Управління цілерозподілом рою різнотипних ударних безпілотних літальних апаратів для ураження нестаціонарних групових цілей на основі адаптивного алгоритму з використанням методів оптимізації та елементів штучного інтелекту

Анотація

Метою статті є розроблення адаптивного алгоритму управління цілерозподілом рою різнотипних ударних безпілотних літальних апаратів для ураження нестаціонарних групових цілей з використанням елементів штучного інтелекту та формування рекомендацій щодо підвищення ефективності застосування роїв таких апаратів за рахунок адаптивного управління його цілерозподілом.

Методи дослідження. Під час написання статті застосовано: загальнонаукові методи (аналізу, порівняння), методи математичної логіки, методи аналітичного моделювання для формалізації задачі цілерозподілу, методи оптимізації (зокрема, цілочисельного програмування), методи штучного інтелекту (зокрема, машинного навчання – Machine Learning), а також методи імітаційного моделювання для оцінювання ефективності алгоритму в умовах змінної обстановки.

Отримані результати дослідження. Розроблено адаптивний алгоритм управління цілерозподілом рою ударних безпілотних літальних апаратів для ураження нестаціонарних групових цілей з використанням елементів штучного інтелекту, який дає змогу розв’язати задачу цілерозподілу неоднорідних роїв ударних безпілотних літальних апаратів по різнорідних об’єктах групової цілі противника в умовах, коли інформація щодо стану рою ударних безпілотних літальних апаратів та стану групової цілі є неповною. За таких умов задача цілерозподілу розв’язується комплексно із застосуванням двох способів: евристичного оптимізаційного методу та з використанням навченої нейронної мережі. Використання такої мережі дасть змогу отримати раціональні варіанти цілерозподілу рою ударних безпілотних літальних апаратів по нестаціонарних групових цілях, які в умовах неповної вхідної інформації, часткової втрати безпілотних літальних апаратів рою будуть забезпечувати прийнятні результати цілерозподілу в межах наявного ресурсу. Імітаційним моделюванням перевірена працездатність алгоритму і його адекватна реакція на зміну параметрів рою та групових цілей у реальному часі відповідно до обраних критеріїв. Наведено рекомендації щодо: підвищення ефективності застосування роїв ударних безпілотних літальних апаратів за рахунок адаптивного управління цілерозподілом рою ударних таких апаратів; особливостей програмної реалізації запропонованого алгоритму.

Елементом наукової новизни є те, що адаптивний алгоритм управління цілерозподілом рою ударних безпілотних літальних апаратів для ураження нестаціонарних групових цілей з використанням елементів штучного інтелекту полягає у комплексному застосуванні двох способів розв’язання задачі цілерозподілу (на основі типових оптимізаційних задач розподілу неоднорідних ресурсів та з використанням навченої нейронної мережі), вибір яких здійснюється адаптивно залежно від критеріїв наявного (припустимого) часу та розмірності задачі цілерозподілу. Крім того, алгоритм дозволяє врахувати пріоритети ураження об’єктів групових цілей, прикриття їх засобами протиповітряної оборони, імовірність їх ураження та їхню досяжність, завдяки чому забезпечується максимальний збиток нестаціонарній груповій цілі за раціонального використання ресурсу рою ударних безпілотних літальних апаратів.

Теоретична та практична значущість статті. Адаптивний алгоритм управління цілерозподілом рою ударних безпілотних літальних апаратів для ураження нестаціонарних групових цілей з використанням елементів штучного інтелекту може бути застосовано під час розроблення програмних модулів управління цілерозподілом неоднорідних роїв безпілотних літальних апаратів із виявлення та ураження різнорідних об’єктів. Алгоритм та рекомендації щодо його застосування можуть бути реалізовані у системах прийняття рішень (щодо планування застосування та безпосереднього застосування роїв безпілотних літальних апаратів) та в системах бойового управління (автономних системах управління роєм безпілотних літальних апаратів та інших керованих авіаційних  засобах ураження), у яких цілерозподіл здійснюється в реальному часі.