Автоматизированное проектирование дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Козов Алексей Владимирович

• Козов Алексей Владимирович
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Козов Алексей Владимирович

Введение

Глава 1. Проблемы проектирования систем группового управления мобильными роботами

1.1. Система группового управления мобильными роботами как объект проектирования

1.2. Модели и методы проектирования дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами

1.3. Содержательная постановка задачи диссертационного исследования

1.4. Выводы по первой главе

Глава 2. Автоматизация проектирования дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами

2.1. Формальная постановка задачи автоматизированного проектирования дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами

2.2. Математическая и компьютерная модели дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами

2.3. Проектные процедуры автоматизированного синтеза дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами

2.4. Методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами

2.5. Выводы по второй главе

Глава 3. Разработка прототипа САПР дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами

3.1. Архитектура прототипа САПР дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами

3.2. Реализация прототипа САПР

3.3. Применение методики автоматизированного проектирования дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами и прототипа САПР

Стр.

3.4. Выводы по третьей главе

Общие выводы и заключение

Список сокращений и условных обозначений

Список литературы

Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Автоматизированное проектирование дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами»

Введение

Актуальность и степень разработанности. Мобильные роботы (МР) имеют практическое применение, в частности, в областях, связанных с повышенной опасностью для жизни человека. Автономные МР применяют для тушения пожаров, ликвидации последствий природных и техногенных катастроф, в аэрокосмической и военной областях. Автономное выполнение задачи, поставленной человеком-оператором, обеспечивает система управления МР. Объединение нескольких автономных МР для совместной работы в составе группы расширяет возможности их применения, но приводит к существенному усложнению их системы управления. Система группового управления (СГУ) обеспечивает согласование действий роботов и реагирование на изменения внешней среды для выполнения задачи с требуемой эффективностью, взаимодействует с человеком-оператором группы. СГУ МР имеет иерархическую структуру, её верхние уровни рассматриваются как дискретно-событийная система. Дискретно-событийная СГУ реализует методы группового управления, обеспечивает взаимодействие МР в группе и с человеком-оператором.

Проектирование дискретно-событийных СГУ для мобильных роботов, способных автономно действовать в недетерминированной среде, связано с проблемами обеспечения требуемого качества дискретно-событийной СГУ как объекта проектирования, многократностью и трудоёмкостью выполнения проектных процедур, а также высокой размерностью пространства состояний объекта управления (группы МР). В связи с этим актуальной является задача автоматизации проектирования дискретно-событийных СГУ МР.

Исследования в области проектирования дискретно-событийных СГУ МР проводятся в Институте проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук, Санкт-Петербургском институте информатики и автоматизации Российской академии наук, Университете Торонто, Сианьском университете электронных наук и технологий, других исследовательских центрах.

Различным аспектам проблемы проектирования дискретно-событийных СГУ МР посвящены работы следующих исследователей: Зенкевич С.Л., Амбарцу-мян А.А., Потехин А.И., Соколов Б.В., Зейглер Б., Вонхем В.М., Ли Ч., Чжан Д. Отдельно следует отметить вклад в область исследований группового управления

роботами следующих авторов: Дивеев А.И., Каляев И.А., Гайдук А.Р., Капу-стян С.Г., Пшихопов В.Х.

Анализ литературы по различным аспектам проектирования дискретно-событийных СГУ МР показал следующее.

1. Формализация замысла проектировщика о требуемом поведении объекта управления является одной из ключевых задач проектирования дискретно-событийных СГУ МР, но является наименее автоматизированной.

2. Известные математические модели дискретно-событийных систем имеют высокий уровень абстракции и не учитывают важных для автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР аспектов взаимодействия системы управления с группой МР, например, ограничений на размер данных, передаваемых в группе.

3. Применение компьютерных моделей при проектировании дискретно-событийных СГУ МР ограничено небольшим числом проектных процедур.

4. Известные методы и алгоритмы проектирования дискретно-событийных СГУ не предполагают формальной постановки задачи синтеза модели информационного взаимодействия дискретно-событийной СГУ с объектом управления и не обеспечивают автоматизацию решения этой задачи.

На основании вышеперечисленного сделано заключение об актуальности разработки методики автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР, включая формализацию постановки задачи, создание математической и компьютерной моделей объекта проектирования, а также формализацию проектных процедур автоматизированного синтеза дискретно-событийных СГУ МР.

Объектом исследования является дискретно-событийные СГУ МР.

Предметом исследования является математическое, программное и методическое обеспечение автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР.

Цель диссертационной работы. Цель диссертации заключается в повышении эффективности проектирования дискретно-событийных СГУ МР.

Задачи диссертационной работы.

1. Анализ СГУ МР как объекта проектирования. Обзор математических и компьютерных моделей, методов и алгоритмов проектирования дискретно-событийных СГУ МР.

2. Формализация постановки задачи автоматизированного проектирования дискретно-событийной СГУ МР, включая постановку задачи синтеза управления дискретно-событийной системой и задачи синтеза модели информационного взаимодействия дискретно-событийной СГУ с группой МР.

3. Разработка математической и компьютерной моделей дискретно-событийной СГУ МР.

4. Разработка методики автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР на основе разработанных математической и компьютерной моделей объекта проектирования.

5. Создание архитектуры прототипа специализированной системы автоматизированного проектирования (САПР) дискретно-событийных СГУ МР. Программная реализация прототипа САПР.

6. Исследование эффективности разработанного математического, программного и методического обеспечения при проектировании дискретно-событийной СГУ МР.

Научная новизна диссертации состоит в следующем.

1. Предложены и разработаны элементы научных основ создания комплекса средств САПР дискретно-событийных СГУ МР: методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР, формализация постановки задачи автоматизированного проектирования дискретно-событийной СГУ МР, математическая и компьютерная модели объекта проектирования, проектные процедуры автоматизированного синтеза дискретно-событийных СГУ МР (п. 3 паспорта научной специальности).

2. Предложена и разработана методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР, отличительной особенностью которой является объединение задачи синтеза управления дискретно-событийной системой и задачи синтеза модели информационного взаимодействия с объектом управления, что позволило сократить время проектирования и повысить качество проектируемой дискретно-событийной СГУ МР (п. 1 паспорта научной специальности).

3. Предложены и разработаны математическая и компьютерная модели дискретно-событийной СГУ МР, отличающиеся от известных наличием описания информационного взаимодействия системы управления с группой МР, что позволило учитывать ограничения каналов связи группы при проектировании (п. 7, 9 паспорта научной специальности).

4. Формализованы проектные процедуры автоматизированного синтеза дискретно-событийных СГУ МР; отличительной особенностью процедур является использование единой модели дискретно-событийной СГУ МР на всех этапах проектирования, что позволило повысить эффективность работы проектировщика (п. 1 паспорта научной специальности).

Теоретическая значимость диссертационной работы заключается в развитии научных основ автоматизированного проектирования дискретно-событийных систем управления, а именно предложена и разработана методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР. Разработанная методика позволяет сократить время проектирования и повысить качество проектируемой дискретно-событийной СГУ МР.

Практическая значимость диссертации подтверждается применением разработанной методики автоматизированного проектирования при создании дискретно-событийной СГУ МР для задач экстремальной робототехники. Использование разработанного математического, программного и методического обеспечения позволило повысить качество объекта проектирования, сократить сроки и упростить процесс проектирования. Результаты диссертации внедрены в научно-исследовательском центре «Нейроинформатика», а также в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Методы исследования. При разработке методики автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР использованы методы теории формальных языков, теории супервизорного управления и теории графов.

Положения, выносимые на защиту.

1. Методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР.

2. Формальная постановка задачи автоматизированного проектирования дискретно-событийной СГУ МР.

3. Математическая и компьютерная модели дискретно-событийной СГУ МР.

4. Проектные процедуры автоматизированного синтеза дискретно-событийных СГУ МР.

5. Архитектура прототипа САПР дискретно-событийных СГУ МР.

Достоверность и обоснованность полученных в диссертации результатов обеспечивается строгостью и корректностью используемого математического аппарата, а также подтверждается применением разработанного математического,

программного и методического обеспечения при создании дискретно-событийной СГУ МР для задач экстремальной робототехники.

Апробация. Основные результаты и положения диссертации представлены и обсуждались на: 6-й Международной научно-практической конференции «Современное машиностроение. Наука и образование» (Санкт-Петербург, 2017); 1-й Межвузовской конференции «Science, Engineering and Business» (Москва, 2019); 3-й Международной научно-практической конференции «Фундаментально-прикладные проблемы безопасности, живучести, надёжности, устойчивости и эффективности систем» (Елец, 2019); 31-й, 32-й, 33-й, 34-й Международных научно-технических конференциях «Экстремальная робототехника» (Санкт-Петербург, 2020—2023); 2021 International Russian Automation Conference (Сочи, 2021); 36-й Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (Нижний Новгород, 2023).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 16 научных работах, из них одна работа — в издании, индексируемом в Scopus, девять работ — в рецензируемых научных изданиях из перечня Высшей аттестационной комиссии при Министерстве науки и высшего образования Российской Федерации.

Личный вклад автора. Исследования, результаты которых представлены в диссертации, проведены лично соискателем в процессе научной деятельности. Из совместных публикаций в диссертацию включён материал, который непосредственно принадлежит соискателю. Соискателем самостоятельно разработан прототип специализированной САПР и выполнен синтез дискретно-событийной СГУ МР с использованием предложенного и разработанного в диссертации математического, программного и методического обеспечения.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, трёх глав, заключения, списка сокращений и условных обозначений, списка литературы, приложения. Общий объем диссертации составляет 146 страниц машинописного текста. Диссертация содержит 45 рисунков и одну таблицу. Список используемой литературы включает 199 источников.

В первой главе диссертации представлены свойства СГУ МР как объекта проектирования и особенности процесса проектирования СГУ МР, предложено понятие дискретно-событийной СГУ МР. Выполнен аналитический обзор известных

математических и компьютерных моделей дискретно-событийных СГУ и подходов к проектированию дискретно-событийных СГУ МР, обозначены их недостатки. Для автоматизации процесса проектирования дискретно-событийных СГУ МР предложено применение модельно-ориентированного подхода и компьютерной модели объекта проектирования. Сформулированы требования к математической и компьютерной моделям дискретно-событийной СГУ МР и методике автоматизированного проектирования таких систем.

Вторая глава диссертации посвящена методике автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР. Приведена предложенная формальная постановка задачи автоматизированного проектирования дискретно-событийной СГУ МР. Постановка объединяет задачу синтеза управления дискретно-событийной системой и задачу синтеза модели информационного взаимодействия дискретно-событийной СГУ с объектом управления. Представлены предложенные и разработанные математическая и компьютерная модели объекта проектирования, проектные процедуры автоматизированного синтеза дискретно-событийных СГУ МР и методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР.

В третьей главе диссертации представлена архитектура прототипа САПР дискретно-событийных СГУ МР. Предложен и разработан прототип САПР дискретно-событийных СГУ МР, интерфейс пользователя, информационное, лингвистическое и программное обеспечение прототипа. Приведено описание применения методики автоматизированного проектирования дискретно-событийных СГУ МР и прототипа САПР при проектировании дискретно-событийной СГУ МР для задач экстремальной робототехники. Представлены результаты анализа полученного проектного решения и исследования эффективности разработанного математического, программного и методического обеспечения.

Глава 1. Проблемы проектирования систем группового управления

мобильными роботами

Наличие системы группового управления (СГУ) является необходимым условием применения групп мобильных роботов (МР) для решения таких задач, как тушение пожаров, ликвидация последствий природных и техногенных катастроф, а также задач из аэрокосмической и военной областей [1 —16]. СГУ осуществляет координацию и управление входящими в состав группы роботами, рассматриваемыми как автономные агенты. Создание СГУ, способной обеспечить выполнение группой МР поставленной человеком-оператором задачи в условиях недетерминированной среды, требует применения современных методов автоматизации проектирования [17—21].

Первая глава диссертации посвящена анализу предметной области и содержит описание объекта исследования, обзор известных подходов к проектированию СГУ МР, содержательную постановку задачи диссертационного исследования.

1.1. Система группового управления мобильными роботами как объект

проектирования

Разработка методов и создание инструментов автоматизации проектных процедур требуют формального описания свойств СГУ МР как объекта проектирования и анализа особенностей процесса его проектирования.

1.1.1. Свойства системы группового управления мобильными роботами

Проведём анализ свойств СГУ для мобильных роботов, действующих в недетерминированной среде. Действия такой группы (в общем случае гетерогенной по своему составу) следует рассматривать как упорядоченную последовательность взаимосвязанных действий подгрупп и отдельных МР, направленных на достижение поставленной цели, то есть групповую операцию [22]. Ресурсами операции являются

функциональные возможности роботов группы, такие как автономное перемещение в заданную точку, манипуляции с объектами внешней среды, использование навесного оборудования и полезной нагрузки робота.

Планирование групповой операции для исполнения СГУ. Контроль над группой роботов осуществляет человек-оператор, который планирует групповую операцию (групповую задачу), комбинируя заранее заданные групповые действия, например, движение подгруппы по траектории или выход подгруппы на рубеж, при помощи специального программного обеспечения, использующего возможности геоинформационной системы (ГИС) [23, 24].

Множество условных знаков на геопривязанной цифровой карте ГИС задаёт последовательность групповых действий. Трансляция сформированного плана групповой операции в промежуточное представление, «понятное» СГУ, и передача его МР позволяют группе роботов действовать в автономном режиме без непосредственного участия человека-оператора, который при этом становится супервизором. Такой подход повышает эффективность группового применения роботов по сравнению с применением телеуправления, при котором каждым МР управляет отдельный человек в дистанционном режиме, а также упрощает работу человека-оператора группы и снижает психофизическую нагрузку [12, 25].

Составляющие групповую операцию групповые действия представляют собой комбинацию индивидуальных действий роботов, которые состоят из согласованных действий различных подсистем отдельного МР. Выполнение роботом индивидуальных действий, таких как автономное движение в заданную точку, управление навесным оборудованием или полезной нагрузкой, обеспечивает его бортовая система управления.

Реализация индивидуальных и групповых действий под управлением СГУ МР (далее просто СГУ) происходит путём решения информационно-расчётных задач (ИРЗ): обработка сигналов сенсорных систем, передача и выполнение команд, запуск и прерывание других ИРЗ. Последовательность ИРЗ, необходимую для выполнения того или иного действия, задаёт вычислительный граф алгоритма работы компонента СГУ, предназначенного для реализации этого действия.

Условные знаки, задающие план групповой операции, подразделяются на два вида: знаки траекторных задач, связанные с движением подгруппы вдоль некоторой траектории, и знаки рубежей, определяющие действия подгруппы на позиции. Рубежи подразделяются на: исходные, определяющие начальный

состав подгрупп роботов; промежуточные для синхронизации действий подгрупп или перераспределения их состава; рубежи действия для применения навесного оборудования или полезной нагрузки МР.

С начала групповой операции имеется одна группа, состоящая из N МР, N = 1, 2,... Операция начинается на одном или нескольких исходных рубежах и включает как минимум одну траекторную задачу каждой подгруппы для перемещения на рубежи действия, возможно, с синхронизацией действий на промежуточных рубежах.

Рассмотрим ситуацию применения группы автономных противопожарных МР для ликвидации очага пожара в резервуарном парке на объекте нефтегазового комплекса. Целью операции является локализация и ликвидация очага пожара. Рис. 1.1 представляет пример плана групповой операции, сформированного при помощи условных знаков ГИС на цифровой карте резервуарного парка. Четыре МР в составе группы следуют от исходного рубежа 1 по траектории 2 до рубежа 3, где они должны образовать две подгруппы по два робота в каждой, проследовать по траекториям 4,5, после чего объединиться на рубеже 6 и приступить к тушению пожара.

1 1 1 А

-X

±

<1 I I I I I I I I 1> <1 I I I I I I I I 1>

К..........У XI I I I.......

<ГГП-ГТТТТХ <1111-1 I I I |>

XI I I I I I I I I \У VII I I I I I I I I 1>

<1 I I I I I I I I |>, <1 I I

х..........У XI I I I......У

<1111—I I I I IX <1111—I I I I 1>.

XI I I I I I I I I 1У ^ I I I I I I I I |>

-А

\ I

; и

2 3 5

Рис. 1.1. Пример плана групповой операции по ликвидации очага пожара в резервуарном парке: 1 — исходный рубеж; 2, 4, 5 — траектории автономного движения подгрупп; 3 — промежуточный рубеж для разделения на две подгруппы; 6 — рубеж

тушения

Определяющая групповую операцию последовательность групповых действий МР привязана не только к координатам точек траекторий или рубежей, но и ко времени, что позволяет представить её в виде сетевого графика [26, 27]. Состояние группы соответствует вершинам сетевого графика, а групповые действия — его дугам, взвешенным оценкой максимальной длительности выполнения группового

действия. Сетевой график групповой операции позволяет определить временные характеристики групповых действий при работе СГУ.

Иерархическая структура СГУ. Структура СГУ отражает иерархическую организацию ИРЗ, решаемых системой управления. В диссертации предложена иерархическая структура СГУ, уровни которой выделены в соответствии с их функциональным назначением (Рис. 1.2).

<и К X си

ч

09 03

I

Уровень операции

Уровень управления подгруппой

В

Уровень управления единичным роботом

Уровень управления подсистемой робота

д

Уровень управления исполнительным устройством

А

л

т §

и

й Я

Й Он

ю О

Рис. 1.2. Иерархические уровни СГУ в соответствии с их функциональным назна

чением

Верхним уровнем системы является уровень групповой задачи или операции (А), который реализует: приём и разбор промежуточного представления групповой операции, полученного с пункта управления группой; трансляцию этого представления нижележащим уровням; контроль выполнения операции в целом; оперативное, возможно, интерактивное, взаимодействие с человеком-оператором. Уровень управления подгруппой (Б) осуществляет контроль за выполнением груп-

и и У

повых действий в подгруппе, управление разделением и объединением подгрупп в процессе выполнения операции, а также распределением индивидуальных действий между членами подгруппы. Уровень управления единичным роботом (В) реализует контроль выполнения индивидуальных действий и отслеживание состояния одного МР. Уровни управления подсистемой робота (Г) и исполнительным устройством (Д) соответствуют нижним уровням СГУ.

Каждый из перечисленных уровней может иметь подуровни, соответствующие иерархии отдельных компонентов системы управления. В дальнейшем, если в тексте не указано иное, под уровнем СГУ будем понимать не только перечисленные выше уровни, но и их отдельные подуровни. Уровни А, Б, а также некоторые

подуровни В представляют собой системы логического управления, которые реализуют закладываемые при проектировании СГУ алгоритмы синхронизации и взаимодействия подгрупп, МР или их подсистем.

Подгруппа МР, соответствующая объекту управления на уровне Б, содержит от 1 до N роботов. Такой объект управления, в некотором смысле виртуальный,

<_> ТЛ <_>

возникает при выполнении групповой операции. В процессе выполнения групповой операции он может изменять свою структуру (число и тип роботов в подгруппе, связи между ними), а после завершения операции прекращает своё существование. Введение уровня Б позволяет упростить задачу управления всей группой: состояние подгруппы заменяет множество состояний входящих в её состав роботов, а система управления уровня А оперирует системой подгрупп («группой подгрупп»), которая обычно имеет существенно меньшую размерность по сравнению с совокупностью всех МР группы.

Представленная вертикальная декомпозиция СГУ соответствует представленному выше подходу к планированию операции в виде последовательности групповых действий подгрупп вместо непосредственного управления отдельными роботами. Выделение подгрупп как отдельных объектов управления соответствует принципу многоуровневой иерархической организации сложной системы. Каждый уровень предоставляет вышестоящему набор сервисов и использует сервисы нижележащего уровня, а коммуникация осуществляется по интерфейсам межуровневого взаимодействия между соседними в иерархическом плане уровнями [28, 29].

Требования к качеству СГУ. При автономном управлении группой МР в недетерминированной среде и, прежде всего, в условиях, представляющих опасность жизни человека, к каждому уровню СГУ и к системе в целом предъявляются повышенные требования по быстродействию, надёжности, отказоустойчивости, живучести, автономности и адаптивности. Система должна функционировать и обеспечить выполнение поставленных целей при поломках и выходе из строя членов группы, в том числе при нарушении работы каналов связи. Цена ошибки, совершённой СГУ, может быть особенно высока при управлении группой МР среднего и тяжёлого классов. При проектировании СГУ необходимо обеспечивать повышение качества СГУ за счёт более раннего обнаружения ошибок.

Дискретно-событийное представление СГУ. Известно большое число подходов к организации управления группой роботов (уровни А, Б СГУ): коллективное и стайное управление; мультиагентный и сетецентрический подходы; применение

искусственных нейронных сетей, нечёткой логики, обучения с подкреплением и других технологий искусственного интеллекта [30—45]. Большое число методов группового управления обусловлено многообразием и спецификой, в частности, разнообразием условий применения, тех групповых задач, для решения которых предназначена реализующая тот или иной метод СГУ [46]. Такими задачами могут быть сбор информации, доставка грузов, движение заданным строем, це-лераспределение и иные.

Функции верхних уровней СГУ (синхронизация действий отдельных МР и подгрупп, взаимодействие с человеком-оператором) служат базисом для реализации методов решения групповых задач. Поэтому уровни А, Б и, частично, уровень В СГУ следует рассматривать как дискретно-событийные системы (ДСС), что обеспечит необходимый уровень абстракции при их описании.

Процесс функционирования ДСС представляет собой последовательность событий из конечного множества Е. Событие е Е Е является абстракцией над множеством фактов наблюдения за системой и соответствует изменению состояния или характеристик системы, внешним или внутренним командам и реакциям на них. События мгновенны, в промежутке между двумя последовательно возникшими событиями состояние ДСС считается неизменным [47—49]. Источниками событий могут быть объект управления, СГУ, внешняя среда или надсистема. Если обозначить все события уникальными символами, то множество событий Е будет соответствовать алфавиту, а характеризующая поведение ДСС последовательность событий (называемая также строкой) — цепочке символов этого алфавита. Это позволяет использовать для анализа ДСС теорию формальных языков, а саму ДСС представить как автомат того или иного вида [50]. Кроме того, распространено представление ДСС в виде сетей Петри различных видов [51—55].

Научную задачу синтеза управления, обеспечивающего требуемое поведение ДСС, при проектировании верхних уровней СГУ позволяет решить теория супервизорного управления [48, 56—58]. Согласно этой теории, ДСС как объект управления является генератором С некоторого формального языка (обозначается Ь(С)) в алфавите Е.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Козов Алексей Владимирович, 2024 год

Список литературы

1. Юревич Е. И. Групповое применение роботов в экстремальных ситуациях. Организация и управление // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2006. № 3. С. 24—27.

2. Капустян С. Г., Дьяченко А. А. Распределённая информационно-управляющая система автоматизированного мультиробототехнического транспортно-складского комплекса // Мехатроника, автоматизация, управление. 2012. № 7. С. 34—39.

3. Павлов Е. В., Северов Н. В. Опыт применения робототехнических комплексов при ликвидации крупномасштабных аварий на взрывопожароопасных объектах // Пожарная безопасность. 2014. № 2. С. 137 —140.

4. Дьяченко А. А., Гайдук А. Р., Шабанов В. Б. Способ представления заданий в гетерогенной группе беспилотных летательных аппаратов с сетецентрической организацией системы управления // Десятая Всероссийская мультиконференция по проблемам управления (МКПУ-2017), Дивноморское, 11—16 сентября. Южный федеральный ун-т, 2017. С. 172—174.

5. Волосатова Т. М., Козов А. В., Рыжова Т. П. Исследование комбинированного метода управления строем наземных роботов // Робототехника и техническая кибернетика. 2017. № 4. С. 52—56.

6. Kozov A. V., Volosatova T. M., Vukolov A. Y. Structural Obstacle Recognition Method and Its Application in Elevated Terrain Objects Search // 2018 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Sochi, Russia, 9—16 September. IEEE, 2018. P. 1—5.

7. Волосатова Т. М., Козов А. В. Особенности методов распознавания образов в автоматической системе управления поворотом мобильного робота // Мехатроника, автоматизация, управление. 2018. Т. 19, № 2. С. 104—110.

8. Белоножко П. П. Космическая робототехника: Опыт и перспективы развития// Воздушно-космическая сфера. 2018. № 1. С. 84—93.

9. Зенкевич С. Л., Назарова А. В., Хо Ц. Управление группой мобильных роботов с помощью сопровождающего дрона // Робототехника и техническая кибернетика. 2019. Т. 7, № 3. С. 208—214.

10. Лопота А. В., Спасский Б. А. Мобильные наземные робототехниче-ские комплексы профессионального назначения // Робототехника и техническая кибернетика. 2020. Т. 8, № 1. С. 5 — 17.

11. Романов А. М. Обзор аппаратно-программного обеспечения систем управления роботов различного масштаба и назначения. Часть 3. Экстремальная робототехника // Российский технологический журнал. 2020. Т. 8, № 3. С. 14—32.

12. Власов К. С., Тачков А. А., Данилов М. М. Тактика группового применения наземных робототехнических комплексов при тушении пожаров в резервуарных парках // Пожарная безопасность. 2020. № 2. С. 28—35.

13. Топольский Н. Г., Вилисов В. Я. Алгоритм оптимального планирования операций по ликвидации последствий пожаров и чрезвычайных ситуаций гетерогенной группой автономных мобильных роботов // Инженерный вестник Дона. 2021. №4. С. 226—241.

14. Децентрализованное групповое управление роем автономных роботов без маршрутизации данных / К. С. Амелин [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. 2021. Т. 9, № 1. С. 42—48.

15. Филяев Г. А., Вилисов В. Я. Алгоритм концептуального проектирование системы мониторинга объекта коллаборативной мультиагентной робототехниче-ской системой // Инженерный вестник Дона. 2021. № 5. С. 151 —164.

16. Принципы построения систем автономного управления движением наземных робототехнических комплексов специального назначения / А. А. Тачков [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. 2022. Т. 10, № 2. С. 121 —132.

17. Комплекс программно-инструментальных средств для проектирования, моделирования и отработки тактики применения автономных роботов и мульти-агентных робототехнических систем / Д. В. Евстигнеев [и др.] // Вестник МГТУ МИРЭА. 2015. № 3 — 1. С. 207—222.

18. Design Automation of Cyber-Physical Systems: Challenges, Advances, and Opportunities / S.A. Seshia [et al.] // IEEE Transactions on Computer-Aided Design of Integrated Circuits and Systems. 2017. Vol. 36, no. 9. P. 1421 — 1434.

19. Козов А. В., Волосатова Т. М., Тачков А. А. Направления автоматизации проектирования систем управления группами мобильных роботов // Фундаментально-прикладные проблемы безопасности, живучести, надёжности, устойчивости и эффективности систем, Елец, 3—5 июня. Елецкий гос. ун-т им. И.А. Бунина, 2019. С. 335 — 339.

20. Волосатова Т. М., Козов А. В., Тачков А. А. Система группового управления мобильными роботами с позиций автоматизированного проектирования // Информационные технологии. 2020. Т. 26, № 5. С. 274—282.

21. Козов А. В. Модели и методы проектирования динамически реконфигу-рируемой системы группового управления мобильными роботами // Автоматизация процессов управления. 2021. № 1. С. 130—139.

22. Петухов Г. Б., Якунин В. И. Методологические основы внешнего проектирования целенаправленных процессов и целеустремленных систем. М. : АСТ, 2006. 504 с.

23. Подход к формализации тактической задачи для группы наземных ро-бототехнических комплексов военного назначения / А. А. Максимов [и др.] // Вопросы оборонной техники. Серия 16: Технические средства противодействия терроризму. 2017. № 7/8. С. 88—96.

24. Тачков А. А., Козов А. В., Панков С. Е. Транслятор тактической задачи в сеть Петри для группы наземных робототехнических комплексов // Программные продукты и системы. 2018. Т. 31, № 4. С. 728—733.

25. Лысенко И. В. Оценивание эффективности функционирования человеко-машинных систем: вероятностный подход // Труды СПИИРАН. 2002. Т. 1, № 1. С. 49—64.

26. Применение сетевых моделей при планировании аварийно-спасательных и других неотложных работ / Р. Г. Ахтямов [и др.] // Научные и образовательные проблемы гражданской защиты. 2012. № 2. С. 29—34.

27. Плут М. Н., Чихачев А. В., Губская О. А. Метод сетевого планирования и управления как основа организации технического обслуживания техники связи // Научные итоги 2017 года: достижения, проекты, гипотезы, Новосибирск, 29 декабря. ООО «Центр развития научного сотрудничества», 2017. С. 57—66.

28. Попович А. Ю., Цыгичко В. Н. Проблема синтеза иерархических структур управления // Труды Института системного анализа Российской академии наук. 2009. Т. 41. С. 233—246.

29. Апраксин Ю. К. Управление информационным взаимодействием в распределенных технических системах. Конечно-автоматный подход. М. : Вузовский учебник: ИНФРА-М, 2017. 184 с.

30. Belta C., Kumar R. V. Abstraction and Control for Groups of Robots // IEEE Transactions on Robotics. 2004. Vol. 20, no. 5. P. 865 — 875.

31. Прикладные многоагентные системы группового управления / В. И. Городецкий [и др.] // Искусственный интеллект и принятие решений. 2009. № 2. С. 3 — 24.

32. Дивеев А. И., Шмалько Е. Ю. Численный синтез системы управления группой роботов методом символьной регрессии // Известия Южного федерального университета. Технические науки. 2015. № 10. С. 29—45.

33. Diveev A. I., Shmalko E. Y. Self-adjusting Control for Multi Robot Team by the Network Operator Method //2015 European Control Conference (ECC), Linz, Austria, 15—17 July. IEEE, 2015. P. 709—714.

34. Механизмы интеллектуальных обратных связей, обработки знаний и самообучения в системах управления автономными роботами и мультиагентны-ми робототехническими группировками / В. М. Лохин [и др.] // Мехатроника, автоматизация, управление. 2015. Т. 16, № 8. С. 545—555.

35. Групповое управление подвижными объектами в неопределенных средах / Д. А. Белоглазов [и др.] ; под ред. В. Х. Пшихопова. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2015. 305 с.

36. Модели и программно-алгоритмическое обеспечение мультиагентных робототехнических систем / С. В. Манько [и др.] // Вестник МГТУ МИРЭА. 2015. Т. 1, № 3. С. 166—191.

37. Щербатов И. А., Проталинский И. О., Проталинский О. М. Управление группой роботов: компонентный подход // Информатика и системы управления. 2015. Т. 43, № 1.С. 93 — 104.

38. Design and Implementation of Nonuniform Sampling Cooperative Control on a Group of Two-Wheeled Mobile Robots / B. Mu [et al.] // IEEE Transactions on Industrial Electronics. 2016. Vol. 64, no. 6. P. 5035—5044.

39. Зенкевич С. Л., Галустян Н. К. Децентрализованное управление группой квадрокоптеров // Мехатроника, автоматизация, управление. 2016. Т. 17, № 11. С. 774—782.

40. Supervisory Control Theory Applied to Swarm Robotics / Y. K. Lopes [et al.] // Swarm Intelligence. 2016. Vol. 10, no. 1. P. 65—97.

41. Зенкевич С. Л., Чжу Х. Управление движением группы роботов в строю типа «конвой» // Мехатроника, автоматизация, управление. 2017. Т. 18, № 1. С. 30— 34.

42. Интеллектуальное управление мобильными роботами в условиях неопределенности / А. Р. Гайдук [и др.] // Десятая Всероссийская мультиконференция по

проблемам управления (МКПУ-2017), Дивноморское, 11—16 сентября. Южный федеральный ун-т, 2017. С. 253—255.

43. Leader-Following Formation Control of Nonholonomic Robots with Switching Network Topologies / A. Safdar [et al.] // 2017 17th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS), Jeju, Soul Korea, 18—21 October. IEEE, 2017. P. 200—205.

44. Karpenko A. P., Leshchev I. A. Nature-Inspired Algorithms for Global Optimization in Group Robotics Problems // Smart Electromechanical Systems: Group Interaction. Cham : Springer, 2019. P. 91 —106.

V

45. Hüttenrauch M., Sosic A., Neumann G. Deep Reinforcement Learning for Swarm Systems // Journal of Machine Learning Research. 2019. Vol. 20, no. 54. P. 1 — 31.

46. Тачков А. А. Анализ методов группового управления в робототехниче-ских системах // Фундаментально-прикладные проблемы безопасности, живучести, надёжности, устойчивости и эффективности систем, Елец, 3—5 июня. Елецкий гос. ун-т им. И.А. Бунина, 2019. С. 401—404.

47. Амбарцумян А. А. Супервизорное управление структурированными динамическими дискретно-событийными системами // Автоматика и телемеханика.

2009. №8. С. 156—176.

48. Wonham W. M., Cai K. Supervisory Control of Discrete-Event Systems. Springer, 2018. 502 p. (Communications and Control Engineering).

49. Moulton R. H., Rudie K. Online Control of Discrete-Event Systems: A Survey // Annual Reviews in Control. 2022. Vol. 54. P. 24—48.

50. Мотвани Р., Ульман Джеффри Д., Хопкрофт Д. Э. Введение в теорию автоматов, языков и вычислений, классическое изд. СПб.: Диалектика, 2020. 528 с.

51. Control Reconfiguration of Discrete Event Systems with Dynamic Control Specifications / R. Sampath [et al.] // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 2008. Vol. 5, no. 1. P. 84—100.

52. Амбарцумян А. А. Сетецентрическое управление на сетях Петри в структурированной дискретно-событийной системе // Управление большими системами.

2010. Т. 30.1. С. 506—535.

53. R-TNCES: A Novel Formalism for Reconfigurable Discrete Event Control Systems / J. Zhang [et al.] // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics: Systems. 2013. Vol. 43, no. 4. P. 757—772.

54. Reconfigurable Coordination of Distributed Discrete Event Control Systems / J. Zhang [et al.] // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2014. Vol. 23, no. 1. P. 323 — 330.

55. A High Level Net for Modeling and Analysis Reconfigurable Discrete Event Control Systems / A. Kheldoun [et al.] // Computer Science and Its Applications, Saida, Algeria, 20—21 May / ed. by A. Amine [et al.]. Springer, 2015. P. 551—562.

56. Ramadge P. J., Wonham W. M. Supervisory Control of a Class of Discrete Event Processes // SIAM Journal on Control and Optimization. 1987. Vol. 25, no. 1. P. 206—230.

57. Wonham W. M., Ramadge P. J. Modular Supervisory Control of Discrete-Event Systems // Mathematics of Control, Signals and Systems. 1988. Vol. 1, no. 1. P. 13—30.

58. Wonham W. M., Cai K., Rudie K. Supervisory Control of Discrete-Event Systems: A Brief History // Annual Reviews in Control. 2018. Vol. 45. P. 250—256.

59. Zeigler B. P. Object-Oriented Simulation with Hierarchical, Modular Models: Intelligent Agents and Endomorphic Systems. Academic Press, 1990. 397 p.

60. Апраксин Ю. К., Волкова Т. В. Организация протокольного взаимодействия объектов распределенных технических систем // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2017. № 5. С. 253—264.

61. Golaszewski C. H., Ramadge P. J. Control of Discrete Event Processes with Forced Events // 26th IEEE Conference on Decision and Control, Los Angeles, CA, USA, 9—11 December. Vol. 26. IEEE, 1987. P. 247—251.

62. Козов А. В. Динамическая реконфигурация системы управления мобильными роботами при выполнении группового действия // Экстремальная робототехника, СПб., 28—29 сентября. ЦНИИ РТК, 2020. С. 78 — 83.

63. Kozov A. V., Volosatova T. M., Tachkov A. A. Method of the Dynamic Reconfiguration of a Group Control System for Mobile Robots // 2021 International Russian Automation Conference (RusAutoCon), Sochi, Russia, 5—11 September. IEEE, 2021. P. 991—996.

64. Ющенко А. С. Эргономические проблемы коллаборативной робототехники // Робототехника и техническая кибернетика. 2019. Т. 7, № 2. С. 85—93.

65. Пенской А. В. Разработка и исследование архитектурных стилей проектирования уровневой организации встроенных систем: дис. ... канд. техн. наук: 05.13.12. М., 2016. 169 с.

66. PNML Framework: An Extendable Reference Implementation of the Petri Net Markup Language / L. M. Hillah [et al.] // Applications and Theory of Petri Nets, Braga, Portugal, 21—25 June. Springer, 2010. P. 318—327.

67. PNML reference site. URL: https://www.pnml.org/ (дата обр. 15.09.2023).

68. Петровский А. Б. Операции над мультимножествами // Доклады Академии наук. 2003. Т. 389, № 1. С. 32—35.

69. Имитационное моделирование распределенной обработки информации в локальных вычислительных сетях / О. В. Быченко [и др.] // Математические машины и системы. 2004. № 3. С. 132—143.

70. Гудов А. М., Семехина М. В. Имитационное моделирование процессов передачи трафика в вычислительных сетях // Управление большими системами: сборник трудов. 2010. № 31. С. 130—161.

71. Максимей И. В., Смородин В. С., Демиденко О. М. Разработка имитационных моделей сложных технических систем. Гомель : Гомельский гос. ун-т им. Франциска Скорины, 2014. 298 с.

72. Норенков И. П., Маничев В. Б. Основы теории и проектирования САПР. М. : Высшая школа, 1990. 335 с.

73. Апраксин Ю. К., Копылова А. И. Валидация протоколов распределенных систем, представленных конечно-автоматной моделью // Вюник СевНТУ. 2012. № 125. С. 28 — 31.

74. Амбарцумян А. А., Томилин Е. Е. Метод прямого синтеза супервизора для структурированной дискретно-динамической системы // Автоматика и телемеханика. 2010. № 8. С. 168 — 188.

75. Александров Д. Е. Об уменьшении автоматной сложности за счет расширения регулярных языков // Программная инженерия. 2014. № 11. С. 26— 34.

76. Zaytoon J., Riera B. Synthesis and Implementation of Logic Controllers - A Review // Annual Reviews in Control. 2017. Vol. 43. P. 152—168.

77. Gu C., Wang X., Li Z. Synthesis of Supervisory Control With Partial Observation on Normal State-Tree Structures // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 2019. Vol. 16, no. 2. P. 984—997.

78. Queiroz M. H. de, Cury J. E. R. Modular Control of Composed Systems // Proceedings of the 2000 American Control Conference, Chicago, IL, USA, 28—30 June. Vol. 6. IEEE, 2000. P. 4051—4055.

79. Бернадотт А., Галатенко А. В. Аппаратная конструкция для решения проблемы экспоненциального взрыва для одного класса регулярных языков // Интеллектуальные системы. Теория и приложения. 2019. Т. 23, № 4. С. 27—38.

80. Мясникова Е. А., Тюгашев А. А. Параметрический генератор управляющих программ реального времени // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16, № 4—2. С. 447—449.

81. Алексеев В. А., Яковлев Д. С., Тачков А. А. Моделирование иерархической системы управления группой наземных робототехнических средств // Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. № 4. С. 1—20.

82. Synthesis of Discrete-Event Controllers Based on the Signal Environment / H. Marchand [et al.] // Discrete Event Dynamic Systems. 2000. Vol. 10, no. 4. P. 325 — 346.

83. Automatic Code Generation from Matlab/Simulink for Critical Applications / J. Krizan [et al.] // 2014 IEEE 27th Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering (CCECE), Toronto, Canada, 4—7 May. IEEE, 2014. P. 1—6.

84. Bispo J., Reis L., Cardoso J. M. P. Multi-Target C Code Generation from MATLAB // Proceedings of ACM SIGPLAN International Workshop on Libraries, Languages, and Compilers for Array Programming, Edinburgh, United Kingdom, 9—11 June. ACM, 2014. P. 95 — 100.

85. ГОСТ Р 57412—2017 Компьтерные модели в процессах разработки, производства и эксплуатации изделий. Общие положения. М. : Стандартинформ, 2018. 15 с.

86. ГОСТ Р 57700.22—2020 Компьтерные модели и моделирование. Классификация. М. : Стандартинформ, 2020. 11 с.

87. ГОСТ Р 57700.37—2021 Компьтерные модели и моделирование. Цифровые двойники изделий. Общие положения. М. : Рос. ин-т стандартизации, 2021. 15 с.

88. Кокорев Д. С., Юрин А. А. Цифровые двойники: понятие, типы и преимущества для бизнеса// Colloquium-journal. 2019. № 10. С. 31 — 35.

89. Павлюк Н. А. Модели, алгоритмы, программные средства информационного и физического взаимодействия устройств модульной робототехнической системы: дис.... канд. техн. наук: 05.13.11. СПб., 2021. 139 с.

90. Автоматизированное проектирование системы управления роботизированной платформы с применением Adams и Matlab / В. А. Порхало [и др.] //

Известия Юго-западного государственного университета. 2021. Т. 24, № 4. С. 217 — 229.

91. Цифровые двойники и системы дискретно-событийного моделирования / Д. Е. Намиот [и др.] // International Journal of Open Information Technologies. 2021. Т. 9, № 2. С. 70—75.

92. Петрухнова Г. В., Трубецкой В. А., Точилин А. С. Проектирование систем управления робототехническими системами посредством CAD-системы // Вестник Воронежского государственного технического университета. 2023. Т. 19, № 4. С. 25—31.

93. Effective Robotics Programming with ROS. Third Edition / A. Mahtani [et al.]. Packt, 2016. 468 p.

94. Fankhauser P., Hutter M. A Universal Grid Map Library: Implementation and Use Case for Rough Terrain Navigation // Robot Operating System (ROS). Springer, 2016. P. 99—120.

95. ROS-Based Cognitive Surgical Robotics / A. Bihlmaier [et al.] // Robot operating system (ROS). Springer, 2016. P. 317—342.

96. Mishra R., Javed A. ROS Based Service Robot Platform // 2018 4th International Conference on Control, Automation and Robotics (ICCAR), Auckland, New Zealand, 20—23 April. IEEE, 2018.

97. Тачков А. А., Вуколов А. Ю., Козов А. В. Особенности портирования Robot Operating System на программно-аппаратную платформу семейства «Эльбрус» // Программные продукты и системы. 2019. Т. 32, № 4. С. 655—664.

98. Соколов Б. В., Малюгин К. А. Комплексное моделирование процессов управления структурной динамикой информационной системы // Информационно-управляющие системы. 2003. № 2/3. С. 19—29.

99. Потрясаев С. А., Соколов Б. В., Юсупов Р. М. Содержательное и формальное описание проблемы структурно-функционального синтеза и управления развитием информационной системы наземно-космического мониторинга // Труды СПИИРАН. 2013. Т. 5, № 28. С. 82—106.

100. Методы, алгоритмы и технологии реконфигурации бортовых систем маломассоразмерных космических аппаратов / А. Ю. Кулаков [и др.] // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2018. Т. 61, № 7. С. 596—603.

101. Павлов А. Н. Комплексное моделирование структурно-функциональной реконфигурации сложных объектов // Труды СПИИРАН. 2013. № 5. С. 143 —168.

102. Ушаков В. А. Комбинированные модели и алгоритмы планирования информационных процессов при взаимодействии подвижных объектов: дис.... канд. техн. наук: 2.3.1. СПб., 2022. 181 с.

103. Кириллов А. Н. Динамические системы с переменной структурой и размерностью // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2009. Т. 52, № 3. С. 23—28.

104. Кириллов А. Н. Метод динамической декомпозиции в моделировании систем управления со структурными изменениями // Информационно-управляющие системы. 2009. № 1. С. 20—24.

105. Каляев И. А., Гайдук А. Р., Капустян С. Г. Модели и алгоритмы коллективного управления в группах роботов. М. : ФИЗМАТЛИТ, 2009. 280 с.

106. Reconfiguration Control of Dynamic Reconfigurable Discrete Event Systems Based on NCESs / J. Zhang [et al.] // IEEE Transactions on Control Systems Technology. 2020. Vol. 28, no. 3. P. 857—868.

107. Hanisch H.-M., Rausch M. Synthesis of Supervisory Controllers Based on a Novel Representation of Condition/Event Systems // 1995 IEEE International Conference on Systems, Man and Cybernetics. Intelligent Systems for the 21st Century, Vancouver, Canada, 22—25 October. Vol. 4. IEEE, 1995. P. 3069—3074.

108. Дубинин В. Н. Асинхронное моделирование NCES-сетей // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2009. № 2. С. 3 — 14.

109. Дубинин В. Н. Об одной методике проектирования супервизорного управления для дискретно-событийных систем // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2009. № 3. С. 12—24.

110. Hu X., Zeigler B. P. Model Continuity to Support Software Development for Distributed Robotic Systems: A Team Formation Example // Journal of Intelligent and Robotic Systems. 2004. Vol. 39. P. 71 — 87.

111. Hu X., Zeigler B. P., Mittal S. Variable Structure in DEVS Component-Based Modeling and Simulation // Simulation. 2005. Vol. 81, no. 2. P. 91 —102.

112. Wainer G. A. Discrete-Event Modeling and Simulation: a Practitioner's Approach. Boca Raton : CRC press, 2009. 520 p.

113. Kara S., Hizal S., Zengin A. Design and Implementation of a DEVS-Based Cyber-Attack Simulator for Cyber Security // International Journal of Simulation Modelling (IJSIMM). 2022. Vol. 21, no. 1. P. 53—64.

114. RWiN: New Methodology for the Development of Reconfigurable WSN / H. Grichi [et al.] // IEEE Transactions on Automation Science and Engineering. 2017. Vol. 14, no. 1. P. 109—125.

115. Combining Semi-Formal and Formal Methods for the Development of Distributed Reconfigurable Control Systems / R. Oueslati [et al.] // IEEE Access. 2018. Vol. 6. P. 70426—70443.

116. Khalgui M., Mosbahi O., Li Z. On Reconfiguration Theory of Discrete-Event Systems: From Initial Specification Until Final Deployment // IEEE Access. 2019. Vol. 7. P. 18219—18233.

117. Каляев И. А., Левин И. И. Высокопроизводительные модульно-наращи-ваемые многопроцессорные системы на основе реконфигурируемой элементной базы // Вычислительные методы и программирование: новые вычислительные технологии. 2007. Т. 8, № 2. С. 24—33.

118. Dynamically Reconfigurable Systems. Architectures, Design Methods and Applications / ed. by M. Platzner, J. Teich, N. Wehn. Springer, 2010. 453 p.

119. Каляев И. А., Левин И. И. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные системы для решения потоковых задач // Информационные технологии и вычислительные системы. 2011. № 2. С. 12—22.

120. Коваленко В. Б. Методы и средства программирования софт-архитектур для реконфигурируемых вычислительных систем: дис.... канд. техн. наук: 05.13.11. Таганрог, 2011. 174 с.

121. Chean M., Fortes J. A. B. A Taxonomy of Reconfiguration Techniques for Fault-Tolerant Processor Arrays // Computer. 1990. Vol. 23, no. 1. P. 55—69.

122. Тарасов А. А. Стратегии функциональной перестройки отказоустойчивых информационных систем при различных видах деградации // Безопасность информационных технологий. 2013. Т. 19, № 2. С. 22—31.

123. Воеводин В. В., Воеводин В. В. Параллельные вычисления. СПб. : БХВ-Петербург, 2002. 608 с.

124. Карпенко А. П. Современные алгоритмы поисковой оптимизации. Алгоритмы, вдохновленные природой. М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 449 с.

125. Sakharov M. K., Karpenko A. P. Adaptive Load Balancing in the Modified Mind Evolutionary Computation Algorithm // Supercomputing Frontiers and Innovations. 2018. Т. 5, №4. С. 5 —14.

126. Sakharov M., Karpenko A. Parallel Multi-memetic Global Optimization Algorithm for Optimal Control of Polyarylenephthalide's Thermally-Stimulated Luminescence // Optimization of Complex Systems: Theory, Models, Algorithms and Applications, WCGO 2019. Advances in Intelligent Systems and Computing, Metz, France, 8—10 July. Vol. 991. Springer, 2020. P. 191—201.

127. Соколов А. П., Першин А. Ю. Система автоматизированного проектирования композиционных материалов. Ч. 1. Концепции, архитектура и платформа разработки // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2020. № 8/9. С. 72—83.

128. Соколов А. П., Першин А. Ю. Система автоматизированного проектирования композиционных материалов. Ч. 2. Вычислительная подсистема, распределенные вычисления с применением графоориентированного подхода // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2020. № 10. С. 49—63.

129. Соколов А. П., Голубев В. О. Система автоматизированного проектирования композиционных материалов. Ч. 3. Графоориентированная методология разработки средств взаимодействия пользователь-система // Известия СПбГЭТУ ЛЭТИ. 2021. № 2. С. 43—57.

130. Соколов А. П. Научные основы автоматизированного проектирования композиционных материалов: дис. ... д-ра. техн. наук: 2.3.7. М., 2023. 472 с.

131. Соколов А. П., Першин А. Ю. Графоориентированный программный каркас для реализации сложных вычислительных методов // Программирование. 2019. №5. С. 43—55.

132. Фаулер М. Предметно-ориентированные языки программирования. М. : Вильямс, 2011. 572 с.

133. Brumbulli M., Fischer J. SDL Code Generation for Network Simulators // System Analysis and Modeling: About Models, 6th International Workshop, SAM 2010, Oslo, Norway, 4—5 October. Springer, 2010. P. 144—155.

134. Christmann D., Gotzhein R. Real-Time Tasks in SDL // System Analysis and Modeling: Theory and Practice, Innsbruck, Austria, 1—2 October. Springer, 2012. P. 53—71.

135. Сухов А. О. Разработка инструментальных средств создания визуальных предметно-ориентированных языков: дис. ... канд. ф.-м. наук: 05.13.11. Пермь, 2013. 157 с.

136. Hong H., Kang W., Ha S. Software Development Framework for Cooperating Robots with High-level Mission Specification// 2020IEEE/RSJ International Conference

on Intelligent Robots and Systems (IROS), Las Vegas, NV, USA , 24 October. IEEE, 2020. P. 11615 — 11622.

137. Методика разработки предметно-ориентированного языка и средств создания автоматизированных систем управления сложными организационно-техническими системами / А. В. Самонов [и др.] // Автоматизация процессов управления. 2020. № 2. С. 89—100.

138. Figat M., Zielinski C. Synthesis of Robotic System Controllers Using Robotic System Specification Language // IEEE Robotics and Automation Letters. 2023. Vol. 8, no. 2. P. 688—695.

139. Cassandras C. G., Lafortune S. Introduction to Discrete Event Systems. 2nd. Boston : Springer, 2009. 781 p.

140. Амбарцумян А. А. Моделирование и синтез супервизорного управления на сетях Петри для рассредоточенных объектов. I. Механизм взаимодействия и базовый метод // Автоматика и телемеханика. 2011. Т. 72, № 8. С. 151 —169.

141. Амбарцумян А. А. Моделирование и синтез супервизорного управления на сетях Петри для рассредоточенных объектов. II. Метод синтеза супервизора по множеству последовательностей общего вида // Автоматика и телемеханика. 2011. Т. 72, №9. С. 173 — 189.

142. Kamareddine F. D., Laan T., Nederpelt R. A Modern Perspective on Type Theory: From its Origins until Today. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers, 2004. 366 p.

143. Пирс Б. Типы в языках программирования. М. : Лямбда пресс: Добро-свет, 2011. 679 с.

144. Шопырин Д. Г. Объектно-ориентированная реализация конечных автоматов на основе виртуальных методов // Информационно-управляющие системы. 2005. № 3. С. 36—40.

145. Апраксин Ю. К., Сикач В. О. Автоматическая генерация случайных алгоритмов с заданными параметрами // Вкник СевНТУ. 2014. № 146. С. 46—50.

146. Сетецентрический метод организации информационного взаимодействия киберфизических объектов в среде облачных вычислений / В. А. Мулюха [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. 2014. № 3. С. 43—47.

147. Medina T., Hybinette M., Balch T. Behavior-based Code Generation for Robots and Autonomous Agents // 7th International ICST Conference on Simulation Tools and Techniques, Lisbon, Portugal, 17—19 March. ICST, 2014. P. 172—177.

148. Андреев В. П., Плетенев П. Ф. Метод информационного взаимодействия для систем распределённого управления в роботах с модульной архитектурой // Труды СПИИРАН. 2018. Т. 2, № 57. С. 134—160.

149. Функционально-блочная реализация моделей переходов состояний /

B. Н. Дубинин [и др.] // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2019. № 2. С. 23 — 38.

150. Ядгарова Ю. В. Модель и алгоритм выбора программной архитектуры для систем Интернета вещей // Программные продукты и системы. 2019. Т. 32, № 4.

C. 682—689.

151. Wu E., Diao Y., Rizvi S. High-Performance Complex Event Processing over Streams // Proceedings of the 2006 ACM SIGMOD International Conference on Management of Data, Chicago, IL, USA, 27—29 June. ACM, 2006. P. 407—418.

152. Cugola G., Margara A. Processing Flows of Information: from Data Stream to Complex Event Processing // ACM Comput. Surv. 2012. Vol. 44, no. 3. P. 1—62.

153. Козов А. В. Математическая модель дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами // Математические методы в технике и технологиях, Н. Новгород, 29 мая — 2 июня. Сарлен-Алекс, 2023. С. 59—63.

154. Мартин Р. Чистая архитектура. Искусство разработки программного обеспечения. СПб. : Питер, 2018. 352 с. (Серия «Библиотека программиста»).

155. Паттерны объектно-ориентированного проектирования / Э. Гамма [и др.]. СПб. : Питер, 2020. 448 с. (Серия «Библиотека программиста»).

156. Нобак М. Объекты. Стильное ООП. СПб. : Питер, 2023. 320 с. (Серия «Библиотека программиста»).

157. Gansner E. R., North S. C. An Open Graph Visualization System and Its Applications to Software Engineering // Software: Practice and Experience. 2000. Vol. 30, no. 11. P. 1203 — 1233.

158. Амбарцумян А. А., Аристов В. В. Сети Петри как аппарат моделирования и синтеза супервизорного управления дискретно-событийных систем // Динамика систем, механизмов и машин. 2012. № 1. С. 217—220.

159. Максимов А. А. Один подход к построению конечноавтоматной управляющей сети // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. Спец. вып. 6 : Робототехнические системы. С. 14—28.

160. Амбарцумян А. А., Потехин А. И. Групповое управление в дискретно-событийных системах // Проблемы управления. 2012. № 5. С. 46—53.

161. Потехин А. И., Браништов С. А., Кузнецов С. К. Супервизорное управление железнодорожной системой на основе сетей Петри // XII Всероссийское совещание по проблемам управления, М., 16—19 июля. М. : ИПУ РАН, 2014. С. 4956—4965.

162. Волосатова Т. М., Воронина П. А., Козарь А. А. Имитационное моделирование угроз информационной безопасности систем модульной авионики // Информационные технологии. 2017. Т. 23, № 11. С. 776—782.

163. Потехин А. И. Дискретно-событийная модель группового управления мобильными роботами // Управление развитием крупномасштабных систем (MLSD'2019), М., 1—3 октября. ИПУ РАН, 2019. С. 650—656.

164. Питерсон Д. Теория сетей Петри и моделирование систем. М. : Мир, 1984. 264 с.

165. Котов В. Е. Сети Петри. М. : Наука, 1984. 160 с.

166. Козов А. В. Реализация компьютерной модели дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами // Экстремальная робототехника, СПб., 29—30 сентября. ЦНИИ РТК, 2022. С. 139—146.

167. Руководящий документ. Методология функционального моделирования IDEF0. М. : Госстандарт России, 2000. 75 с.

168. Skiena S. S. The Algorithm Design Manual. Third Edition. Springer, 2020. 799 p. (Texts in Computer Science).

169. Roussel J.-M., Faure J.-M. Designing Dependable Logic Controllers Using Algebraic Specifications//Control Engineering Practice. 2006. Vol. 14, no. 10. P. 1143 — 1155.

170. Synthesis of Supervised Controller Based on Boolean Constraints and Boolean Automata / P. Marange [et al.] // IFAC Proceedings Volumes. 2006. Vol. 39, no. 3. P. 299—304.

171. Roussel J.-M., Lesage J.-J. Design of Logic Controllers Thanks to Symbolic Computation of Simultaneously Asserted Boolean Equations // Mathematical Problems in Engineering. 2014. Vol. 2014. P. 1 — 15.

172. Control Design Pattern Based on Safety Logical Constraints for Manufacturing Systems: Application to a Palletizer / B. Riera [et al.] // IFAC Proceedings Volumes. 2014. Vol. 47, no. 2. P. 388 — 393.

173. A Non-Intrusive Method to Make Safe Existing PLC Program / B. Riera [et al.] // IFAC-PapersOnLine. 2015. Vol. 48, no. 21. P. 320—325.

174. Козов А. В., Мельникова М. В. Применение методов синтеза супервизора при проектировании дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами // Робототехника и техническая кибернетика. 2023. Т. 11, №2. С. 110—117.

175. Горбатов В. А., Крылов А. В., Федоров Н. В. САПР систем логического управления. М. : Энергоатомиздат, 1988. 232 с.

176. Qt Products. URL: https://www.qt.io/product (дата обр. 15.09.2023).

177. wxWidgets: Cross-Platform GUI Library. URL: https://www.wxwidgets.org (дата обр. 15.09.2023).

178. Лёве Д. Совершенный софт. СПб. : Питер, 2021. 480 с. (Серия «Для профессионалов»).

179. Фарли Д. Современная программная инженерия. ПО в эпоху эджайла и непрерывного развертывания. СПб. : Питер, 2023. 288 с. (Серия «Для профессионалов»).

180. Уильямс Э. C++. Практика многопоточного программирования. СПб. : Питер, 2020. 640 с. (Серия «Для профессионалов»).

181. Лоспинозо Д. C++ для профи. СПб. : Питер, 2021. 816 с. (Серия «Для профессионалов»).

182. Грегори Д. Игровой движок. Программирование и внутреннее устройство. Третье издание. СПб. : Питер, 2021. 1136 с. (Серия «Для профессионалов»).

183. Клеппман М. Высоконагруженные приложения. Программирование, масштабирование, поддержка. СПб. : Питер, 2018. 640 с. (Серия «Бестселлеры O'Reilly»).

184. PostgreSQL: The World's Most Advanced Open Source Relational Database. URL: https://www.postgresql.org (дата обр. 15.09.2023).

185. Хориков В. Принципы юнит-тестирования. СПб. : Питер, 2021. 320 с. (Серия «Для профессионалов»).

186. Особенности создания пользовательского классификатора для отображения обстановки на электронной карте / С. В. Войцеховский [и др.] // Программные продукты и системы. 2014. № 3. С. 44—47.

187. Профессиональная ГИС «Панорама». URL: https://gisinfo.ru/products/ products_panorama.htm (дата обр. 15.09.2023).

188. Система тpехмеpного моделиpовaния КОМПАС-3D. URL: https://ascon. ru/products/7/review (дата обр. 15.09.2023).

189. AutoCAD Features I 2024 New Features I Autodesk. URL: https://www. autodesk.com/products/autocad/features (дата обр. 15.09.2023).

190. Ultimaker Cura: Powerful, easy-to-use 3D printing software. URL: https: //ultimaker.com/software/ultimaker-cura (дата обр. 15.09.2023).

191. Altium Designer - PCB Design Software. URL: https://www.altium.com/ru/ altium-designer (дата обр. 15.09.2023).

192. Власов К. С., Тачков А. А., Данилов М. М. Групповое применение наземных робототехнических комплексов при тушении пожаров в резервуарных парках // Пожарная и техносферная безопасность: проблемы и пути совершенствования. 2020. № 1.С. 131 — 136.

193. Козов А. В. Автоматизированное проектирование дискретно-событийной системы группового управления мобильными противопожарными роботами // Экстремальная робототехника, СПб., 23—24 ноября. ЦНИИ РТК, 2023. С. 65—70.

194. Можаев А. Г. Показатели поперечной статистической и динамической устойчивости базовых шасси робототехнических комплексов МЧС России // Достижения науки и образования. 2020. № 13. С. 12—15.

195. Реализация траекторного регулятора наземного робототехнического комплекса на основе модельного прогнозирующего управления / А. А. Тачков [и др.] // Робототехника и техническая кибернетика. 2022. Т. 10, № 1. С. 43—54.

196. Тачков А. А., Ющенко А. С. Интерактивная система управления пожарным разведывательным роботом // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение. 2012. № 6. С. 106—119.

197. Тачков А. А. Применение метода пропорционального наведения для управления мобильным разведывательным роботом в условиях пожара // Мехатро-ника, автоматизация, управление. 2012. № 7. С. 27—33.

198. Система технического зрения для роботизированных установок пожаротушения / С. Г. Немчинов [и др.] // Экстремальная робототехника, СПб., 29—30 сентября. ЦНИИ РТК, 2022. С. 51—56.

199. Практическое решение задачи движения группы роботов строем / Т. М. Волосатова [и др.] // Современное машиностроение. Наука и образование, СПб, 22—23 июня. Изд-во Политехн. ун-та, 2017. С. 414—426.

Приложение

П1. Диаграмма классов разработанного предметно-ориентированного языка

des::Automation::ComponentWithLinks

i- Component: i- Inputs : std::map< std :: string, unsigned > h Outputs : std::map< std :: string, unsigned >

i- ComponentWithLinks(c : const T&) «explicit constructor» h ComponentWithLinks(: undef) «explicit constructor»

T"

I I

#_activity: unsigned # _properties: ViewProperties

+ State(a : const unsigned) «explicit constructor» + setActivity(a : const unsigned) + activityO: unsigned + viewPropertiesO: des::ViewProperties& + operator ==(s : const State&): bool_

I

des::Automation

#_states : std::map< std :: string, ComponentWithLinks < des :: State > : #_events : std::map< std :: string, ComponentWithLinks < des :: Event >

Automation() «constructor» + addState(n : const std::string&, a : const unsigned) + addState(n : const std::string&, s : const State&) + addState(n : const std::string&, : State) + checkState(n : const std::string&): bool + getState(n : const std::string&): State& + getStateCopy(n : const std::string&): State + getStateQuantityO: size_t + getStateNameSet(): std::set< std :: string > + setActivity(n : const std::string&, a : const unsigned) + getActivity(n : const std::string&): unsigned + getStateInputLinkQuantity(n : const std::string&): size_t + getStateOutputLinkQuantity(n : const std::string&): size_t + getStateInputs(n : const std::string&): std::set< std :: string > + getStateOutputs(n : const std::string&): std::set< std :: string > + removeState(n : const std::string&) + addEvent(n : const std::string&, t: const des::EventType&) + addEvent(n : const std::string&, e : const des::Event&) + addEvent(n : const std::string&, : Event) + checkEvent(n : const std::string&): bool + getEvent(n : const std::string&): des::Event& + getEventCopy(n : const std::string&): Event + getEventQuantityO: size_t + getEventNameSet(): std::set< std :: string > + getEventInputLinksQuantity(n : const std::string&): size_t + getEventOutputLinksQuantity(n : const std::string&): size_t + getEventInputs(n : const std::string&): std::set< std :: string > + getEventOutputs(n : const std::string&): std::set< std :: string > + getType(n : const std::string&): EventType + removeEvent(n : const std::string&)

+ setLinkFromStateToEvent(s : const std::string&, e : const std::string&, m : const unsigned) + getLinksFromStateToEvent(s : const std::string&, e : const std::string&): unsigned + setLinkFromEventToState(e : const std::string&, s : const std::string&, m : const unsigned) + getLinksFromEventToState(e : const std::string&, s : const std::string&): unsigned + NnkStatesByEvent(f: const std::string&, e : const std::string&, s : const std::string&) + checkMacroO: bool

+ getReadyEvents(): std::set< std :: string > + fire(e : const std::string&) # checkMacroEventie : const des::Event&): bool

des::Event

# Jype: EventType #_properties: ViewProperties #_attributes : std::list< des :: BehaviorAttribute > #_masked_events : std::list< std :: string > #_mapping_rules : std::list< des :: BehaviorAttributeRestriction : + Event(t: const des::EventType) «explicit constructor» + type(): EventType + viewPropertiesO: ViewProperties& + behaviorAttributes(): std::list< BehaviorAttribute >& + getMaskedEvents(): std::list< std :: string > + setMaskedEvents(l: const std::list< std :: string >&) + addMaskedEvent(e : const std::string&) + getMappingRules(): std::list< BehaviorAttributeRestriction > + setMappingRules(l: const std::list< BehaviorAttributeRestriction >&) + addMappingRule(r: const BehaviorAttributeRestriction&) + operator ==(e : const Event&): bool

1

des::BehaviorAttributeRestriction

+ Name: std::wstring + Function : std::wstring

_l_

des::BehaviorAttribute

+ Type: std::wstring + Restrictions : std::list< des :

: BehaviorAttributeRestriction >

des::Specification::EventInfo

+ Rowlnputlndex: unsigned + EventName: undef + RowOutputlndex: unsigned + IsBranching : bool_

A = I I

_l_

_des::Specification::Row_

+ Sequence : std::list< std :: string > + Outputlndex: unsigned + Branching : std::map< std :: string, unsigned =

A i i i

# _is_complete: bool : _rows : std::map< unsigned, Row >

des::Specification

#_specificatior

_type: SystemModelType _name: undef _description : std::wstring _models : std::set< std :: string > _specification : Specification

des::SystemModel

+ SystemModel(n : const std::string&, d : const std::wstring&) «explicit constructor» + name(): undef + descriptionO: std::wstring + setDescription(d : const std::wstring&) + getType(): SystemModelType + setType(t: const SystemModelType&) + checkAutomation(a : const Automation^ : bool + addComponent(m : const SystemModel&, i: const unsigned) + removeEvent(n : const std::string&)

+ addSpecificationRow(i: const unsigned, s : const std::list< std :: string >&, o : const unsigned) + addEventToSpecificationRow(i: const unsigned, e : const std::string&, o : const unsigned) + insertEventToSpecificationRowAfter(i: const unsigned, p : const std::string&, e : const std::string&) + insertEventToSpecificationRowBefore(i: const unsigned, e : const std::string&, n : const std::string&) + setOutputIndexToSpecificationRow(i: const unsigned, o : const unsigned) + removeEventFromSpecificationRow(i: const unsigned, e : const std::string&) + removeBranchingFromSpecificationRow(i: const unsigned, o : const unsigned) + checkSpecificationCompletionO: des::Specification::Status + getSpecificationRowLength(i: const unsigned): size_t + getSpecificationRowOutputIndex(i: const unsigned): unsigned + getSpecificationRow(i: const unsigned): std::list< Specification :: Eventlnfo > + getSpecificationRowQuantityO: size_t

+ getSpecificationEventList(): std::list< Specification :: Eventlnfo >

+ specification): Specification_

+■ Specification) «constructor» +- addRow(i: const unsigned, s : const std::list< std :: string >&, o : const unsigned) +■ addEventToRow(i: const unsigned, n : const std::string&, o : const unsigned) +■ insertEventToRowAfter(i: const unsigned, e : const std::string&, n : const std::string&) +■ insertEventToRowBefore(i: const unsigned, n : const std::string&, e : const std::string&) +■ setOutputIndexToRow(i: const unsigned, o : const unsigned) +■ removeRow(i: const unsigned)

+■ removeEventFromRow(i: const unsigned, n : const std::string&) +- removeEventFromAIIRows(e : const std::string&) +- removeBranchingFromRow(i: const unsigned, o : const unsigned) +■ clear()

+■ checkStatusO: Status

+■ getRow(i: const unsigned): std::list< Eventlnfo > +■ getRowLength(i: const unsigned): unsigned +■ getRowOutputIndex(i: const unsigned): unsigned +■ getRows(): std::list< Eventlnfo > +■ getRowQuantityO: unsigned

+■ isCompleteQ : bool_

#_type

«enum» des::SystemModelType

plant specification supervisor

«enum» des::Specification::Status

complete

empty

missing_first

missing_output

unconnected_sequence

unconnected_branching

branching_with_one

unusedjnputjndex

П2. Копии актов внедрения результатов диссертационного

исследования

МУЧНО-ИССЛЕДММЕЛЬСИИЙ ЦЕНТР

НЕЙРОИНФОРМАТИКА

Россия, 105082, г. Москва. Ь. Почтовая ул., д.26, стр. 1, офис 506 Тел. [phone] E-mail:[e-mail]

Акт о внедрении результатов диссертационной работы Козова Алексея Владимировича

В диссертационной работе Козова A.B. на соискание учёной степени кандидата технических наук, выполненной на тему «Автоматизированное проектирование дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами», предложена и разработана компьютерная модель дискретно-событийной системы группового управления мобильными роботами.

Настоящий акт подтверждает, что компьютерная модель, предложенная и разработанная Козовым A.B., используется научно-исследовательским центром «Нейроинформатика» для моделирования дискретно-событийных систем управления при проектировании систем контроля и управления доступом.

Директор НИЦ «Нейроинформатик

Мацаков Г.Н.

УТВЕРЖДАЮ

АКТ

о внедрении в учебный процесс результатов диссертационной работы «Автоматизированное проектирование дискретно-событийных систем группового управления мобильными роботами» Козова Алексея Владимировича, представленной на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 2.3.7. Компьютерное моделирование и автоматизация проектирования

Настоящим актом подтверждается внедрение в учебный процесс результатов диссертационного исследования Козова A.B., выполненного на кафедре РК6 (САПР) МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Методика автоматизированного проектирования дискретно-событийных систем группового управления, предложенная и разработанная Козовым A.B., используется в лекциях и семинарах следующих курсов кафедры РК6 МГТУ им. Н.Э. Баумана:

-«Программное обеспечение систем автоматизированного проектирования» — направление подготовки 09.04.01 «Информатика и вычислительая техника» (уровень бакалавриата), профиль «Системы автоматизированного проектирования»;

-«Основы теории управления» — направление подготовки 09.04.01 «Информатика и вычислительая техника» (уровень бакалавриата), профиль «Системы автоматизированного проектирования».

Заведующий кафедрой РК6 (САПР)

д. ф.-м. н., профессор Карпенко А.П.