Routing an Unmanned Aerial Vehicle During NPP Monitoring in the Presence of an Automatic Battery Replacement Aerial System

Fesenko, Herman; Kliushnikov, Ihor; Kharchenko, Vyacheslav; Rudakov, S. V.; Odarushchenko, Oleg

doi:10.1109/dessert50317.2020.9125080

Cited by 15 publications

(9 citation statements)

References 14 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The required numbers of ABRAS and their location point are also determined (see Figure 7) [8]. The algorithm branch for structure (b) (long-term data transfer is required) is shown in Figure 8 and includes follow steps.…”

Section: Algorithms and Methods Of Justifyingmentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

UAV Fleet Based Accident Monitoring Systems with Automatic Battery Replacement Systems: Algorithms for Justifying Composition and Use Planning

Kliushnikov¹,

Fesenko²,

Kharchenko³

et al. 2021

IJSSE

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

The existing approaches suggest that justifying robotic monitoring systems composition and use planning are carried out through a set of predefined missions. The paper proposes the algorithm of justifying composition and utilization of monitoring systems for critical infrastructure objects based on the theory of transport systems considering possible types of the monitoring missions. The considered monitoring system comprises a fleet of unmanned aerial vehicles (UAV fleet) and automatic battery replacement systems. The algorithm provides a procedure for defining the monitoring system composition and using the UAV fleet and the automatic battery replacement systems taking into account the requirements for the number of ground objects from which data needs collecting, range, transmission frequency, volume of the transmitted data, and operation time. Methods of research are the following: graph theory, theory of transportation system (methods for solving the traveling salesman problem and multiple traveling salesman problem); mathematical optimization models (evolutionary algorithms), job shop scheduling. The algorithm allows finding an optimal or near optimal compromise solving for composition and utilization of monitoring system for different cases; reducing the time of justifying the monitoring system composition and takes into account the various requirements such as transmission frequency, volume of the transmitted data, and continuous operation time; planning using UAV and automated battery replacement aerial stations (ABRAS) as the parts of transportation system.

show abstract

Section: Algorithms and Methods Of Justifyingmentioning

confidence: 99%

“…• Forming an Internet of UAV-based post-accident monitoring system [7,8]. A scheduling problem in which UAVs must be recharged during a long-term mission described in study [9].…”

Section: State Of the Artmentioning

confidence: 99%

UAV Fleet Based Accident Monitoring Systems with Automatic Battery Replacement Systems: Algorithms for Justifying Composition and Use Planning

Kliushnikov¹,

Fesenko²,

Kharchenko³

et al. 2021

IJSSE

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Using FSNets to monitor UCOs is becoming a more popular method. In particular, UAVs acting as flying sensors are used to perform the following tasks: air pollution (quality) monitoring [1][2][3][4]; gas sensing [5][6][7][8]; radiation monitoring and mapping [9][10][11][12][13]; the monitoring of dust particles produced by mining activities [14,15]; and the early detection of a threat following a chemical, biological, radiological, nuclear, and explosive event [16].…”

Section: State Of the Artmentioning

confidence: 99%

Flying Sensor and Edge Network-Based Advanced Air Mobility Systems: Reliability Analysis and Applications for Urban Monitoring

Fesenko

Illiashenko

Kharchenko

et al. 2023

Drones

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Typical structures of monitoring systems (MSs) that are used in urban complex objects (UCOs) (such as large industrial facilities, power facilities, and others) during the post-accident period are combined with the technologies of flying sensor networks (FSNets) and flying edge networks (FENets) (FSNets and FENets); cloud/fog computing and artificial intelligence are also developed. An FSNets and FENets-based MS, composed of one of the Advanced Air Mobility (AAM) systems classes, which comprise main and virtual crisis centers, fleets of flying sensors, edge nodes, and a ground control station, is presented and discussed. Reliability and survivability models of the MS for the UCOs, considering various operation conditions and options of redundancy, are developed and explored. A tool to support the research on MS reliability, survivability, and the choice of parameters is developed and described. Crucially, this paper enhances the technique for assessing systems using the multi-parametrical deterioration of characteristics as a class of multi-state systems. Problems that may arise when using FSNets/FENet-based AAM systems are discussed. The main research results comprise a structural basis, a set of models, and a tool for calculating the reliability and survivability of FSNets/FENet-based AAM systems, with various options for distributing the processing and control resources between components, their failure rates, and degradation scenarios.

show abstract

“…Застосування БПЛА в системах моніторингу дозволяє значно розширити можливості таких систем та здійснювати виконання завдань в умовах, небезпечних для людини. Наразі, системи моніторингу об'єктів критичної інфраструктури, зазвичай розгортаються в умовах часових обмежень та в унікальних специфічних умовах [1,2].…”

Section: вступunclassified

Метод Визначення Структури Та Складу Мультиагентної Системи Моніторингу Малих Модульних Реакторів Побудованої На Основі Безпілотних Літальних Апаратів

Kliushnikov

2023

CNCS

View full text Add to dashboard Cite

Аварія на атомній електростанції (АЕС) в м. Фукусіма показала, що використання систем моніторингу на основі безпілотних літальних апаратів (БПЛА) дозволило здійснювати оцінку наслідків аварії та проводити післяаварійний моніторинг інфраструктури АЕС та навколишньої території. Однак, розгортання такої системи моніторингу здійснювалось вже після аварії, коли не було інших можливостей для отримання інформації. Крім того процес створення та розгортання таких систем, які є унікальними, та призначені для моніторингу конкретного об’єкту. Поширення застосування БПЛА на різноманітні сфери показує, що вони можуть використовуватись як гнучкі сервіси для виконання різних завдань в автономному режимі, що передбачає впровадження засобів їх інтелектуалізації. Однім з напрямів розвитку атомної енергетики є малі модульні реактори (ММР) і використання БПЛА у складі систем моніторингу інфраструктури ММР дозволить вирішувати широке коло завдань. Предметом статті є процес формування систем моніторингу на основі БПЛА. Мета статті – запропонувати підхід з вдосконалення процесу синтезу інтелектуальних систем моніторингу об’єктів атомної енергетики. Завдання статті: запропонувати метод визначення структури та складу мультиагентних систем моніторингу на основі БПЛА (МА-БПЛА-СМ) для виконання різноманітних завдань з урахуванням вимог та умов навколишнього середовища, для чого розробити концептуальну модель холонічної МА-БПЛА-СМ та базу знань у вигляді онтології, для виведення необхідних знань під час синтезу МА-СМ; надати приклад використання запропонованого методу для формування структури МА-БПЛА-СМ при виконанні завдань моніторингу ММР (МА-БПЛА-ММР-СМ), а саме здійснення моніторингу у складі системи фізичного захисту ММР. Отримані наступні результати роботи. Розроблена і описана концептуальна модель холонічної МА-БПЛА-ММР-СМ. Розроблено та описано метод визначення структури та складу МА-БПЛА-ММР-СМ При цьому враховано необхідність формування підсистеми виконання завдань у вигляді холонів БПЛА та холонів забезпечення тривалого функціонування МА-БПЛА-ММР-СМ. Розроблено варіант онтологічної бази знань та показано приклад її використання для отримання переліку БПЛА, обладнання, необхідного для виконання завдань у визначених умовах з заданими вимогами. Розглянуто можливі варіанти здійснення моніторингу фізичної безпеки інфраструктури ММР та запропонована модель функціонування МА-БПЛА-ММР-СМ з періодичним покриттям зони обмеженого доступу, яка дозволяє визначати необхідну чисельність БПЛА та станцій обслуговування. Напрямок подальших досліджень полягає у розробці методу вибору та імплементації моделей, необхідних для визначення потрібної чисельності БПЛА в МА-БПЛА-ММР-СМ для забезпечення заданих показників надійності виконання завдань.

show abstract

Routing an Unmanned Aerial Vehicle During NPP Monitoring in the Presence of an Automatic Battery Replacement Aerial System

Cited by 15 publications

References 14 publications

UAV Fleet Based Accident Monitoring Systems with Automatic Battery Replacement Systems: Algorithms for Justifying Composition and Use Planning

UAV Fleet Based Accident Monitoring Systems with Automatic Battery Replacement Systems: Algorithms for Justifying Composition and Use Planning

Flying Sensor and Edge Network-Based Advanced Air Mobility Systems: Reliability Analysis and Applications for Urban Monitoring

Метод Визначення Структури Та Складу Мультиагентної Системи Моніторингу Малих Модульних Реакторів Побудованої На Основі Безпілотних Літальних Апаратів

Contact Info

Product

Resources

About