Dinamik Ortamlar İçin Yeni Bir Gerçek Zamanlı Evrimsel Seyrüsefer Planlama Ve Güdümleme Sistemi

Abstract

Gerçek zaman kısıtları altında seyrüsefer planlama, değişken ortam koşullarında hava aracının minimum yakıtla en güvenilir, en kısa yoldan intikali tamamlayabilmesi için gerekli çözümün bulunmasını gerektirir. Enlem, boylam ve yükseklik değerleri ile tanımlanan uçuş noktalarının bazıları arasında, çift yönlü geçiş yolları tanımlıdır. Bu geçiş yollarının uzunluk, güvenlik, yükseklik farkı gibi rastlantısal olarak değişebilen ölçütleri mevcuttur. Problemin en uygun çözümü, tüm amaç fonksiyonlarını birlikte eniyileyen, en kısa, en güvenilir ve en düz rotanın planlanması ve güdümleme ile çevrimiçi olarak çalıştırılmasıdır. Göz önüne alınan ölçütler birbiri ile çelişkili olabileceğinden böyle bir çözüme ulaşmak çoğunlukla zordur. Dinamik rota planlama problemi, uzunluk, yükseklik ve güvenlik ölçütlerini değerlendirdiği için çok amaçlı eniyileme problemidir. Gerçekleştirilen sistem uçuş planı tasarlama ve yürütme olmak üzere iki alt sistemden oluşmaktadır. Uçuş planı tasarlama alt sisteminde, hava araçlarının, bir intikal başlangıç noktasından hedef noktasına en uygun rotası evrimsel algoritma ile planlanmıştır. Planlama alt sistemi, maliyeti dinamik değişebilen üç farklı kısıtlı çizge yapısını kullanmaktadır. Uçuş planı yürütme alt sistemi sağladığı yatay ve dikey güdümleme fonksiyonlarıyla tüm uçuş bacakları için, istenilen kalkış noktasından bir sonraki varış noktasına planlanan intikali gerçekleştirir.

Navigation planning under real time constraints requires finding the necessary solution for the transition of the air vehicle from the most secure, shortest path with minimum fuel consumption under changing environment conditions. There are transition paths between some of the waypoints that are defined by latitude, longitude and altitude values. There are constraints of the transition paths like distance, security and altitude that can change casually. The optimum solution of the problem is supposed to optimize all of the objective functions. Finding such a solution is usually difficul since considered constraints. Because usually constraints that are considered in the problem are contradictory and interact negatively with each other. Since the problem considers distance, altitude and security conditions as distinct constraints, it is a multi-objective optimization problem. The designed system consists of two subsystems, one of these subsystems is flight planning subsystem and the other one is flight plan execution subsystem. In the flight planning subsystem, the most secure, shortest and smoothest flight path transition of the air vehicles from the source waypoint to the target waypoint is planned by evolutionary method and genetic algorithm. Flight plan execution subsystem executes the planned flight path from the desired departure waypoint to the next arrival waypoint owing to the lateral and vertical navigation guidance functions.