Модель оптимальной траектории полёта беспилотного летательного аппарата при фронтальном обследовании промышленных зданий

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

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

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

1. Василин Н.Я. Беспилотные летательные аппараты. М.: Попурри, 2007, С. 98-105.

2. 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).

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. Жаринов Д.А. О возможности применения беспилотных летательных аппаратов для охраны военных аэродромов // Воздушно-космические силы. Теория и практика. № 5. 2018. С. 54-59.

11. 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.

12. Носков И.В., Носков К.И., Тиненская С.В. Дрон-технологии в строительстве – современные решения и возможности // Вестник евразийской науки. № 5. 2020. С. 27.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.