децентрализованного управления роями беспилотных воздушных судов требует создания новых методов обеспечения их устойчивости к внутренним угрозам. Наличие в составе роя агента-нарушителя создает угрозы энергетических или информационных атак. Особенно критична ситуация, когда агент-нарушитель находится в центре роя и его влияние на соседей максимально. Существующие исследования в основном сосредоточены на обнаружении агентов-нарушителей, тогда как методы противодействия, в частности, — пространственного вытеснения нарушителя из группы — мало изучены. В работе представлен и проанализирован разработанный метод пространственного противодействия нарушителю, не требующий его явного обнаружения или обмена информацией между агентами. Метод. Предлагаемый метод основан на оригинальной идее проведения аналогии между управлением роем беспилотных воздушных судов (агентов) с процессами, происходящими в полупроводниковом кристалле. Противодействие агенту-нарушителю достигается за счет временного изменения агентами определенных параметров роевого взаимодействия. Вследствие этого меняется пространственная структура роя, а нарушитель, не меняющий свои параметры взаимодействия, начинает движение относительно остальных агентов, оказываясь на краю группы. В работе исследованы следующие варианты реализации разработанного метода противодействия, основанные на сжатии, расширении и последовательном перестроении структуры роя. Основные результаты. Выполнено имитационное моделирование поведения роя беспилотных воздушных судов в присутствии нарушителя. Показателем результативности применения метода считалась вероятность наличия у агента-нарушителя менее пяти соседних беспилотных воздушных судов, т. е. нахождение агента-нарушителя на краю группы. Наилучший результат (вероятность, близкая к 1,0) продемонстрировал вариант сжатия роя. Вариант расширения роя показал меньшую результативность (негарантированный вариант), вариант последовательного перестроения оказался неэффективным. Показано, что основной вклад в результативность метода вносит степень изменения расстояния между агентами. Метод, реализованный в варианте сжатия роя, показал эффективность для числа агентов в рое от 19 до 91. Обсуждение. Предложенный метод позволяет уменьшить вероятность деструктивного влияния нарушителя в рое беспилотных воздушных судов, основываясь только на локальных навигационных данных агентов, не прибегая к обнаружению нарушителя. Это дает возможность применять метод в системах с ограниченными коммуникационными возможностями. Некоторое повышение энергетических затрат может быть снижено путем оптимизации длительности воздействия и сохранения структуры роя.
Ключевые слова: рой, беспилотные воздушные суда, безопасность, нарушитель, имитационное моделирование, потенциальные поля, децентрализованное управление, кристалл, примесь
Благодарности. Работа выполнена в Университете ИТМО при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проекта № 70-2024-001354 «Разработка технологий и демонстратора комплексной системы группового управления, взаимодействия и организации поведения группы БВС при выполнении целевых задач».
Благодарности. Работа выполнена в Университете ИТМО при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках проекта № 70-2024-001354 «Разработка технологий и демонстратора комплексной системы группового управления, взаимодействия и организации поведения группы БВС при выполнении целевых задач».
