vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2026-53-1-96-107vdgtu-2010Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATIONSМодель оптимальной траектории полёта беспилотного летательного аппарата при фронтальном обследовании промышленных зданийThe model of the optimal flight path of an unmanned aerial aircraft during a frontal survey of industrial buildingshttps://orcid.org/0000-0002-3109-2185КозловаА. Е.KozlovaA. E.

Козлова Анна Евгеньевна, аспирант кафедры вычислительной техники и программирования,

55000, г. Магнитогорск, пр. Лени

Anna Ev. Kozlova, Postgraduate student, Department of Computer Science and Programming,

38 Lenin Ave., Magnitogorsk 455000

kozlova-ann99@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7006-8639ЛогуноваО. С.LogunovaO. S.

Логунова Оксана Сергеевна, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой вычислительной техники и программирования,

55000, г. Магнитогорск, пр. Лени

Oksana S. Logunova, Dr. Sci. (Eng.), Prof., Head of the Department of Computer Science and Programming,

38 Lenin Ave., Magnitogorsk 455000

logunova66@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6608-8293НаркевичМ. Ю.NarkevichM. Yu.

Наркевич Михаил Юрьевич, доктор технических наук, доцент, заведующий кафедрой промышленного и гражданского строительства,

55000, г. Магнитогорск, пр. Лени

Mikhail Yu. Narkevich, Dr. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Head of the Department of Industrial and Civil Construction,

38 Lenin Ave., Magnitogorsk 455000

narkevich_mu@mail.ruМагнитогорский государственный технический университет им. Г.И. НосоваРоссияNosov Magnitogorsk State Technical UniversityRussian Federation20263004202653196107Copyright © Козлова А.Е., Логунова О.С., Наркевич М.Ю., 20262026Козлова А.Е., Логунова О.С., Наркевич М.Ю.Kozlova A.E., Logunova O.S., Narkevich M.Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/2010Цель

Цель. Целью исследования является построение математической модели для решения задачи оптимизации траектории полёта летательного аппарата для сбора информации о техническом состоянии зданий и сооружений на опасных производственных объектах. Для решения задачи необходимо определить ограничения, влияющие на полёт, и рассмотреть задачу в четырех условиях: идеальные условия полёта; условия полёта при воздействии погодных факторов; условие полёта при наличии физического препятствия в зоне исследования; условие воздействия погодных факторов и наличие физического препятствия в зоне исследования. Введен критерий эффективности.

Метод

Метод. В основе поиска оптимальной траектории полёта применяется модифицированный алгоритм задачи коммивояжера; учитывается время на ускорение, торможение и зависания летательного аппарата.

Результат

Результат. Предложена математическая модель оптимизации траектории полёта беспилотного летательного аппарата при фронтальном обследовании зданий и сооружений с учетом идеальных и неидеальных условий полёта.

Вывод

Вывод. Результатом выполненного исследования является формальное представление задачи по построению оптимальной траектории полёта БПЛА.

Objective

Objective. The aim of the research is to build a mathematical model for solving the problem of optimizing the flight path of an aircraft to collect information about the technical condition of buildings and structures at hazardous production facilities. To solve this problem, it is necessary to determine the constraints affecting the flight and consider the problem under four conditions: ideal flight conditions; flight conditions under the influence of weather factors; flight conditions in the presence of a physical obstacle in the research area; and the condition of being affected by weather factors and the presence of a physical obstacle in the research area. An efficiency criterion is also introduced.

Method

Method. A modified traveling salesman problem algorithm is applied as the basis for finding the optimal flight trajectory, and the time for acceleration, deceleration, and hovering of the aircraft is also taken into account.

Result

Result. A mathematical model for optimizing the flight trajectory of an unmanned aerial vehicle during the frontal inspection of buildings and structures has been proposed, taking into account both ideal and non-ideal flight conditions.

Conclusion

Conclusion. The result of the conducted research is a formal representation of the problem of constructing an optimal flight trajectory for an unmanned aircraft.

беспилотный летательный аппаратоптимальная траектория полётазадача коммивояжёранеидеальные условия полётакластеризациясеансы полётаunmanned aircraftoptimal flight trajectorytraveling salesman problem (TSP)non-ideal flight conditionsclusteringflight sessionsReferencesВасилин Н.Я. Беспилотные летательные аппараты. М.: Попурри, 2007, С. 98-105.Vasilin, N.Ya. Unmanned Aerial Vehicles. Moscow: Popurri. 2007; 98-105. (In Russ).Состоялось заседание общественного совета при Федеральном агентстве воздушного транспорта с повесткой «Беспилотные авиационные системы. Развитие, управление и регулирование данного вида гражданской авиации» [Электронный ресурс] // Министерство транспорта Российской Федерации. Федеральное агентство воздушного транспорта: [сайт]. [2018]. URL: https://favt.gov.ru/novosti-novosti/?id=4393 (дата обращения: 15.10.2025).Meeting of the Public Council at the Federal Air Transport Agency on the agenda "Unmanned Aircraft Systems. Development, Management and Regulation of this Type of Civil Aviation" [Electronic resource]. (2018). Ministry of Transport of the Russian Federation. Federal Air Transport Agency: [website]. Retrieved 15.10.2025. – URL: https://favt.gov.ru/novosti-novosti/?id=4393. (In Russ).Зубарев Ю.Н., Фомин Д.С., Чащин А.Н., Заболотнова М.В. Использование беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве // Вестник Пермского федерального исследовательского центра. № 2. 2019. С. 47-51. DOI 10.7242/2658-705X/2019.2.5.Zubarev, Yu.N., Fomin, D.S., Chashchin, A.N., & Zabolotnova, M.V. The Use of Unmanned Aerial Vehicles in Agriculture. Bulletin of the Perm Federal Research Center, 2019;(2),47-51. DOI 10.7242/2658- 705X/2019.2.5. (In Russ)Kim J., Kim S., Ju C., Son H. Unmanned Aerial Vehicles in Agriculture: A Review of Perspective of Platform, Control, and Applications // IEEE Access. 2019. С. 1-17. DOI 10.1109/ACCESS.2019.2932119.Kim, J., Kim, S., Ju, C., & Son, H. Unmanned Aerial Vehicles in Agriculture: A Review of Perspective of Platform, Control, and Applications. IEEE Access, 2019: 7, 1-17. DOI 10.1109/ACCESS.2019.2932119.Рославцева С.А., Жулев А.И. Перспектива применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для целей медицинской дезинсекции // Национальные приоритеты России. № 3 (42). 2021. С. 250-252.Roslavtseva, S.A., & Zhulev, A.I. Prospects for the Use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for Medical Disinsection. National Priorities of Russia, 2021;.3(42), 250-252. (In Russ).Laksham K.B. Unmanned aerial vehicle (drones) in public health: A SWOT analysis // Family Medicine and Primary Care. 2019. pp. 342-346. DOI 10.4103/jfmpc.jfmpc.413.18.Laksham, K.B. Unmanned aerial vehicle (drones) in public health: A SWOT analysis. Journal of Family Medicine and Primary Care, 2019; 8(2), 342-346. DOI 10.4103/jfmpc.jfmpc.413.18.Thiels C., Aho J., Zietlow S., Jenkins D. Use of Unmanned Aerial Vehicles for Medical Product Transport // Air Medical Journal. 2014. pp. 104-106. DOI 10.1016/j.amj.2014.10.011.Thiels, C., Aho, J., Zietlow, S., & Jenkins, D. (2015). Use of Unmanned Aerial Vehicles for Medical Product Transport. Air Medical Journal, 34(2), 104-108. DOI 10.1016/j.amj.2014.10.011.Polka M., Ptak S., Kuziora L. The Use of UAV’s for Search and Rescue Operations // Procedia Engineering, 12th international scientific conference of young scientists on sus-tainable, modern and safe transport. № 192. 2017. pp. 748-752. DOI 10.1016/j.proeng.2017.06.129.Polka, M., Ptak, S., & Kuziora, L. (2017). The Use of UAV’s for Search and Rescue Operations. Procedia Engineering, 192, 748-752. DOI 10.1016/j.proeng.2017.06.129.Abhijith V., Parvathy B., Vismaya Dev G.H., Unnikrishnan R.S., Praveen K.R., Vivek A. Unmanned Aerial Vehicle for Search and Rescue Mission // 4th International Conference on Trends in Electronics and Informatics (ICOEI). 2020. pp. 684-687. DOI 10.1109/ICOEI48184.2020.9143062.Abhijith, V., Parvathy, B., Vismaya Dev, G.H., Unnikrishnan, R.S., Praveen, K.R., & Vivek, A. (2020). Unmanned Aerial Vehicle for Search and Rescue Mission. In 2020 4th International Conference on Trends in Electronics and Informatics (ICOEI) (pp. 684-687). IEEE. DOI 10.1109/ICOEI48184.2020.9143062.Жаринов Д.А. О возможности применения беспилотных летательных аппаратов для охраны военных аэродромов // Воздушно-космические силы. Теория и практика. № 5. 2018. С. 54-59.Zharinov, D.A. On the Possibility of Using Unmanned Aerial Vehicles for the Protection of Military Airfields. Aerospace Forces. Theory and Practice, 2018;(5), 54-59. (In Russ).Blistanova M., Blistan P. Support for Protection of the Large Object Using UAVs // Advances in Military Technology. № 11. 2017. pp. 227-237. DOI 10.3849/aimt.01159.Blistanova, M., & Blistan, P. Support for Protection of the Large Object Using UAVs. Advances in Military Technology, 2017; 11(2), 227-237. DOI 10.3849/aimt.01159.Носков И.В., Носков К.И., Тиненская С.В. Дрон-технологии в строительстве – современные решения и возможности // Вестник евразийской науки. № 5. 2020. С. 27.Noskov, I.V., Noskov, K.I., & Tinenskaya, S.V. (2020). Drone Technologies in Construction – Modern Solutions and Opportunities. The Bulletin of Eurasian Science, (5), 27. (In Russ)Volkan A., Ulubeyli S., Kazaz A. Unmanned aerial vehicles in the construction industry: applications and implications // 4th International Conference Energy & Engineering Congress. 2019. pp. 490-500.Volkan, A., Ulubeyli, S., & Kazaz, A. Unmanned aerial vehicles in the construction industry: applications and implications. In 4th International Conference on Energy & Engineering Congress . 2019;. 490-500.Tatum M.C., Lui J. Unmanned Aircraft System Applications in Construction // Procedia Engineering. Creative Construction Conference. № 196. 2017. pp. 167-175. DOI 10.1016/j.proeng.2017.07.187.Tatum, M.C., & Lui, J. Unmanned Aircraft System Applications in Construction. Procedia Engineering, 2017;. 196, 167-175. DOI 10.1016/j.proeng.2017.07.187.Элементы визуализации при обследовании опасных производственных объектов с использованием беспилотного летательного аппарата / Козлова А.Е., Наркевич М.Ю., Логунова О.С., Шахмаева К.Е. // Научная визуализация. 2023. Т. 15. № 2. С. 113-124. DOI 10.26583/sv.15.2.10. EDN NLDVKD.Kozlova, A.E., Narkevich, M.Yu., Logunova, O.S., & Shakhmaeva, K.E. Visualization Elements in the Inspection of Hazardous Production Facilities Using Unmanned Aerial Vehicles. Scientific Visualization, 2023; 15(2), 113-124. https://doi.org/10.26583/sv.15.2.10 (In Russ).Интеллектуальная система принятия решений при оценке качества зданий и сооружений на опасных производственных объектах: определение траектории движения беспилотного летательного аппарата / Наркевич М.Ю., Логунова О.С., Корниенко В.Д., Калитаев А.Н., Суровцов М.М., Луганская Д.А., Чернышева А.С. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2022. № 1, Т. 20. С. 50-60. DOI 10.18503/1995-2732-2022-20-1-50-60.Narkevich, M.Yu., Logunova, O.S., Kornienko, V.D., Kalitaev, A.N., Surovtsov, M.M., Luganskaya, D.A., & Chernysheva, A.S. An Intelligent Decision-Making System for Assessing the Quality of Buildings and Structures at Hazardous Production Facilities: Determining the Unmanned Aerial Vehicle Flight Path. Vestnik of Nosov Magnitogorsk State Technical University, 2022; 20(1), 50-60. DOI 10.18503/1995-2732-2022-20-1-50-60 (In Russ).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.