Реферат на тему: Система планирования полётного задания с применением алгоритмов формирования полётного задания.

Цель работы

Повысить эффективность и безопасность авиационных операций за счет создания автоматизированной системы планирования, которая на 20-30% сокращает время подготовки полетного задания, на 15-25% оптимизирует расход ресурсов (топливо, время), и на 10-15% повышает точность выполнения задачи за счет учета и прогнозирования внешних факторов и применения алгоритмов интеллектуального анализа данных.

Основная идея

Разработка интеллектуальной системы планирования полетных заданий, использующей комплекс алгоритмов (включая оптимизацию маршрутов, расчет траекторий, анализ рисков и ресурсов) для автоматизированного формирования оптимального плана полета. Ключевая инновация — интеграция модулей прогнозирования внешних условий (погода, воздушная обстановка) и моделирования сценариев, позволяющая системе адаптировать план в реальном времени, минимизируя риски и ресурсозатраты при максимальной эффективности выполнения задачи.

Проблема

Основная проблема заключается в неэффективности и высоком риске ошибок существующих методов планирования полетных заданий (ПЗ). Традиционный подход, опирающийся преимущественно на ручной труд специалистов (штурманов, диспетчеров), характеризуется: * Трудоемкостью и длительностью: Подготовка оптимального ПЗ требует значительного времени на сбор данных, расчеты и согласования. * Субъективностью и ошибками: Человеческий фактор неизбежно приводит к неточностям в расчетах траекторий, расхода топлива и оценке рисков. * Неоптимальностью маршрутов и ресурсов: Ручные методы часто не позволяют найти глобально оптимальное решение по времени, расстоянию и расходу топлива, особенно при сложных или многоэтапных миссиях. * Недостаточным учетом динамических факторов: Оперативное включение и прогнозирование изменяющихся условий (погода, воздушная обстановка, ограничения воздушного пространства) затруднено, что снижает точность и безопасность плана. * Отсутствием комплексного моделирования: Ограниченные возможности предварительного моделирования различных сценариев выполнения ПЗ затрудняют оценку рисков и выбор наилучшей стратегии. Эти недостатки влекут за собой повышенные эксплуатационные расходы (перерасход топлива), увеличение времени подготовки и выполнения полетов, снижение безопасности из-за непредвиденных ситуаций и снижение общей эффективности авиационных операций.

Актуальность

Разработка интеллектуальной системы автоматизированного планирования ПЗ чрезвычайно актуальна в современных условиях по нескольким причинам: 1. Экономическая эффективность: Авиакомпании и операторы беспилотных систем остро нуждаются в снижении затрат. Автоматизированная оптимизация маршрутов и ресурсов (особенно топлива) напрямую влияет на рентабельность операций. Ожидаемое сокращение времени подготовки на 20-30% и оптимизация ресурсов на 15-25% (как указано в Цели) дают значимый экономический эффект. 2. Повышение безопасности: Рост интенсивности воздушного движения и расширение применения БПЛА повышают риски. Интеграция интеллектуального анализа данных для прогнозирования и учета внешних факторов (погода, препятствия, другие воздушные суда) и рисков позволяет создавать более безопасные планы, а способность системы адаптировать ПЗ в реальном времени критически важна для предотвращения инцидентов. Целевой показатель повышения точности выполнения задач на 10-15% напрямую связан с безопасностью. 3. Оперативная эффективность и масштабируемость: Требования к скорости подготовки и гибкости планирования постоянно растут, особенно в логистике, аварийно-спасательных операциях и военном применении. Автоматизация позволяет быстро генерировать и корректировать сложные ПЗ для большого числа воздушных судов. 4. Технологический прогресс: Активное развитие алгоритмов оптимизации, искусственного интеллекта (ИИ), машинного обучения (МО) и Big Data создает практическую основу для реализации таких систем. Интеграция модулей прогнозирования и моделирования, являющаяся ключевой инновацией Идеи, соответствует мировым трендам цифровизации авиации.

Задачи

1. 1. 1. Исследовать и проанализировать существующие алгоритмы оптимизации маршрутов, расчета траекторий полета, оценки рисков и распределения ресурсов (топлива, времени) применительно к задаче автоматизированного формирования полетного задания. Определить наиболее подходящие методы для достижения целевых показателей эффективности.
2. 2. 2. Разработать архитектуру и алгоритмы ключевых модулей системы: модуля оптимизации маршрутов и ресурсов (на основе выбранных алгоритмов), модуля интеллектуального анализа данных и прогнозирования внешних факторов (погода, воздушная обстановка), модуля моделирования сценариев выполнения ПЗ.
3. 3. 3. Обосновать и реализовать принципы интеграции разработанных модулей (оптимизации, прогнозирования, моделирования) в единую систему планирования, обеспечивающую их совместную работу для формирования комплексного ПЗ.
4. 4. 4. Исследовать возможности и разработать механизмы адаптации (корректировки) сформированного плана полетного задания в реальном времени на основе поступающих данных от модулей прогнозирования и мониторинга, направленные на минимизацию рисков и сохранение оптимальности плана.