Распределение защитников по целям с использованием «жадного» алгоритма на основе модели сканирующей системы на плоскости
https://doi.org/10.35266/1999-7604-2026-2-9
Аннотация
В статье рассматривается актуальная задача оперативного распределения ограниченного контингента защитников (мобильных агентов) между динамически изменяющимся множеством целей на плоскости. В условиях, когда количество объектов, требующих обслуживания или защиты, постоянно меняется (появляются новые или исчезают существующие цели), а ресурсы строго лимитированы, критически важным становится выбор оптимальной стратегии назначения. Для решения этой проблемы автором разработана имитационная модель сканирующей системы, которая осуществляет мониторинг пространственного положения целей в реальном времени. Основой предложенного подхода является использование «жадного» алгоритма (greedy algorithm), который на каждом шаге моделирования принимает локально оптимальное решение о назначении защитника на наиболее приоритетную цель. Научная новизна работы заключается в органичной интеграции этого алгоритма с динамической матрицей стоимостей. Данная матрица не является статичной, а пересчитывается для каждой итерации с учетом текущих координат целей, их важности и доступности, что позволяет системе адаптироваться к изменениям обстановки. Существенным вкладом в развитие темы также является создание комплексной визуализационной системы. В отличие от существующих аналогов, она позволяет одновременно отображать не только пространственное распределение участников (защитников и целей), но и текущее состояние матрицы стоимостей, а также визуализировать логику принятия решений по назначению. Практическая значимость проведенного исследования выходит далеко за рамки сугубо оборонительных задач. Разработанный вычислительный метод может быть эффективно применен в гражданских секторах, таких как логистика (для распределения ограниченного парка курьеров по поступающим заказам), управление группами мобильных роботов (организация патрулирования или взаимодействия), а также в системах мониторинга и оповещения, где необходимо оперативно реагировать на инциденты. Таким образом, работа представляет собой готовый прототип интеллектуальной системы поддержки принятия решений для широкого класса задач распределения ресурсов в нестационарной среде.
Об авторе
А. А. ДубановРоссия
кандидат технических наук, доцент
Список литературы
1. Cormen T. H., Leiserson C. E., Rivest R. L. et al. Introduction to algorithms. 3rd ed. Cambridge, MA : The MIT Press, 2009. 1292 p.
2. Papadimitriou C. H., Steiglitz K. Combinatorial optimization: Algorithms and complexity. Mineola, NY : Dover Publications, 1998. 528 p.
3. Bertsekas D. P. Network optimization: Continuous and discrete models. Belmont, MA : Athena Scientific, 1998. 593 p.
4. Kuhn H. W. The Hungarian method for the assignment problem // Naval Research Logistics Quarterly. 1955. Vol. 2, no. 1–2. P. 83–97.
5. Burkard R., Dell’Amico M., Martello S. Assignment problems. Philadelphia, PA : Society for Industrial and Applied Mathematics, 2009. 382 p.
6. Zavlanos M. M., Spesivtsev L., Pappas G. J. A distributed auction algorithm for the assignment problem // Proceedings of the 47th IEEE Conference on Decision and Control, December 9–11, 2008, Cancun, Mexico. Piscataway, NJ : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2008. P. 1212–1217.
7. Choi H. L., Brunet L., How J. P. Consensus-based decentralized auctions for robust task allocation // IEEE Transactions on Robotics. 2009. Vol. 25, no. 4. P. 912–926.
8. Michael N., Zavlanos M. M., Kumar V. et al. Distributed multi-robot task assignment and formation control // Proceedings of the 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation, May 19–23, 2008, Pasadena. New York, NY : Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2008. P. 128–133.
9. Enright J. J., Frazzoli E., Pavone M. et al. UAV routing and coordination in stochastic, dynamic environments // Handbook of Unmanned Aerial Vehicles / K. P. Valavanis, G. J. Vachtsevanos, eds. Dordrecht : Springer, 2015. P. 2079–2109. https://doi.org/10.1007/978-90-481-9707-1_28.
10. Beard R. W., McLain T. W., Nelson D. B. et al. Decentralized cooperative aerial surveillance using fixedwing miniature UAVs // Proceedings of the IEEE. 2006. Vol. 94, no. 7. P. 1306–1324.
11. Savla K., Frazzoli E., Bullo F. Traveling salesperson problems for the Dubins vehicle // IEEE Transactions on Automatic Control. 2008. Vol. 53, no. 6. P. 1378–1391.
12. Otte M., Correll N. Any-com multi-robot path-planning with dynamic teams: Multi-robot coordination under communication constraints // Springer Tracts in Advanced Robotics. 2014. Vol. 79. P. 743–757.
13. Khamis A., Hussein A., Elmogy A. Multi-robot task allocation: A review of the state-of-the-art // Cooperative Robots and Sensor Networks / A. Koubâa, J. R. Martínez-de Dios, eds. Cham : Springer, 2015. P. 31–51.
14. Gerkey B. P., Matarić M. J. A formal analysis and taxonomy of task allocation in multi-robot systems // The International Journal of Robotics Research. 2004. Vol. 23, no. 9. P. 939–954.
15. Liu L., Shell D. A. Large-scale multi-robot task allocation via dynamic partitioning and distribution // Autonomous Robots. 2012. Vol. 33, no. 3. P. 291–307.
16. Программа распределения защитников по целям при моделировании радара на плоскости на основе «жадного» алгоритма. URL: https://github.com/dubanovalex67-eng/Modeling/blob/main/Radar_with_Defenders_Greedy.m (дата обращения: 7.02.2026).
17. Программа-функция «жадного» алгоритма. URL: https://github.com/dubanovalex67-eng/Modeling/blob/main/Greedy_Pursuit.m (дата обращения: 7.02.2026).
18. Видео, результат моделирования работы радара на плоскости. URL: https://vimeo.com/1162478327?share=copy&fl=sv&fe=ci (дата обращения: 7.02.2026).
19. Видео, динамическая матрица стоимостей радара. URL: https://vimeo.com/1162481636?share=copy&fl=sv&fe=ci (дата обращения: 7.02.2026).
20. Видео, динамическая матрица стоимостей «защитник – цель». URL: https://vimeo.com/1162480737?share=copy&fl=sv&fe=ci (дата обращения: 7.02.2026).
21. Видео, результат распределения защитников по целям. URL: https://vimeo.com/1162481876?share=copy&fl=sv&fe=ci (дата обращения: 7.02.2026).
Рецензия
Для цитирования:
Дубанов А.А. Распределение защитников по целям с использованием «жадного» алгоритма на основе модели сканирующей системы на плоскости. Вестник кибернетики. 2026;25(2):82-91. https://doi.org/10.35266/1999-7604-2026-2-9
For citation:
Dubanov A.A. Distribution of defenders among targets using greedy algorithm based on model of scanning system on plane. Proceedings in Cybernetics. 2026;25(2):82-91. (In Russ.) https://doi.org/10.35266/1999-7604-2026-2-9
JATS XML







