Унифицированная система управления робототехническими комплексами

УДК 007.52

В.В. Родионов, С.И. Филиппов, Д.А. Варабин

УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ

Приведены основные подходы к созданию робототехнических комплексов - создание новых или роботизация существующих. Анализ имеющейся информации показывает, что ведущие зарубежные страны уделяют развитию военной робототехники большое внимание. Исследования в данной области направлены на поэтапное наращивание возможностей дистанционно-управляемых машин с постепенным исключением функций управления и контроля со стороны оператора. В статье приведено описание унифицированной системы управления робототехническими комплексами, построенными на базе перспективных образцов вооружения и военной техники. Приводится перечень работ по созданию робототехнических комплексов на предприятии. К таким работам можно отнести создание робота-разведчика артиллерийского дивизиона, робототехнического комплекса медицинской службы, дистанционно-управляемого робототехнического комплекса разминирования, пункта дистанционного управления для управления специальными пожарными машинами, мобильного биоморфного робототехнического комплекса, многофункционального робототехнического комплекса на базе гусеничных машин пехоты и др. Показывается место разрабатываемой системы управления в составе робототехнического комплекса. В статье показано краткое описание каждой работы и ее текущее состояние. Положения статьи иллюстрируются примерами. Показан подход предприятия к созданию унифицированных комплектов аппаратуры (унифицированной системы управления) дистанционного управления для установки на штатные образцы вооружения и военной техники, а также описан состав комплектов. Показана структура разрабатываемой системы управления. Унифицированная система управления может использоваться для роботизации средств вооружения и инженерно-технического обеспечения на существующих и перспективных гусеничных шасси при реализации режимов дистанционного и программного управления с сохранением возможности работы в экипажном режиме. Кроме того, показана структура уникальной технологической компетенции по указанному направлению и приведены способы ее диверсификации. Приведена методика оценки экономического эффекта при унификации систем управления.

Робототехнический комплекс; робот; унифицированная система управления; перспективные образцы вооружения и военной техники; уникальная технологическая компетенция; диверсификация.

V.V. Rodionov, S.I. Filippov, D.A. Varabin UNIFIED ROBOTICS CONTROL SYSTEM

The article lists the main approaches to the creation of robotic complexes: the creation of new ones or the robotization of existing ones. The analysis of existing information shows that leading foreign countries are paying great attention to development of military robotics. Research in this field are directed to step-by-step increasing of remotely controlled vehicles features, gradually excluding operator's control and monitoring functions. A developed unified control system of robotic complexes is shown in the article. A description of unified robotics control system, based on promising military arms units is given. Enterprise scientific groundwork is being considered and there's a list of robotic complexes being developed at the Enterprise. Among these works are the following: artillery battery's reconnaissance robot, medical service's robotic complex, remotely controlled mine clearing robotic complex, specialfirefighting vehicles' remote controlling station, mobile biomormic robotic complex, multifunctional robotic complex based on track-type infantry fighting vehicle, etc. The place of developing control system within the robotic complex is shown. A succinct description of each work and its actual state is given within the article. Basic theses are illustrated with examples. An approach of Enterprise to unified hardware sets (unified robotics control system) of remote controlling, used for installing on regular military arms units, is shown

in the article as well as their structure. A unified robotics control system can be used to robotize weapons and engineering equipment on existing and prospective track-type chassis while implementing remote and program control modes keeping the capability to work in the manual mode. In addition, the structure of unique technological competence in these areas is shown and methods for its diversification are described. Also, the methodic of economic effect from control systems' unification estimation is given.

Robotic complex; robot; unified robotics control system; promising military arms units; unique technological competence; diversification.

Введение. На протяжении последних двадцати лет мирового развития вооружения и военной техники (ВВТ) проблема их роботизации приобрела не только роль ключевого научно-технологического направления, но и стала одним из центральных звеньев в новых концептуальных подходах к формированию вооруженных сил, способам их боевого применения, развитию средств вооруженной борьбы и средств обеспечения. Данная формулировка в полной мере справедлива и для других силовых ведомств, развитие специальной техники которых немыслимо без широкого использования технологий робототехники.

Как показывает отечественный и зарубежный опыт создания перспективных образцов ВВТ, непременным и обязательным условием успешного развития средств военной и специальной робототехники является своевременное создание научно-технического задела, являющегося базой для новых разработок и производства - как совокупность потенциальных инноваций, которые могут обеспечить создание перспективных робототехнических комплексов. Внедрение подобных инноваций позволяет обеспечить решение принципиально новых военно-технических и специальных задач и существенный прирост тактико-технических характеристик робототехнических комплексов. Научно-технический задел в области военной и специальной робототехники можно трактовать как совокупность потенциальных инноваций (или нововведений), которые при определенных условиях (наличие соответствующих решений органов государственного и военного управления, производственные и экономические возможности как государства в целом, так и отдельных предприятий и др.) могут обеспечить создание перспективных робототехнических комплексов (РТК) военного и специального назначения [1, 2, 7-9, 12-20]. Внедрение подобных инноваций позволяет обеспечить решение принципиально новых военно-технических и специальных задач и существенный прирост тактико-технических характеристик вооружения, военной и специальной техники.

При обосновании построения унифицированной системы управления целесообразно обратить внимание на ряд разработок предприятия в области робототехники, на основе которых создавалась данная система.

1. Предпосылки создания унифицированной системы управления. Разработка концепции создания унифицированной системы управления основывается на опыте АО "ВНИИ «Сигнал»" в создании робототехнических комплексов. В рамках данного направления на предприятии завершены или ведутся в настоящее время следующие виды работ.

1. Исследования по созданию робототехнических систем.

2. Разработка робототехнических комплексов для медицинских служб.

3. Создание дистанционно -управляемых робототехнических комплексов разминирования.

4. Разработка пункта дистанционного управления для управления специальными пожарными машинами тяжелого класса.

5. Исследования по созданию робототехнических комплексов на базе гусеничных бронированных машин.

6. Создание мобильных биоморфных робототехнических комплексов.

7. Создание гражданского робототехнического комплекса на базе колесного шасси и др.

Рассмотрим некоторые работы из приведенного списка.

В рамках разработки робототехнических комплексов для медицинских служб был создан дистанционно-управляемый комплекс, предназначенный для поиска, обнаружения, идентификации по признаку "свой-чужой", оказания первой помощи и эвакуации раненых с поля боя в расположение своих войск.

Внешний вид дистанционно-управляемой машины и пункта дистанционного управления (ПДУ) приведены на рис. 1 и 2.

Рис. 1. Внешний вид робота для медицинских служб

Пункт дистанционного управления

Рис. 2. Внешний вид ПДУ РТК для медицинских служб

В рамках разработки пункта дистанционного управления для управления специальными пожарными машинами тяжелого класса ведется разработка многофункционального гусеничного бронированного робототехнического комплекса тяжелого класса на базе специальной пожарной машины. Внешний вид ПДУ представлен на рис. 3.

Рис. 3. Внешний вид ПДУ для управления специальными пожарными машинами 130

Целями исследования по созданию робототехнических комплексов на базе гусеничных бронированных машин являются:

♦ разработка предложений и научно-технического задела по созданию ряда робототехнических комплексов на основе перспективных технических и информационных технологий;

♦ разработка научно-технического задела и технических решений по созданию многофункционального робототехнического комплекса боевого, разведывательного, технического и тылового обеспечения среднего класса на основе перспективных технических и информационных технологий с возможностью последующей трансформации в другие типы робототехнических комплексов;

♦ разработка, изготовление и испытание экспериментального образца многофункционального робототехнического комплекса среднего класса.

Варианты исполнения РТК следующие:

♦ робот разведки;

♦ робот огневой поддержки подразделений;

♦ робот разведки и уничтожения минно-взрывных устройств;

♦ робот эвакуации раненых с поля боя;

♦ робот доставки боеприпасов и снаряжения;

♦ робот инженерной разведки.

Внешний вид макетного образца многофункционального робота (МФР), созданного в данной работе, в варианте исполнения «робот огневой поддержки подразделений» представлен на рис. 4. В настоящее время ведутся работы по наращиванию функционала системы автономного управления МФР.

Рис. 4. Внешний вид макетного образца многофункционального робота

В рамках разработки дистанционно-управляемых робототехнических комплексов разминирования был создан комплекс, предназначенный для дистанционного разминирования (с возможностью сохранения экипажного режима), в любое время суток для сопровождения колонн техники и проделывания проходов на заминированных участках местности путем использования комплексного тралящего оборудования. В настоящее время завершены государственные испытания и получена литера Оь. Внешние виды ДУ БМР и ППДУ представлены на рис. 5 и 6 соответственно.

Рис. 5. Внешний вид ДУ БМР

Рис. 6. Внешний вид ПДУ для управления ДУ БМР

В рамках создания мобильных биоморфных робототехнических комплексов создаются робототехнические комплексы среднего и легкого класса для использования в военной области и хозяйственной деятельности человека в условиях средней и сильно пересеченной местности и разрушенной городской и промышленной инфраструктуры. Возможные области применения - Сухопутные войска РФ, Воздушно-десантные войска РФ, Министерство по чрезвычайным ситуациям РФ, Министерство внутренних дел, специальные подразделения по борьбе с терроризмом, промышленность с опасными условиями труда.

В настоящее время в рамках данной работы, совместно с АО "НПО «Андро-идная техника»", создается макетный образец робототехнического комплекса массой 400 кг, с функциями ведения разведки. Внешний вид макетного образца представлен на рис. 7.

Рис. 7. Внешний вид макетного образца биоморфного робота

2. Разработка унифицированной системы управления робототехниче-скими комплексами. На текущий момент существует два направления создания робототехнических комплексов [10, 11] как в России, так и за рубежом:

♦ разработка «с нуля» робототехнических комплексов для выполнения боевых, разведывательных и обеспечивающих задач, включая разработку, как целевой нагрузки, так и шасси;

♦ создание унифицированных комплектов (модулей) аппаратуры дистанционного управления для установки на штатные образцы вооружения и военной техники с целью их без экипажного применения при выполнении боевых, специальных и обеспечивающих задач.

Предприятие следует второму направлению, как наиболее оптимальному в виду наличия необходимой для роботизации техники в войсках РФ. Кроме того, данный подход выгоден с точки зрения снижения финансовых и временных затрат на разработку и производство.

В результате обобщения накопленного опыта при создании описываемых выше робототехнических комплексов, а также с учетом выбранного направления роботизации существующих образцов военной техники, создана концепция создания унифицированной системы управления (СУ) робототехническими комплексами.

В состав данной системы управления предлагается включить следующие подсистемы:

♦ центральная вычислительная система;

♦ система связи и передачи данных;

♦ система электропитания;

♦ система управления движением;

♦ система технического зрения;

♦ система навигации и топопривязки.

♦ полезная нагрузка, в которую может входить боевой модуль, модуль разведки, модуль минирования/разминирования, модуль эвакуации и др.

Обозначенные подсистемы осуществляют обмен данными по выбранным вычислительным сетям - CAN, Ethernet, RS-485 и др.

Возможность корректировки тактики и расширение границ применения РТК после его создания увеличивает универсальность и эффективность его применения. Данное свойство основывается на особенностях организации унифицированной системы управления:

♦ открытость архитектуры и ее расширяемость;

♦ адаптивность применяемых алгоритмов, позволяющая уйти от заранее предопределенного перечня выполняемых задач;

♦ крипто- и имитозащита каналов связи;

♦ работоспособность каналов связи в условиях влияния факторов: преднамеренных и непреднамеренных помех, урбанизирующих факторов;

♦ возможность управления группой роботов и независимый обмен данными внутри группы.

На рис. 8 представлена обобщенная структура системы управления робото-технических комплексов на базе гусеничных бронированных машин, разработанная на основе концепции построения унифицированной системы управления.

Как видно из структуры, данная система управления обладает свойствами модульности и распределения вычислительной нагрузки.

Для эффективного обмена данными в информационно-вычислительных сетях разработаны протоколы обмена подсистем, оптимально использующие временные и скоростные ресурсы сетей и имеющие возможность поддержки наиболее распространенных стандартов (протоколов) обмена данными (например, для сети CAN - «J1939», «CA^pen» и др.) для минимизации временных и финансовых затрат в случае стыковки с подсистемами сторонних разработчиков.

Система управления вооружением

Блок управления

Система связи и передачиданных

Система электроснабжения

Блок коммутации

Система навигации и ориентирования

Блок управления Спутниковая навигация Инерциальная навигация

Система управления движением

Блок управления

Исполнительные устройства

Центральная вычислительная система

Вычислитель

Маршрутизатор

Система управления

Блок управления

Исполнительные устройства

Система нар ужного видеонаблюдения

Блок передних камер Блок обработки Блок юдних камер

Система планирования движения

Вычислитель Блок дальномеров

Рис. 8. Структура унифицированной системы управления

В ходе проведенных экспериментов по измерению загрузки информационно -вычислительных сетей получены следующие усредненные результаты:

♦ сеть Ethernet 1 - загрузка порядка 35 %;

♦ сеть Ethernet 2 - загрузка порядка 8-10 %;

♦ сеть CAN - загрузка порядка 25 %.

При этом усредненная суммарная задержка передачи данных составляет:

♦ в канале «видеокамеры - СУ - система связи - АРМ ПДУ»: ~100-150 мс;

♦ в канале «АРМ ПДУ - система связи - СУ - исполнительные устройства»: ~ 50-100 мс.

Необходимо отметить, что имеющийся уровень загрузки сетей и суммарная задержка (не превышающая ограничения в 300 мс, вызванное антропологическими возможностями организма) позволяет наращивать состав и функционал системы управления без снижения быстродействия и качественных характеристик системы в целом.

На основе выработанного подхода разработана «уникальная технологическая компетенция» (УТК) предприятия, представленная на рис. 9 и описывающая основные функции унифицированной системы управления и ПДУ, а также показывающая направления диверсификации.

Унифицированная система управления может использоваться для роботизации средств вооружения и инженерно-технического обеспечения на существующих и перспективных гусеничных шасси при реализации режимов дистанционного и программного управления с сохранением возможности работы в экипажном режиме.

3. Методика оценки экономического эффекта при унификации систем управления. Оценка экономического эффекта, в зависимости от ожидаемого уровня унификации робототехнических комплексов в целом и их систем управления как основной составляющей, должна учитывать возможные результаты унификации на стадиях разработки, серийного производства и эксплуатации.

I о 5 х

а г

I В.

I -.

II

I

¡1. ь I I

ш

а. Р 1 г г

№

3

3

II

Г /

5 £ Я ¡1

й х

ё К

= о

з а £ = о ^

- 5-

§

! ^ 1 & II

= 7

п И 2 =

2 2 а

II

И

5 I

\\

' I

» г

3

2 -% 1 ? ь

г 1

3 - I- 5« ; 8 * §

Р-Ы1! !|1

'.«з!

1 Е '' « ( в 1

1 11 У! 3 I & I г. ! 111 Ш

гг: ' 5 1 1 1 1 5 И в " 1 5 з!

I 1(1

<3 * 1 5 X

+ * I I \ I I

II

I 5

г 3

. а

г

"Г

5 5 5

. я г I

га?

. = ~ _

III! п

5 = 35

3 П 5

Iш 1111 и • &

I

л

е 2

м

< а г

\о 1

-2

= г

I й-

2*1

&

- ^ —>

8

* ¡5

I_ ~

1-Д £

1*1  И 8

1!«

I е §1- а 1 «

1 1 Ц II Л !1

1 •о ? и (1

2 5 ) 9 .в

* +

5 н

= ж

§- 1

г2 °

* а

91 * -

I I

При проектировании использование унифицированных составных частей позволяет сократить сроки и затраты на разработку конструкторской и технологической документации, изготовление и испытание опытных образцов.

На стадии серийного производства унификация дает возможность уменьшить сроки технологической подготовки, объем испытаний изделий, создает условия для специализации путем увеличения серийности и применения типовых технологических процессов, оснастки и инструмента, повышает производительность труда [3-6].

На этапе эксплуатации унификация обеспечивает уменьшение разнотипности средств, поставляемых в войска, сокращение номенклатуры и объема ЗИП, снижение трудоемкости их технического обслуживания и ремонта.

Условие приращения экономии сил и средств, в результате унификации систем управления может быть записано следующим образом:

N ~ ,

где - экономические затраты на создание и применение унифицированных систем; Л^ - экономические затраты на создание и применение существующих систем , - реальный экономический эффект достигнутый за счет реали-

зации мероприятий по унификации; - косвенный ожидаемый эффект.

Реальный экономический эффект можно рассчитать по формуле

Яоу = д#! + д#2 + д#3 + дЯ4 + дЯ5 + дЯ5 ,

где - сокращение стоимости технических средств за счет сведения к минимуму их номенклатуры; - сокращение расходов на содержание обслуживающего персонала; - сокращение расходов за счет уменьшения сроков объема испытаний; ДЫ4 - сокращение расходов за счет достижения рациональной взаимозаменяемости составных частей и комплектующих элементов; - сокращение расходов за счет уменьшения сроков подготовки к применению, увеличению сроков межрегламентных работ; - прочие виды экономии средств и сил.

Формула расчета косвенного ожидаемого эффекта за счет возможного приращения наносимого противнику ущерба , экономии своих сил и средств

и уменьшение их потерь имеет вид = + + .

В общем случае полные затраты, приходящиеся на одну систему управления, можно рассчитать по следующей формуле:

Я,=ЯЕ+Яв+Ыш+Яу ,

где - стоимость затрат на проведение разработки, определяющих направление разработки и облик будущего системы; - стоимость затрат на разработку (модернизацию) системы; О - стоимость серийного производства образца; - стоимость затрат на обеспечение эксплуатации в течение заданного периода.

Стоимость затрат на проведение разработки определяется как сумма затрат на разработку по отдельным составляющим системы:

лЕ=£ Г= .

Затраты на разработку системы складываются из затрат на разработку рабочей конструкторской документации (РКД) N ОЕ А, затрат на изготовление опытного образца и затрат на проведение всех требуемых типов испытаний :

^О=^ОЕА+^,АО + ,

где составляющая N Nnj определяет затраты на разработку специального математического и программного обеспечения (СМПО). Выделение в отдельную статью затрат на разработку СМПО связано со следующим обстоятельством: по мере расширения объема функциональных задач, решаемых системой управления, повышения уровня автоматизации процессов управления (сбор, обработка и хранение данных, выполнение специальных расчетов, обработка входных и формирование выходных сообщений и т.п.) процентное соотношение в разработках РКД и СМПО будет увеличиваться в сторону СМПО.

Часть жизненного цикла - эксплуатация занимает особое место по длительности и содержанию затрат. Затраты на эту часть жизненного цикла включают: затраты на организацию серийного производства N jDA; затраты на производство одного серийного образца N N AD; стоимость ввода образца в эксплуатацию N АА; затраты на эксплуатацию образца Nyen; затраты на длительное хранение образца N 0D:

Ny= Njda+Nnad+Naa+Nyen+Nod .

В общем случае полные затраты на систему управления можно с учетом формул (1)-(4) представить в следующем виде:

Ny=In=1 [ ^¿^¿EA^jAD^NJ^JJJ^jDA^AD^iA^EN^D].

Оценка влияния унификации робототехнических комплексов и их систем управления на эффективность боевого применения и надежность. Одна из основных целей унификации - обеспечение постоянной боевой готовности и эффективности робототехнических комплексов в целом и их систем управления, повышение боевых и эксплуатационных свойств, надежности, увеличение сроков службы и сохраняемости, сокращение времени на обслуживание.

Очевидно, что при разных уровнях унификации будут реализовываться разные возможности по повышению его эффективности и надежности. Это позволяет рассматривать унификацию как средство управления эффективностью и надежностью системы управления и робототехнического комплекса в целом.

Заключение. Анализ имеющейся информации показывает, что ведущие зарубежные страны уделяют развитию военной робототехники большое внимание. Исследования в данной области направлены на поэтапное наращивание возможностей дистанционно -управляемых машин с постепенным исключением функций управления и контроля со стороны оператора.

Для реализации эффективного развития направления робототехники предприятием предлагается концепция создания унифицированной системы управления робототехническими комплексами. Кроме этого, в статье сформирована уникальная технологическая компетенция (УТК), описывающая основные функции унифицированной системы управления и ПДУ и направления диверсификации, показана методика оценки экономического эффекта при унификации систем управления.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Каляев И.А., Рубцов И.В. Боевым роботам нужна программа // Национальная оборона. - 2012. - № 8 (77). - С. 34-48.

2. Unmanned Ground Systems Roadmap // Robotics Systems Joint Project Office, 2011.

3. Шашок В.Н., Филиппов С.И., Малышев А.Н. Унификация мобильных робототехниче-ских комплексов // Материалы Восьмой Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. - С. 122-130.

4. Шашок В.Н., Филиппов С.И., Малышев А.Н. Подход к проектированию мобильного робота на основе комплекса встраиваемой и навесной аппаратуры // Материалы Восьмой Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. - С. 130-135.

5. Шашок В.Н., Филиппов С.И., Багаев Д.В., Малышев А.Н. Подход к разработке мобильных робототехнических комплексов разминирования // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2014. - № 3 (152). - С. 58-70.

6. Норсеев С.А., Багаев Д.В. Разработка алгоритма распределенного исследования неизвестной местности с помощью группы мобильных роботов // Автоматизация процессов управления. - 2014. - № 2 (36). - С. 67-71.

7. Интеллектуальные системы автоматического управления / под ред. И.М. Макарова, В.М. Лохина. - М.: Физматлит, 2001. - 576 с.

8. Интеллектуальные роботы / под ред. Е.И. Юревича. - М.: Машиностроение, 2007.

9. Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В. Опыт создания автономных мобильных робототехнических комплексов специального назначения // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. «Специальная робототехника и мехатроника». - 2011. - С. 7-24.

10. DARPA Программа 2015 // mipt.ru: сайт МФТИ: http://mipt.ru/education/chairs/ theor_cybernetics/government/upload/3af/Program_ darpa2015_rus.pdf.

11. A Roadmap for U.S. Robotics - 2013. - Mode of Access: https://robotics-vo.us/sites/default/ files/2013%20Robotics%20Roadmap-rs.pdf.

12. Кравченко А.Ю., Стукало Ю.Е. Проблемы и перспективы создания робототехнических комплексов военного назначения // Избранные Труды Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - 2015. - Т. I. - C. 92-96.

13. Каляев И.А., Шеремет И.А. Военная робототехника: выбор пути // Избранные Труды Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - 2015. - Т. I. - C. 161-163.

14. Рубцов И.В. Вопросы состояния и перспективы развития отечественной наземной робототехники военного и специального назначения // Избранные Труды Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления».

- 2015. - Т. II. - C. 64-70.

15. Шеремет И.Б., Рудианов В.С., Рябов А.В., Хрущев В.С. Проблемы развития роботизированного вооружения Сухопутных войск // Избранные Труды Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - 2015.

- Т. II. - C. 71-73.

16. Кудряшов В.Б., Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В. Проблемы роботизации ВВТ в части наземной составляющей // Избранные Труды Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления». - 2015. - Т. II. - C. 74-76.

17. Наговицин А.И., Севрюков А.Г. Робототехнические комплексы военного назначения, опыт и перспективы их применения в РВиА СВ // Избранные Труды Всероссийской научно-практической конференции «Перспективные системы и задачи управления».

- 2016. - Т. I.

18. Буренок В.М. Системное проектирование развития вооружения и военной техники // Военная мысль. - 2004. - № 6.

19. Буренок В.М. Развитие системы вооружения и новый облик ВС РФ // Защита и безопасность. - 2009. - № 2.

20. Лапшов В.С., Носков В.П., Рубцов И.В., Рудианов Н.А., Рябов А.В., Хрущев В.С. Бой в городе. Боевые и обеспечивающие роботы в условиях урбанизированной территории // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2011. - № 3 (116). - C. 142-146.

REFERENCES

1. Kalyaev I.A., Rubtsov I.V. Boevym robotam nuzhna programma [Combat robots need program], Natsional'naya oborona [National defence], 2012, No. 8 (77), pp. 34-48.

2. Unmanned Ground Systems Roadmap, Robotics Systems Joint Project Office, 2011.

3. Shashok V.N., Filippov S.I., Malyshev A.N. Unifikatsiya mobil'nykh robototekhnicheskikh kompleksov [Mobile robotic complexes unification], Materialy Vos'moy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Proceeds of Eight All-Russian scientific conference "Promising systems and control problems"]. Taganrog: Izd-vo TTI YuFU, 2013, pp. 122-130.

4. Shashok V.N., Filippov S.I., Malyshev A.N. Podkhod k proektirovaniyu mobil'nogo robota na osnove kompleksa vstraivaemoy i navesnoy apparatury [An approach to mobile robot designing based on complete set of embedded nd attached hardware], Materialy Vos'moy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Proceeds of Eight All-Russian scientific conference "Promising systems and control problems"]. Taganrog: Izd-vo TTI YuFU, 2013, pp. 130-135.

5. Shashok V.N., Filippov S.I., Bagaev D.V., Malyshev A.N. Podkhod k razrabotke mobil'nykh robototekhnicheskikh kompleksov razminirovaniya [An approach to mobile mine clearing robotic complexes], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2014, No. 3 (152), pp. 58-70.

6. Norseev S.A., Bagaev D.V. Razrabotka algoritma raspredelennogo issledovaniya neizvestnoy mestnosti s pomoshch'yu gruppy mobil'nykh robotov [Development of the unknown area distributed investigation with the help of mobile robot group], Avtomatizatsiya protsessov upravleniya [Control process automatization], 2014, No. 2 (36), pp. 67-71.

7. Intellektual'nye sistemy avtomaticheskogo upravleniya [Intelligent auto-control systems], ed. by I.M. Makarova, V.M. Lokhina. Moscow: Fizmatlit, 2001, 576 p.

8. Intellektual'nye roboty [Intelligent robots], ed. by E.I. Yurevicha. Moscow: Mashinostroenie, 2007.

9. Lapshov V.S., Noskov V.P., Rubtsov I.V.Opyt sozdaniya avtonomnykh mobil'nykh robototekhnicheskikh kompleksov spetsial'nogo naznacheniya [Autonomous mobile specialpurpose robotic complexes development experience], Vestnik MGTU im. N.E. Baumana. «Spetsial'naya robototekhnika i mekhatronika» [MGTU Messenger. "Special-purpose robotics and mechatronics"], 2011, pp. 7-24.

10. DARPA Programma 2015 [DARPA Program 2015]. mipt.ru: site MFTI: Available at: http://mipt.ru/education/chairs/theor_cybernetics/government/upload/3afi'Program_darpa2015_rus.pdf.

11. A Roadmap for U.S. Robotics - 2013. Mode of Access: https://robotics-vo.us/sites/default/ files/2013%20Robotics%20Roadmap-rs.pdf.

12. Kravchenko A.Yu., Stukalo Yu.E. Problemy i perspektivy sozdaniya robototekhnicheskikh kompleksov voennogo naznacheniya [Problems and prospects for the creation of robotic complexes for military use], Izbrannye Trudy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Selected Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference "Perspective Systems and Control Problems"], 2015, Vol. I, pp. 92-96.

13. Kalyaev I.A., Sheremet I.A. Voennaya robototekhnika: vybor puti [Military robotics: choice of ways], Izbrannye Trudy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Selected Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference "Perspective Systems and Control Problems"], 2015, Vol. I, pp. 161-163.

14. Rubtsov I.V.Voprosy sostoyaniya i perspektivy razvitiya otechestvennoy nazemnoy robototekhniki voennogo i spetsial'nogo naznacheniya [State Issues and Prospects for the Development of Domestic Ground-Based Robotics for Military and Special Purposes], Izbrannye Trudy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Selected Works of the All-Russian Scientific and Practical Conference "Perspective Systems and Control Problems"], 2015, Vol. II, pp. 64-70.

15. Sheremet I.B., Rudianov V.S., Ryabov A.V., Khrushchev V.S. Problemy razvitiya robotizirovannogo vooruzheniya Sukhoputnykh voysk [Problems of the Development of the Robotic Armament of the Ground Forces], Izbrannye Trudy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Selected Works of the All-Russian Scientific and Practical Conference "Perspective Systems and Control Problems"], 2015, Vol. II, pp. 71-73.

16. Kudryashov V.B., Lapshov V.S., Noskov V.P., Rubtsov I. V. Problemy robotizatsii VVT v chasti nazemnoy sostavlyayushchey [Problems of robotization of weapons and military equipment in the part of the ground component], Izbrannye Trudy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Selected Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference "Perspective Systems and Control Problems"], 2015, Vol. II, pp. 74-76.

17. Nagovitsin A.I., Sevryukov A.G. Robototekhnicheskie kompleksy voennogo naznacheniya, opyt i perspektivy ikh primeneniya v RViA SV [Robotic complexes for military use, experience and perspectives of their application in the R & D SV], Izbrannye Trudy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii «Perspektivnye sistemy i zadachi upravleniya» [Selected Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference "Perspective Systems and Control Problems"], 2016, Vol. I.

18. Burenok V.M. Sistemnoe proektirovanie razvitiya vooruzheniya i voennoy tekhniki [Design of the Development of Arms and Military Equipment], Voennaya mysl' [Military Thought], 2004, No. 6.

19. Burenok V.M. Razvitie sistemy vooruzheniya i novyy oblik VS RF [Development of the Armament System and a New Face of the RF Armed Forces], Zashchita i bezopasnost' [Defense and Security], 2009, No. 2.

20. Lapshov V.S., Noskov V.P., Rubtsov I. V., Rudianov N.A., Ryabov A. V., Khrushchev V.S. Boy v gorode. Boevye i obespechivayushchie roboty v usloviyakh urbanizirovannoy territorii [Fight in the city. Combat and providing robots in an urbanized area], Izvestiya YuFU. Tekhnicheskie nauki [Izvestiya SFedU. Engineering Sciences], 2011, No. 3 (116), pp. 142-146.

Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. В.П. Куренков.

Родионов Владимир Валентинович - Акционерное общество «Всероссийский научно-исследовательский институт «Сигнал»; 601903, Владимирская область, г. Ковров, ул. Крупской, 57; тел: +74923290334; временный генеральный директор.

Филиппов Сергей Иванович -e-mail: mail@vniisignal.ru; главный конструктор - заместитель генерального директора по научной работе; к.т.н.; доцент.

Варабин Денис Александрович - e-mail: mail@vniisignal.ru; зам. начальника научно-производственного комплекса; к.т.н.

Rodionov Vladimir Valentinovich - Joint Stock Company "All-Russian Scientific Research Institute "Signal"; e-mail: mail@vniisignal.ru; 57 Krupskoi street, Kovrov, Vladimir region, Russian Federation, 601903; phone: +74923290334; interim CEO.

Filippov Sergey Ivanovich - e-mail: mail@vniisignal.ru; Chief Designer - Deputy Director General for Research; cand. of eng. sc.; associate professor.

Varabin Denis Aleksandrovich - e-mail: mail@vniisignal.ru; head deputy head of the Research and Production Complex; cand. of eng. sc.

УДК 004.003, 004.896:62-5: 007.52

О.В. Карсаев

ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ АВТОНОМНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППИРОВКОЙ МАЛЫХ СПУТНИКОВ*

Предметом исследований в статье является автономное управление группировкой малых космических аппаратов. Информационное взаимодействие между спутниками группировки и между спутниками и наземными станциями является неотъемлемым элементом автономного планирования и управления. Группировка спутников и множество наземных пунктов в целом образуют DTN (Delay-and-Disruption Tolerant NetworkJ-сеть. Передача сообщений до конечного получателя в такой сети в общем случае происходит через цепочку промежуточных узлов в режиме «запомнил - передал». Как следствие этого, пересылка отдельных сообщений и информационное взаимодействие в целом происходит с определенными временными задержками. Эти временные задержки могут становиться существенными факторами, оказывающими негативное влияние на эффективность автономного управления группировками спутников. В статье приводится описание разрабатываемой агентно-ориентированной модели группировки спутников, которая на начальном этапе исследования главным образом предназначается для исследования данного фактора и получения количественных показателей таких временных оценок в зависимости от различных факторов. Данная модель включает программные компоненты двух уровней. Компоненты

* Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 18-01-00840) и проекта Программы Президиума РАН № 30.