Optimization of Interception Plan for Rectilinearly Moving Targets

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The article considers the problem of combinatorial optimization of interception of rectilinearly moving targets as a modification of the traveling salesman problem. New macro characteristics and definitions for this problem are introduced and used to classify the obtained solutions. Vector criteria composed of several important for applications functionals are described. The principles of nowaiting
and maximum velocity are proved for two types of criteria. An intelligent brute-force algorithm with dynamic programming elements for finding optimal plans according to the introduced intercept criteria is proposed and implemented. Statistics of solutions of the developed algorithm is collected for a set of different initial parameters and the proposed macro characteristics are investigated. The conclusions about their applicability as local rules for the greedy algorithm for finding a suboptimal intercept plan are drawn.

About the authors

A. A. Galyaev

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: galaev@ipu.ru
Moscow, Russia

V. P. Yakhno

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: vic_iakhno@mail.ru
Moscow, Russia

P. V. Lysenko

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: pavellysen@ipu.ru
Moscow, Russia

L. M. Berlin

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: berlin.lm@phystech.edu
Moscow, Russia

M. E. Buzikov

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: me.buzikov@physics.msu.ru
Moscow, Russia

References

  1. Сихарулидзе Г.Г. Об одном обобщении задачи коммивояжера. I // А и Т. 1971. No. 8. P. 116-123.
  2. Сихарулидзе Г.Г. Об одном обобщении задачи коммивояжера. II // А и Т. 1971. No. 10. P. 142-147.
  3. Picard J.C., Queyranne M. The time-dependent traveling salesman problem and its application to the tardiness problem in one-machine scheduling // Oper. Res. 1978. V. 26. No. 1. P. 86-110. https://doi.org/10.1287/opre.26.1.86
  4. Helvig C.S., Robins G., Zelikovsky A. The moving-target traveling salesman problem // J. Algorithm.Comput. Technol. 2003. V. 49. No. 1. P. 153-174. https://doi.org/10.1016/S0196-6774(03)00075-0
  5. Garey M.R., Johnson D.S. Computers and intractability: A guide to the theory of NP-completeness. San Francisco, Calif.: W.H. Freeman & Co., 1979.
  6. Ny J., Feron E., Frazzoli E. On the Dubins traveling salesman problem // IEEE Trans. Automat. Contr. 2012. V. 57. No. 1. P. 265-270. https://doi.org/10.1109/TAC.2011.2166311
  7. Isaiah P., Shima T. Motion planning algorithms for the Dubins travelling salesperson problem // Automatica. 2015. V. 53. P. 247-255. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2014.12.041
  8. Stieber A. The multiple traveling salesperson problem with moving targets. Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg, 2022.
  9. Ahrens B. The tour construction framework for the dynamic Travelling Salesman Problem // SoutheastCon, IEEE. 2015. P. 1-8. https://doi.org/10.1109/SECON.2015.7132999
  10. Choubey N.S. Moving target travelling salesman problem using genetic algorithm // Int. J. Comput. Appl. 2013. V. 70. No. 1. P. 30-34. https://doi.org/10.5120/11937-7726
  11. Smith C.D. Assessment of genetic algorithm based assignment strategies for unmanned systems using the multiple traveling salesman problem with moving targets // Thesis (M.S.), Department of Civil and Mechanical Engineering. University of Missouri, Kansas City, 2021.
  12. Buzikov M.E., Galyaev A.A. Minimum-time lateral interception of a moving target by a Dubins car // Automatica. 2022. V. 135. https://doi.org/10.1016/j.automatica.2021.109968
  13. Galyaev A.A., Lysenko P.V., Rubinovich E.Y. Optimal Stochastic Control in the Interception Problem of a Randomly Tacking Vehicle // Mathematics. 2021. V. 9. No. 19. https://doi.org/10.3390/math9192386
  14. Galyaev A.A., Dobrovidov A.V., Lysenko P.V., Shaikin M.E. et.al. Path Planning in Threat Environment for UUV with Non-Uniform Radiation Pattern // Sensors. 2020. V. 20. No. 7. https://doi.org/10.3390/s20072076

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».