{"title":"控制无人机时决策系统中的贝叶斯信任网络","authors":"В.А. Малиновкин, О.С. Мордвинкина, К.Н. Резников, А.В. Барабанов","doi":"10.36622/1729-6501.2024.20.2.009","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"в современном мире спектр использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) расширяется. Разделяется контролированное управление (через пульт управления) и бесконтрольное управление БПЛА. Задача автоматизации включает в себя исключение влияния человека из основного процесса. Таким образом, бесконтрольное управление БПЛА является актуальной задачей. Ранее были рассмотрены основные системы поддержки и принятия решений на основе машинного обучения, глубокого обучения, Байесовских сетей, теории игр. В результате сравнения был сделан выбор в пользу Байесовских сетей, так как в этом случае не требуется проведения предварительного обучения, достигается высокая скорость выполнения расчётов и реализуется возможность работы с разной входной информацией, влияющей на событие в точке. В текущей работе были проанализированы алгоритмы отыскания кратчайшего расстояния: алгоритм Флойда-Уоршелла, алгоритм Форда-Беллмана, алгоритм Дейкстры. Сравнительный анализ показал, что алгоритм Форда-Беллмана является оптимальным для решения задачи поиска кратчайшего пути в городской среде (количество ребер меньше, чем количество вершин, так как существование ребер ограничено знанием местности). Также было продемонстрированно использование Байесовских сетей доверия в системе поддержки принятия решений с применением d-разделения. Были сформулированы критерии оптимальности при выборе оптимального пути: наличие минимального расстояния между исходными точками, наличие наибольшего среднего коэффициента доверия\n the range of unmanned aerial vehicles (UAVs) is expanding in today's world. A distinction is made between controlled control (via a control panel) and uncontrolled control of UAVs. The task of automation includes the exclusion of human influence from the main process. Thus, uncontrolled control of UAVs is an actual task. Earlier, the main systems of support and decision making based on: machine learning, deep learning, Bayesian networks, game theory were considered. As a result of comparison the choice was made in favor of Bayesian networks, as in this case it is not required to carry out preliminary training, achieves high speed of calculations and realizes the possibility of working with different input information affecting the event at a point. In the current work we analyzed the following algorithms for finding the shortest distance: Floyd-Worshell algorithm, Ford-Bellman algorithm, Dijkstra algorithm. The comparative analysis showed that the Ford-Bellman algorithm is optimal for solving the problem of finding the shortest path in an urban environment (the number of edges is less than the number of vertices, since the existence of edges is limited by knowledge of the terrain). The use of Bayesian trust networks in a decision support system using d-separation has also been demonstrated. Optimality criteria for choosing the optimal path were formulated: presence of the minimum distance between the initial points, presence of the largest average confidence coefficient","PeriodicalId":515253,"journal":{"name":"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА","volume":" 17","pages":""},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2024-07-05","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":"{\"title\":\"BAYESIAN NETWORK OF TRUST IN A DECISION MAKING SYSTEM WHEN CONTROLLING A UAV\",\"authors\":\"В.А. Малиновкин, О.С. Мордвинкина, К.Н. Резников, А.В. Барабанов\",\"doi\":\"10.36622/1729-6501.2024.20.2.009\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"в современном мире спектр использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) расширяется. Разделяется контролированное управление (через пульт управления) и бесконтрольное управление БПЛА. Задача автоматизации включает в себя исключение влияния человека из основного процесса. Таким образом, бесконтрольное управление БПЛА является актуальной задачей. Ранее были рассмотрены основные системы поддержки и принятия решений на основе машинного обучения, глубокого обучения, Байесовских сетей, теории игр. В результате сравнения был сделан выбор в пользу Байесовских сетей, так как в этом случае не требуется проведения предварительного обучения, достигается высокая скорость выполнения расчётов и реализуется возможность работы с разной входной информацией, влияющей на событие в точке. В текущей работе были проанализированы алгоритмы отыскания кратчайшего расстояния: алгоритм Флойда-Уоршелла, алгоритм Форда-Беллмана, алгоритм Дейкстры. Сравнительный анализ показал, что алгоритм Форда-Беллмана является оптимальным для решения задачи поиска кратчайшего пути в городской среде (количество ребер меньше, чем количество вершин, так как существование ребер ограничено знанием местности). Также было продемонстрированно использование Байесовских сетей доверия в системе поддержки принятия решений с применением d-разделения. Были сформулированы критерии оптимальности при выборе оптимального пути: наличие минимального расстояния между исходными точками, наличие наибольшего среднего коэффициента доверия\\n the range of unmanned aerial vehicles (UAVs) is expanding in today's world. A distinction is made between controlled control (via a control panel) and uncontrolled control of UAVs. The task of automation includes the exclusion of human influence from the main process. Thus, uncontrolled control of UAVs is an actual task. Earlier, the main systems of support and decision making based on: machine learning, deep learning, Bayesian networks, game theory were considered. As a result of comparison the choice was made in favor of Bayesian networks, as in this case it is not required to carry out preliminary training, achieves high speed of calculations and realizes the possibility of working with different input information affecting the event at a point. In the current work we analyzed the following algorithms for finding the shortest distance: Floyd-Worshell algorithm, Ford-Bellman algorithm, Dijkstra algorithm. The comparative analysis showed that the Ford-Bellman algorithm is optimal for solving the problem of finding the shortest path in an urban environment (the number of edges is less than the number of vertices, since the existence of edges is limited by knowledge of the terrain). The use of Bayesian trust networks in a decision support system using d-separation has also been demonstrated. Optimality criteria for choosing the optimal path were formulated: presence of the minimum distance between the initial points, presence of the largest average confidence coefficient\",\"PeriodicalId\":515253,\"journal\":{\"name\":\"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА\",\"volume\":\" 17\",\"pages\":\"\"},\"PeriodicalIF\":0.0000,\"publicationDate\":\"2024-07-05\",\"publicationTypes\":\"Journal Article\",\"fieldsOfStudy\":null,\"isOpenAccess\":false,\"openAccessPdf\":\"\",\"citationCount\":\"0\",\"resultStr\":null,\"platform\":\"Semanticscholar\",\"paperid\":null,\"PeriodicalName\":\"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА\",\"FirstCategoryId\":\"1085\",\"ListUrlMain\":\"https://doi.org/10.36622/1729-6501.2024.20.2.009\",\"RegionNum\":0,\"RegionCategory\":null,\"ArticlePicture\":[],\"TitleCN\":null,\"AbstractTextCN\":null,\"PMCID\":null,\"EPubDate\":\"\",\"PubModel\":\"\",\"JCR\":\"\",\"JCRName\":\"\",\"Score\":null,\"Total\":0}","platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"ВЕСТНИК ВОРОНЕЖСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.36622/1729-6501.2024.20.2.009","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
摘要
当今世界,无人驾驶飞行器(UAV)的范围正在不断扩大。无人飞行器的控制分为受控控制(通过控制面板)和不受控控制。自动化的任务包括将人的影响排除在主要过程之外。因此,无人飞行器的失控控制是一项实际任务。早先考虑了基于机器学习、深度学习、贝叶斯网络、博弈论的主要支持和决策系统。经过比较,我们选择了贝叶斯网络,因为在这种情况下,不需要预先训练,可以实现高速计算,并且可以处理影响点事件的不同输入信息。在目前的工作中,我们分析了以下寻找最短距离的算法:Floyd-Worshell 算法、Ford-Bellman 算法和 Dijkstra 算法。比较分析表明,Ford-Bellman 算法是解决在城市环境中寻找最短路径问题的最佳算法(边的数量少于顶点的数量,因为边的存在受到地形知识的限制)。贝叶斯信任网络在使用 d 分离的决策支持系统中的应用也得到了证实。为选择最优路径制定了优化标准:存在初始点之间的最小距离,存在最大的平均信任系数。无人飞行器的控制分为受控控制(通过控制面板)和不受控控制。自动化的任务包括将人的影响排除在主要过程之外。因此,无人飞行器的失控控制是一项实际任务。此前,考虑了基于机器学习、深度学习、贝叶斯网络、博弈论的主要支持和决策系统。经过比较,我们选择了贝叶斯网络,因为在这种情况下,无需进行初步训练,计算速度快,并且可以处理影响某一点事件的不同输入信息。在目前的工作中,我们分析了以下寻找最短距离的算法:Floyd-Worshell 算法、Ford-Bellman 算法和 Dijkstra 算法。比较分析表明,Ford-Bellman 算法是解决在城市环境中寻找最短路径问题的最佳算法(边的数量少于顶点的数量,因为边的存在受到地形知识的限制)。贝叶斯信任网络在使用 d 分离的决策支持系统中的应用也得到了证实。为选择最优路径制定了优化标准:存在初始点之间的最小距离、存在最大的平均置信系数、存在最小的边数。
BAYESIAN NETWORK OF TRUST IN A DECISION MAKING SYSTEM WHEN CONTROLLING A UAV
в современном мире спектр использования беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) расширяется. Разделяется контролированное управление (через пульт управления) и бесконтрольное управление БПЛА. Задача автоматизации включает в себя исключение влияния человека из основного процесса. Таким образом, бесконтрольное управление БПЛА является актуальной задачей. Ранее были рассмотрены основные системы поддержки и принятия решений на основе машинного обучения, глубокого обучения, Байесовских сетей, теории игр. В результате сравнения был сделан выбор в пользу Байесовских сетей, так как в этом случае не требуется проведения предварительного обучения, достигается высокая скорость выполнения расчётов и реализуется возможность работы с разной входной информацией, влияющей на событие в точке. В текущей работе были проанализированы алгоритмы отыскания кратчайшего расстояния: алгоритм Флойда-Уоршелла, алгоритм Форда-Беллмана, алгоритм Дейкстры. Сравнительный анализ показал, что алгоритм Форда-Беллмана является оптимальным для решения задачи поиска кратчайшего пути в городской среде (количество ребер меньше, чем количество вершин, так как существование ребер ограничено знанием местности). Также было продемонстрированно использование Байесовских сетей доверия в системе поддержки принятия решений с применением d-разделения. Были сформулированы критерии оптимальности при выборе оптимального пути: наличие минимального расстояния между исходными точками, наличие наибольшего среднего коэффициента доверия
the range of unmanned aerial vehicles (UAVs) is expanding in today's world. A distinction is made between controlled control (via a control panel) and uncontrolled control of UAVs. The task of automation includes the exclusion of human influence from the main process. Thus, uncontrolled control of UAVs is an actual task. Earlier, the main systems of support and decision making based on: machine learning, deep learning, Bayesian networks, game theory were considered. As a result of comparison the choice was made in favor of Bayesian networks, as in this case it is not required to carry out preliminary training, achieves high speed of calculations and realizes the possibility of working with different input information affecting the event at a point. In the current work we analyzed the following algorithms for finding the shortest distance: Floyd-Worshell algorithm, Ford-Bellman algorithm, Dijkstra algorithm. The comparative analysis showed that the Ford-Bellman algorithm is optimal for solving the problem of finding the shortest path in an urban environment (the number of edges is less than the number of vertices, since the existence of edges is limited by knowledge of the terrain). The use of Bayesian trust networks in a decision support system using d-separation has also been demonstrated. Optimality criteria for choosing the optimal path were formulated: presence of the minimum distance between the initial points, presence of the largest average confidence coefficient