МАРШРУТИЗАЦИЯ СЕТЕЙ С ОТРИЦАТЕЛЬНЫМИ ВЕСАМИ ЗВЕНЬЕВ В ПАКЕТЕ ОПТИМИЗАЦИИ MATLAB
Аннотация
В рамках исследований новых технологических принципов и моделей беспилотного судовождения с использованием спутниковых средств навигации, электронных карт и наземных радионавигационных систем решается задача управления безэкипажными судами, функционирующими в автономных режимах при следовании по заданному пути с целью осуществления группового управления подвижными объектами с учетом обновления локальных карт судоходной обстановки. При выборе маршрутов движения судов требуется решать операционную задачу определения наикратчайшего пути следованиясудна (автономного подвижного объекта) в конкретных навигационных условиях, что непосредственно определяет энергоэффективность судна в рейсе. В работе представлено решение операционной задачи выбора наикратчайших путей (маршрутов) для группы судов, движущихся в направлении заданных целей с известными координатами, расположенными в ограниченном пространстве. Предложен алгоритм оптимизации, позволивший, в сравнении с существующими алгоритмами, значительно расширить класс решаемых задач путем введения отрицательных весов отдельных участков пути (дуг графа) и осуществить переход к решению задач высокой размерности. Ключевым вопросом в проблеме автоматизации и формирования маршрутов является выбор математического аппарата не только для расчета кратчайших маршрутов, но и для их восстановления. С этой целью для задач большой размерности в работе предложен рекурсивный метод оптимизации, базирующийся на целочисленном линейном программировании. Практическая реализация предложенного алгоритма демонстрируется на примере расчета сетевой модели со сложной топологией с применением итерационной процедуры по программе, составленной в кодах MATLAB. Показано, что реализованная на ее основе компьютерная модель обладает свойствами сходимости вычислений и удобством практического использования. В отличие от существующих предложенная модель позволяет снять ограничения, связанные с наличием отрицательных весов и циклов на сети, и автоматизировать расчеты кратчайших путей в местах разветвлений средствами цифровых технологий. Подтверждена корректность полученных решений, что позволяет использовать модель и алгоритм как составляющую инструмента задач, предназначенных для управления транспортным процессом.
Ключевые слова
автоматизация, алгоритм, маршрут, кратчайшие пути, сетевая модель, звенья сети, отрицательные веса звеньев, оптимизация, рекурсивная процедура
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Об авторах
Сахаров Владимир Васильевич - доктор технических наук, профессор
_saharov_@rambler.ru. SaharovVV@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Чертков Александр Александрович - доктор технических наук, доцент
chertkov51@mail.ru. kaf_electricautomatic@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»Очина Людмила Борисовна - кандидат технических наук, доцент
kaf_electricautomatic@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»
