ГЕОМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТРАС І ПОТОКІВ

Автор(и)

  • Андрій Левтеров Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-6586-1061
  • Ганна Плєхова Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0002-6912-6520
  • Марина Костікова Харківський національний автомобільно-дорожній університет, Україна https://orcid.org/0000-0001-5197-7389
  • Антон Окунь Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Україна https://orcid.org/0000-0002-6467-4229

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0023.2023.01.09

Ключові слова:

математична модель, задача оптимізації, обмеження, топологічний параметр, норма і правило побудови, гомотопія, точність

Анотація

Досліджено та розроблено математичні моделі для вирішення задач оптимізації з’єднання в неодносвязних областях за типових технологічних обмежень на геометричні та топологічні параметри трас, насамперед, на кривизну та кількість вигинів. Моделі пов'язані з існуючими та перспективними топогеодезичними моделями полігональних зображень територій. Розв'язання задач зв'язку передбачає пошук оптимальних траєкторій маршрутів і сіток у межах необмежених геометричних форм. Для цього потрібна розробка безлічі загальних моделей як полів, де здійснюються зв’язки. Сполучення можуть бути різних типів, таких як гнучкі, манхеттенські, рівні, тверді, а також маршрути інших типів. Смеляков та Алісейко (Плєхова Г. А.) зауважують, що глобальне та локальне регулювання геометричних зв’язків для розв’язання задач зв’язків можна представити як загальну оптимізаційну задачу зв’язку, яка визначається як задача вибору < , R >, де R – набір альтернатив,  – принцип оптимальності. При цьому набір можна представити як сукупність фазового простору  та обмежень Q, які застосовуються до параметрів фазового простору . У свою чергу, доцільно уявити, що фазовий простір  є декартовим добутком  = X*Y*Z*U вихідних даних X, збурень Y, параметрів керування U та результатів Z. Аналіз задачі свідчить про те, що насамперед ефективність моделювання фазового простору  пов'язана з описом вихідних даних X про площу F і простір L можливих магістралей в F. Питання досліджується як розробка побудови структур моделей та методології їх використання, які б уможливили конструктивне та ефективне (в обчислювальній техніці) моделювання та дослідження різноманітних моделей та алгоритмів, які зберігають геометричність та інваріантність моделей, які необхідні для їх конкретного використання в умовах прийнятності використання різних вихідних структур даних. Дане дослідження присвячене розв’язанню задачі розробки моделі для задач зв’язку в рамках геометричного проектування.

Біографії авторів

Андрій Левтеров, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

кандидат технічних наук, професор, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри інформатики та прикладної математики; м. Харків, Україна

Ганна Плєхова, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

кандидат технічних наук, доцент, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, доцент кафедри інформатики та прикладної математики; м. Харків, Україна

Марина Костікова, Харківський національний автомобільно-дорожній університет

кандидат технічних наук, доцент, Харківський національний автомобільно-дорожній університет, доцент кафедри інформатики та прикладної математики; м. Харків, Україна

Антон Окунь, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

кандидат технічних наук, доцент, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», доцент кафедри комп’ютерного моделювання та інтегрованих технологій обробки тиском; м. Харків, Україна

Посилання

Upadhyay S., Ratnoo A. On existence and synthesis of smooth four parameter logistic paths inside annular passages. IEEE Robotics and Automation Letters. 2018, vol. 3, iss. 4, pp. 4375–4382.

Cowlagi R., Tsiotras P. Curvature-bounded traversability analysis in motion planning for mobile robots. IEEE Transactions on Robotics. 2014, pp. 1011–1019.

Bakolas E., Tsiotras P. Kinodynamic trajectory generation through rectangular channels using path and motion primitives. 47th IEEE Conference on Decision and Control. 2008, pp. 3725–3730.

Laumond J.-P., Jacobs P., Taix M., Murray R. M. A motion planner for nonholonomic mobile robots. IEEE Transactions on Robotics and Automation. 1994, vol. 10, iss. 5. pp. 577–593.

Agarwal P., Biedl T., Lazard S., Robbins S., Suri S., Whitesides S. Curvature-constrained shortest paths in a convex polygon. Proceedings 14th Annual ACM Symposium on Computational Geometry. 1998, pp. 392–401.

Plekhova A.A., Smelyakov S.V., Modeliuvannia komunikatsiinykh merezh z urakhuvanniam landshaftu za riznoridnykh umov ta obmezhen [Modelling of communication networks taking into account the landscape under heterogeneous criteria and restrictions], Informatsionnye sistemy [Insformation Systems], vol. 3, no. 11, 1998, pp. 143-146.

Stoyan, Y.G., Eschenko V.G., Vinarsky V.Y. Mathematical methods of geometric design in artificial intelligence system. IFAC Proceedings Volumes. 1992, vol. 25, iss. 28, pp. 101–105.

Smelyakov S. V., Stoyan Y. G. Modelling of the space of paths in problems of constructing optimal trajectories. USSR Computational Mathematics and Mathematical Physics. 1983, vol. 23, iss. 1, pp. 50–55.

Smelyakov S. V. Construction of shortest line of restricted curvature in a non-singly-connected polygonal area. Inclusion methods for nonlinear problems. Computing supplementa. 2003, vol. 16, pp. 237–244.

Sergienko I. V., Shylo V. P. Problems of discrete optimization: Challenges and main approaches to solve them. Cybernetics and Systems Analysis. 2006, vol. 42, pp. 465–482.

Plekhova A. Model i metod rozviazannia zadachi poshuku optymalnoho poiednannia pry obmezhenni kryvyzny [Model and methods for solving problems of searching for certain connections with a curvature constraint]. Radioelektronika i informatika [Radioelectronics and Informatics]. 1998, vol. 3, 1998, pp. 56–59.

Plekhova A. Pobudova optymalnoi trasy obmezhenoi kryvyzny u neodnozviaznii oblasti [Construction of an optimal path of bounded curvature in a non-simply connected domain]. Radioelektronika i informatika [Radioelectronics and Informatics]. 1999, vol. 3, pp. 22–23.

##submission.downloads##

Опубліковано

2023-07-15

Як цитувати

Левтеров, А., Плєхова, Г., Костікова, М., & Окунь, А. (2023). ГЕОМЕТРИЧНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ТРАС І ПОТОКІВ. Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Системний аналiз, управління та iнформацiйнi технологiї, (1 (9), 60–63. https://doi.org/10.20998/2079-0023.2023.01.09

Номер

Розділ

МАТЕМАТИЧНЕ І КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ