Введение к работе
Актуальность работы. Тема конфликта сложных систем, состоящих из множества управляемых подвижных объектов, объединяет такие важные практические задачи, как планирование и управление конфликтами групп летательных аппаратов, многокритериальный поиск стационарных п подвижных целей, задачи оптимального преследования, и соответствующие задачи оптимизации начальных условий.
В последние десятилетия интерес к задачам этого ряда заметно возрос, что обусловлено появлением новых типов управляемых объектов, интенсивным развитием средств связи и управления (в том числе - вычислительных средств), увеличением размерности задач и увеличением цены ошибок и запаздывании планирования и управления конфликтом.
На этом фоне очевидно, однако, отставание соответствующих математических моделей и методов, в первую очередь - моделей, позволяющих формализовать некоторые важные задачи конфликта в виде задач оптимального управления, и методов направленной оптимизации начальных условий. Построению таких моделей и методов и посвящена, в основном, предлагаемая работа.
Цель работы. Цель данной работы состояла в решении следующих основных задач:
1) построение простейшей состоятельной модели взаимодействия (кон
фликта) групп противодействующих подвижных объектов, связывающей
характеристики объектов с характеристиками объектов противника, упра
влением и временем;
-
Разработка универсальных - в смысле исходной функции взаимодействия объектов - методов быстрой направленной оптимизации начальных координат и характеристик подвижных конкурирующих объектов в соответствующих задачах оптимального управления;
-
формализация общего случая классической задачи оптимального преследования в виде задачи оптимального управления и аналогичная формализация частных случаев, в том числе - задачи коммивояжера:
-
формализация задачи планирования поиска неподвижных целен с известными функциями плотностей распределения вероятностей в виде задачи оптимального управления, в том числе случая управления поиском в реальном масштабе времени и случая с заданной плотностью вероятности гибели поисковой единицы;
-
исследование задач поиска подвижных целей, отображаемых на больших двумерных массивах текущей информации, и разработка соответствующей общей модели поиска.
Научная новизна. В работе получены следующие новые научные результаты:
для широкого класса задач оптимального управления конкурирующими подвижными объектами предложены и построены методы быстрой направленной оптимизации начальных координат и начальных характеристик и начальных координат-характеристик управляемых объектов;
формализованы в виде задачи оптимального управления общий и частный случаи классической задачи оптимального исследования, в том числе - задачи коммивояжера;
исследована и сведена к классической задаче условной оптимизации задача планирования поиска неподвижных целей с известными функциями плотностей распределения вероятностен, в том числе - вариант с заданной плотностью вероятности гибели поисковой единицы;
формализована соответствующая задаче планирования поиска задача оптимального управления поиском неподвижных целей в реальном масштабе времени;
предложены и исследованы новые общие модели поиска подвижных целей, отображаемых на больших двумерных массивах текущей информации; предложенные модели позволяют записать уравнение, связывающее математическое ожидание количества целей, обнаруживаемых за данное время, с параметрами задачи и параметрами избранной схемы поиска.
Практическая ценность. Разработанные в диссертации модели и методы позволяют строить алгоритмы направленной оптимизации начальных условий в широком классе задач управления конфликтом по-
движных объектов; формализовывать в виде задачи оптимального управления и решать, далее, стандартными средствами задачи оптимального преследования и задачи оптимального поиска неподвижных целей; оптимизировать параметры схем выборочного просмотра массивов текущей информации и системах автоматического отображения - анализа реальной физической обстановки.
Результаты диссертационной работы использовались п 1990-1991 гг. в рамках научно-технической программы Гособразовання СССР "Интеллектуальные системы" и были внедрены в практику обучения студентов на кафедре № 301 Московского авиационного института по учебной специальности 210500 "Системы управления летательными аппаратами". Составленная автором диссертации лабораторная работа "Система поиска и обнаружения объектов на местности" (описание и программный продукт) использовались в течение 5 лет в 1992-1996 гг. по курсу "Системы автоматического управления с элементами искусственного интеллекта" (Акт о внедрении, № 004960, от 2.02.1996 г.).
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на региональной конференции "Информатика и вычислительная техника в управлении" (Омск, 1988), международной конференции "Обработка изображений и дистанционные исследования" (Новосибирск, 1990), международной конференции Computer Algebra and Its Applications to Mechanics (Новосибирск, 1990), международном симпозиуме Visual Analysis and Interface (Новосибирск, 1991), международной конференции "Индустриальные системы современной эпохи и гуманитарное образование" (Омск, 1992). В 1987-95 гг. результаты диссертации докладывались и обсуждались на семинарах в Омском политехническом институте, Омском государственном университете, Институте теоретической и прикладной механики СО АН СССР, Московском авиационном институте. Институте систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН, Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в двух монографиях и десяти печатных работах и депонированных рукописях [1 12].
Структура и объем работы. Диссертация состоит in введения, грех глав (13 параграфов) и списка литературы. Диссертация изложена на 9G страницах н содержит 41 рисунок ыЗ таблицы. Список литературы содержит 65 наименований.
