МЕТОДИ МАТЕМАТИЧНОГО МОДЕЛЮВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ РОЮ УДАРНИХ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ
DOI:
https://doi.org/10.33099/2786-7714-2025-1-8-54-70Ключові слова:
математичне моделювання, ударні безпілотні літальні апарати, ройові технології, нейронні мережі, ефективність ураження нестаціонарних групових цілей, управління застосуванням рою, штучний інтелект, російсько-українська війнаАнотація
Досвід російсько-української війни свідчить про те, що одним із перспективних напрямів підвищення ефективності ведення бойових дій в сучасних умовах є перехід до групового (ройового) застосування безпілотних систем для спільного виконання розвідувальних і ударних завдань. Зважаючи на це, статтю присвячено вирішенню актуального наукового завдання, яке полягає в аналізі методів математичного моделювання застосування рою ударних безпілотних літальних апаратів (БпЛА) та визначенні можливих підходів до їх удосконалення. Актуальність статті обумовлена необхідністю визначення такого методу моделювання застосування рою ударних БпЛА, який би підвищив ефективність ураження групових цілей противника та сприяв досягненню переваги над противником з урахуванням вимог і обмежень, визначених угрупованням військ (сил) вищого рівня. Проаналізовано методи математичного моделювання застосування рою ударних БпЛА та алгоритми їх реалізації. Визначено, що задача цілерозподілу ударних БпЛА у рої не розв’язувалась комплексно. Її доцільно розв’язувати за допомогою методів штучного інтелекту, а саме нейронних мереж. Подальшими напрямами досліджень є створення більш спеціалізованих багатошарових нейронних мереж управління застосуванням рою ударних БпЛА, динамічного розподілу рою ударних БпЛА по об’єктах нестаціонарних групових цілей противника з урахуванням пріоритетності їхніх елементів.
Посилання
Про рішення РНБО від 20 серпня 2021 року “Про Стратегічний оборонний бюлетень України”. Указ Президента України від 17.09.2021 р. № 473/2021. URL: https://zakon.rada. gov.ua/laws/show/n0063525-21#Text (дата звернення: 04.01.2025).
Воєнно-історичний опис російсько-української війни. У 63 Вип. 18: серпень 2023 р. МО України. Апарат Головнокомандувача ЗС України. ГШ ЗС України та Центр досліджень воєнної історії ЗС України. Київ. 2023. 204 с.
Мосов С. П. Роїння дронів військового призначення: реалії та перспективи. Зб. наук. пр. Центру воєнно-стратегічних досліджень Нац. ун-ту оборони України. 2024. № 1 (80). С. 77–86.
Горбулін В. П., Мосов С. П. Рої дронів – кульмінація дронізації воєн. Вісн. НАН України. 2024. № 3. С. 3–11.
Wu Chen, Jiayi Zhu, Jiajia Liu, Hongzhi Guo. A fast coordination approach for large-scale drone swarm. Journal of Network and Computer Applications. 2024. Vol. 221. URL: http://surl.li/gsqkis. https://doi.org/10.1016/j.jnca.2023.103769.
Muhammad Mubashir Iqbal, Zain Anwar Ali, Rehan Khan and Muhammad Shafiq. Motion Planning of UAV Swarm. Recent Challenges and Approaches. 2022. URL: https://www.intechopen.com/chapters/82985. DOI: 10.5772/intechopen.106270.
Рої дронів: тренди українських БпЛА. URL: https://surl.li/mzyiqg
В Україні розробляють технологію “рою дронів”. URL: https://mil.in.ua/uk/news/v-ukrayini-rozroblyayut-tehnologiyu-royu-droniv/Оснащений штучним інтелектом та долає РЕБ: як працює новий український дрон. URL: http://surl.li/oivqnx2
Про схвалення Концепції розвитку штучного інтелекту в Україні. Розпорядження КМ України від 2.12.2020 № 1556-р. Ред. від 29.12.2021, підстава – 1787-2021-р. URL: http://surl.li/lhdyyf.
Про нарощування спроможностей сил оборони. Указ Президента України від 06.02.2024 № 51/2024. URL: https://www.president.gov.ua/documents/512024-49625 (дата звернення: 10.10.2024)
Шовкошитний І.І., Василенко О.А. Розроблення логіко-часової моделі ройового застосування ударних безпілотних літальних апаратів з урахуванням типових способів їх групового застосування в сучасних умовах. Збірник наукових праць Центру воєнно-стратегічних досліджень Національного університету оборони України. 2024. № 3(83). С. 108–116.
Майзер Х., Ейджин Н., Тролл Р. Исследование операций. У 2 т. Москва. Мир. 1981. Т.1. 712 с.
Артюшин Л. М., Зиатдинов Ю. К., Попов И. А., Харченко А. В. Большие технические системы: проектирование и управление. Харьков. Факт. 1997. 400 с.
Воронин А. Н., Зиатдинов Ю. К., Куклинский М. В. Многокритериальные решения: модели и методы. Моногр. Київ. НАУ. 2011. 348 с.
Reynolds C. W. Flocks, herds and schools: A distributed behavioral model. ACM SIGGRAPH Computer Graphics. 1987. № 21.(4). P. 25–34.
Мартинюк О. Р. Модель узгодженого руху групи безпілотних літальних апаратів. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. НУОУ. 2016. № 1 (25). С. 78–81.
Голембо В. А., Мельніков Р. Г. Організація роботи групи безпілотних літальних апаратів. Львів. Нац. ун-т “Львівська політехніка”. 2018. С. 53–63.
Van Nguyen L., Phung M. D., Ha Q. P. Game Theory-Based Optimal Cooperative Path Planning for Multiple UAVs. IEEE Access. 2022. Vol. 10. Рp. 108034–108045. DОІ: 10.1109/ACCESS.2022.3213035.
Журавська І. Гетерогенні комп’ютерні мережі критичного застосування на основі роїв та зграй БпЛА. Моногр. Миколаїв. Вид-во ЧНУ ім. Петра Могили. 2019. 192 с.
Бережний А. О. Методи та інформаційна технологія автоматизованого планування маршрутів польотів безпілотних літальних апаратів для підвищення ефективності пошуку об’єктів. Дис. … канд. техн. наук: 05.13.06. Харків. ХНУПС. 2020.
Журавська І. М. Синтез маршрутів суброїв безпілотних апаратів з використанням нейронної мережі Хопфілда для обстеження територій. Радіоелектроніка, інформатика, управління. 2017. № 3. С. 86–94.
Журавська І. М. Теоретичні основи, методи та засоби створення та функціонування швидкодинамічних гетерогенних комп’ютерних мереж критичного застосування. Дис. … докт. техн. наук: 05.13.05. Миколаїв. Чорноморський нац. ун-т ім. Петра Могили. 2019. 416 с.
Атрохов А. В., Вернер І. Е. та ін. Основи моделювання бойових дій військ. Підр. За заг. ред. докт. техн. наук, проф. полковника О. Ю. Пермякова. Київ. НАОУ. 2005. 481 с.
Основи моделювання у сфері озброєння та військової техніки. Підр. За ред. В. І. Мірненка. Київ. НУОУ. 2019. 280 с.
Мартинюк О. Р., Медведєв В. К. Підхід до формування колективних задач при груповому застосуванні безпілотної авіації. Повітряна міць України. 2024. № 2 (7). С. 80–86. DOI: https://doi.org/10.33099/2786-7714-2024-2-7-80-86.
Василь Литвин, Дмитро Угрин. Методи ройового інтелекту вирішення прикладних задач в геоінформаційних системах. Інформаційні системи та мережі. Вісник нац. ун-ту “Львівська політехніка”. Львів. 2020. Вип. 7. С. 87–106. DOI: https://doi.org/10.23939/sisn2020.07.
Кутахов В. П., Мещеряков Р. В. Управление групповым поведением беспилотных летательных апаратов: постановка задачи применения технологий искусственого интеллекта. DOI: http://doi.org/10.25728/pu.2022.1.5
Шовкошитний І. І., Василенко О. А. Проблемні питання ройового застосування ударних безпілотних літальних апаратів. Сучасні інформаційні технології у сфері безпеки та оборони. Наук. журн. Нац. ун-т оборони України. Київ. 2023. Т. 48. № 3. С. 27–34. DOI: http://doi.org/10.33099/2311-7249/2023-48-3-27-34.
Ершов Н. М. Разработка и исследование распределенных алгоритмов управления системами роевого интеллекта. Comp. nanotechnol. 2022. Т. 9. Вып. 2. С. 21–34.
Савченко В. А. Модель руху пошукового агента при координації управління. Системи обробки інформації. Харків. ХУПС. 2011. Вип. 4 (94). С. 278–280.
Петрикевич Я. И. Линейные алгоритмы управления геометрическим расположением объектов в многоагентной системе. Управление большими системами. URL: https://surl.li/tucxgw.
Муслимов Т. З. Методы и алгоритмы группового управления беспилотными летательными аппаратами самолетного типа. URL: https://surl.li/exbzez.
Ярошенко Я. В., Герасименко В. В., Коротін С. М., Mартинюк О. Р., Блискун, О. Є. (2022). Алгоритм процесу управління спільною авіаційною групою за етапами бойового польоту. Повітряна міць України. № 1(2(3). С. 29–34. DOI: https://doi.org/10.33099/2786-7714-2022-1-2(3)-29-34.
Погудіна О. К. та ін. Методологія формування інтелектуальної складової агентної системи рою безпілотних літальних апаратів. Моногр. Харків. НАУ ім. М. Є. Жуковського «ХАІ». 2021. 219 с.
Иванов Д. Я. Методы роевого интеллекта для управления группами малоразмерных беспилотных летательных аппаратов. Известия ЮФУ. С. 221–229. URL: http://surl.li/qmeorl.
Дахно Н. Б. Моделі прийняття рішень для дистанційного керування безпілотними літальними апаратами на основі варіаційно-градієнтних методів. Держ. ун-т телекомунікацій. 05.13.06 Інформаційні технології. 161 с.
Житецький Л. С. (2023). Методи управління і оцінювання в умовах невизначеності. Проблеми керування та інформатики. № 5. С. 47–63.
Єрофєєва В. О. Управление роем динамических объектов на базе мультиагентного подхода. URL: https://surl.li/grmsgo.
Гурін І., Матвєєв Л. (2023). Мультиагентна модель пункту управління групою безпілотних літальних та наземних апаратів при виконанні спеціальних місій. Випробування та сертифікація. № 1 (1). С. 39–47. https://doi.org/10.37701/ts.01.2023.05
Ікаєв Д. Удосконалена методика оцінювання ефективності застосування розвідувальних (розвідувально-ударних, ударних) безпілотних авіаційних комплексів у складі розвідувально-ударної системи в операції оперативно-тактичного угруповання військ (сил). Сектор безпеки і оборони України на захисті національних інтересів: актуальні проблеми та завдання в умовах воєнного стану. Тези Міжн. наук.-практ. конф. (24 лист. 2022 р.). Хмельницький. Вид-во НАДПСУ. 2023. С. 169–171.
Гуляницький Л. Ф. Оптимізація рішень при плануванні місій безпілотних літальних апаратів: Стенограма виступу на сесії Загальних зборів НАН України 27 квітня 2023 р. Вісник Нац. академії наук України. № 5. С. 75–78. DOI: https://doi.org/10.15407/visn2023.05.075
Брюховецький О. А. Розроблення системи розпізнавання об’єктів на основі комп’ютерного зору безпілотних літальних апаратів. Магістерська робота. Харківський нац. ун-т радіоелектроніки. 2022. 53 с. URL: http://surl.li/gysoqj.
Таха Х. Введение в исследование операций. Москва. “Вильямс”. 2001. 912 с.
Кутаховa В. П., Мещеряков Р. В. Управление групповым поведением беспилотных летательных аппаратов: постановка задачи применения технологий искусственного интеллекта. Проблемы управления. 2022. Вып. 1. С. 67–74. DOI: https://doi.org/10.25728/pu.2022.1.5.
Шовкошитний І. І. Методика обґрунтування вихідних даних для оцінювання бойових можливостей частин радіоелектронної боротьби. Системи озброєння і військова техніка. 2008. № 1. С. 136–140.
Пархоменко Д. О., Осієвський С. В., Захарченко І. В., Черток, О. А., Щенякін О. В. Математична формалізація управління групою інтелектуальних безпілотних літальних апаратів. Наука і техніка Повітряних Сил Збройних Сил України. 2024. № 4 (53). C. 54–59. DOI: https://doi.org/10.30748/ nitps.2023.53.07.
Самойленко О. В., Богославець С. О., Стешенко П. М., Наусенко Б. Ю. Особливості керування спільними бойовими порядками безпілотних і пілотованих літальних апаратів. Київ. Держ. наук.-досл. ін-т авіації. 2021. Вип. № 17 (24). С. 45–49.
Приміренко В. М., Дем’янюк А. В. Програмний засіб оптимального розподілу ресурсу цілеспрямованого процесу. Державна безпека України в умовах російської агресії: актуальні питання експертно-криміналістичного та науково-технічного забезпечення. Збірник матеріалів Всеукраїнської науково-практичної конференції (22 серпня 2023 р.). Т. 2. Київ. ІСТЕ СБУ. 2023. 212 с.
Команда ЯСТРУБИ 411 полк БпАК. URL: https://surl.li/cbvhia.
Болтянский В. Г. Математические методы оптимального управления. URL: https://surl.li/roablf.
Митрахович М. М., Силков В. И., Самков А. В., Бурштынская Х. В. Беспилотные авиационные комплексы. Методика сравнительной оценки боевых возможностей. Київ. ЦНИИ ВВТ ВС Украины. 2012. 288 с.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 Повітряна міць України
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
