Планирование съемки множества спортивных мероприятий на обширной территории группой беспилотных летательных аппаратов
Authors: ГОНЧАРЕНКО В И. , ЛЕБЕДЕВ Г Н. , МИХАЙЛИН Д А. , НЕЧАЕВ В В. 
Published: January 2025

Решаемая в настоящей работе задача относится к классу задач наблюдения быстроразвивающихся событий на отдельных участках территории, которые необходимо контролировать в нужное время (в том числе и одновременно) с помощью беспилотных летательных аппаратов (БЛА). Существенной особенностью данной задачи является, прежде всего, то, что практически все обслуживаемые наземные объекты должны наблюдаться при соблюдении определенного графика в соответствии с известным расписанием соревнований. Исключение представляют объекты неспортивного профиля - трассы доставки пассажиров, стоянки транспорта, места отдыха и т.д., которые нужно периодически контролировать для обеспечения безопасности участников и зрителей. Кроме этого, особенностью решаемой задачи является то, что в ходе наблюдения возможно существенное изменение важности наблюдаемых спортивных эпизодов в динамической обстановке. Это требует адаптивной коррекции длительности обслуживания в зависимости от мнения оператора управления группой БЛА с учетом интересов зрителей. Для решения поставленной задачи разработаны алгоритм предполетного планирования маршрутов обслуживания соревнований группой беспилотных летательных аппаратов и быстродействующий алгоритм оперативного планирования наблюдения соревнований с обязательным учетом соблюдения графика обслуживания. Для повышения эффективности предполетной маршрутизации группового полета предложено использовать генетический алгоритм. Как показали исследования, полученные в качестве первоначальной элиты варианты маршрутов подвергаются скрещиванию и мутации, и через малое число шагов эволюции сформированная группа маршрутов оказывается эффективнее первоначальной элиты примерно на 15-20. При выборе состава обслуживаемых спортивных мероприятий с помощью БЛА предложено использовать мультипликативный критерий назначения их динамических приоритетов с учетом важности спортивных эпизодов и своевременности их обслуживания.
This article solves a problem related to the monitoring fast-evolving events in certain locations of the territory, which must be controlled at the right time (sometimes it is necessary to control several locations simultaneously) using unmanned aerial vehicles (UAVs). First of all, an essential feature of this task is that almost all client land-based facilities should be observed within the schedule set in accordance with the competition schedule. The exception is non-sports profile objects: passenger delivery routes, parking lots, recreational facilities, etc., they need to be periodically monitored to ensure the safety of participants and spectators. Another feature of our task is the fact that in the course of monitoring sports episodes can change their importance significantly. This requires an adaptive correction of the service duration depending on the opinion of the UAV group control operator, taking into account the audiences interests. To solve this problem, we propose an algorithm for pre-flight route planning for servicing competitions by a group of unmanned aerial vehicles and a high-speed algorithm for operational planning of monitoring competitions, with the mandatory observance of the service schedule. To increase the efficiency of preflight routing of a group flight, it is proposed to use a genetic algorithm. Research has shown that route options obtained as the initial elite are crossed and mutated, and after a few evolutionary steps, the formed route group is approximately 1520 more efficient than the initial elite. When choosing the composition of serviced sporting events using UAVs, it is proposed to use the multiplicative criterion for assigning their dynamic priorities, taking into account the importance of sports episodes and the timeliness of services.