Запис Детальніше

Розробка методів та алгоритмів розпізнавання конфліктних ситуацій у розподілених системах управління динамічними об’єктами

Репозитарій Національного Авіаційного Університету

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Розробка методів та алгоритмів розпізнавання конфліктних ситуацій у розподілених системах управління динамічними об’єктами
 
Creator Харченко Володимир Петрович
 
Subject конфліктна ситуація
розпізнавання конфліктних ситуацій
система управління динамічними об’єктами
розробка методів
ймовірність конфлікту
 
Description Розроблено низку нових методів виявлення та оцінки характеристик конфліктних ситуацій:
- узагальнений стохастичний метод оцінки характеристик потенційних конфліктів керо-
ваного повітряного руху, який дозволяє визначити ймовірність конфлікту, інтегральну оцінку
ймовірності конфлікту, оцінку середнього часу до настання конфлікту. У методі відносний рух
літаків розглядається як дифузійний багатовимірний процес загального вигляду, характеристи-
ки якого визначаються на підставі прийнятих моделей випадкових відхилень літаків від заданих
траєкторій. Основою методу є рівняння ймовірностей конфлікту в загальному вигляді багато-
вимірного рівняння в частинних похідних параболічного типу. Врахування імовірнісного хара-
ктеру процесу відхилення від заданих траєкторій і кореляційних зв'язків у часі дозволяє одер-
жати більш адекватну оцінку конфлікту і вирішувати не тільки задачу оцінки ймовірності по-
рушення норми безпечного розділення літаків, але і задачу оцінки ризику зіткнення.
- метод оцінки ймовірності конфлікту, що заснований на прогнозуванні стохастичної не-
визначеності положення літаків при цьому отримано новий аналітичний вираз для розрахунку
імовірності конфлікту в кінцевому вигляді, що дає можливість отримувати високу точність об-
числення.
- ймовірнісно-імітаційний метод і алгоритм оцінки ймовірності потенційного конфлікту,
що дозволяє істотно прискорити процедуру оцінки ймовірності конфлікту шляхом статистично-
го моделювання.
- композиційний метод оцінки імовірності конфлікту, у якому по-новому визначається
імовірність конфлікту через композицію ймовірностей їх станів. Це усуває суттєве обмеження
існуючих методів і дозволяє оцінювати ймовірність конфлікту при маневруванні літаків.
Розроблено методи вирішення конфліктних ситуацій на основі оптимізаційних задач:
- метод оцінки граничнодопустимих моментів прийняття рішення в системі запобігання
конфліктів.
- оптимізаційно-стохастичний метод розв'язання потенційно конфліктних ситуацій з га-
рантованим рівнем безпеки польотів. У методі об'єднується оптимізаційний і стохастичний під-
ходи, при цьому критерієм оптимальності може бути економічність, комфортність та ін., а мі-
рою оцінки безпеки – ймовірність порушення норми безпечного розділення літаків.
При розробці вказаних методів розроблено нові математичні моделі:
- математичні моделі, яка описують об'єднаний процес відхилення пар літаків від заданої
траєкторії для конкретних умов керованого польоту, які приведено до стандартного багатомір-
ного дифузійного процесу.
- математична модель рідкісних подій, на основі якої розроблено метод моделювання рі-
дкісних подій, що дає адекватне моделювання ситуацій повітряної обстановки в екстремальних
умовах руху.
Розроблено метод каскадного планування безконфліктних траєкторій, якій дозволяє уни-
кати появи вторинних конфліктів, що є характерним для умов „Free Flight”, а також враховує
невизначеність прогнозованого положення літаків, що дозволяє підтримувати заданий рівень
безпеки польотів. Метод базується на побудові обмежуючих поверхонь допустимих траєкторій
і формуванні множини конфліктних областей для кожного повітряного корабля. Аналітичні ви-
рази обмежуючих поверхонь допустимих траєкторій отримано як для детермінованої, так і для
стохастичної моделей руху повітряного корабля у випадку маневрування в горизонтальній
площині за курсовим кутом.
Розроблено класифікатор небезпечності ситуацій повітряного руху, при цьому:
- сформульовано загальні принципи побудови класифікаторів небезпечності та критерії
побудови оптимального простору ознак;
- математично сформульовано задачу класифікації та виконано аналіз найбільш важли-
вих роздільних функцій, що складають основу класифікації;
- розроблено імовірнісний метод багатоальтернативної класифікації небезпечних ситуа-
цій, що враховує неточність завдання щільності розподілу ймовірності, в якому кожному з кла-
сів ситуацій зіставляється деякий розподіл щільності імовірності. При цьому враховується, що у
дійсності при виконанні вимірювань цей розподіл відомий неточно, а з деякою випадковою по-
хибкою.
У рамках запропонованого методу багатоальтернативної класифікації небезпечних ситу-
ацій розроблено такі ймовірнісні методи:
– метод класифікації повітряного стану;
– метод розрахунку ймовірності правильного розпізнавання класу повітряної ситуації;
– метод визначення похибки розрахунку ймовірності правильного розпізнавання класу
повітряної ситуації при умові, що щільності розподілу ймовірності відомі неточно.
Для кожного запропонованого методу розроблено алгоритм та комп’ютерну програму і
проведено комп’ютерне моделювання з порівняльним аналізом з існуючими методами. Отри-
мані результати довели коректність методів, їх більш високі показники в порівнянні з існуючими методами і наявність нових якостей, які дозволяють вирішувати задачу розв’язання конфліктних ситуацій в розподілених системах в складних умовах динамічного розвитку повітряної ситуації в умовах невизначеності.
 
Date 2014-07-23T10:56:03Z
2014-07-23T10:56:03Z
2007
 
Type Technical Report
 
Identifier http://er.nau.edu.ua:8080/handle/NAU/9304
 
Language other
 
Publisher Національний авіаційний університет