Σχεδίαση αλγορίθμου κατανομής πόρων/εργασιών για σμήνος drone

Abstract

Με το πέρασμα των χρόνων υπήρξε μεγάλη ανάπτυξη στις επιστήμες και στην τεχνολογία. Ανάπτυξη και μάλιστα σε μεγάλο βαθμό γνώρισαν και τα drones και η χρήση τους. Από μια απλή εργασία όπως η φωτογράφιση και η βιντεοσκόπηση ενός χώρου ή ενός γεγονότος τώρα μπορούν να χρησιμοποιούνται και για ακόμα πιο απαιτητικές εργασίες, όπως πρόληψη ασθενειών σε αγροτικές περιοχές, για στρατιωτικές χρήσεις και άλλων ειδών εργασίες. Μερικές φορές είναι επαρκής η χρήση ενός μόνο drone για την ολοκλήρωση μιας εργασίας. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης τεχνολογικής ανάπτυξης που υπάρχει στον κόσμο, αλλά και η ανάγκη για πιο γρήγορα αποτελέσματα είναι αναγκαία η χρήση πολλών drones που λειτουργούν ως ένα ενιαίο σύνολο για την επίτευξη πιο απαιτητικών εργασιών. Η χρήση ενός σμήνους drone δεν είναι τόσο εύκολη υπόθεση όμως. Είναι πιθανό να υπάρχουν drones στο σύστημα τα οποία έχουν διαφορές μεταξύ τους σε θέματα υλικού και θέματα πόρων. Για αυτό λοιπόν είναι σημαντικό να υπάρξει ένας αλγόριθμος κατανομής των πόρων και των εργασιών που ανατίθενται στο σμήνος, ώστε να γίνεται η εργασία σωστά, όσο το δυνατόν πιο σύντομα και χωρίς να γίνεται άσκοπη κατανάλωση των πόρων του σμήνους. Ήδη υπάρχουν συγκεκριμένοι αλγόριθμοι για αυτό το θέμα που προσπαθούν και εκμεταλλεύονται καταλλήλως τα στοιχεία ενός σμήνους drone για να επιτευχθεί το κατάλληλο αποτέλεσμα. Ακόμα και τώρα όμως αυτοί οι αλγόριθμοι έχουν και κάποιους περιορισμούς και αφήνουν ανοιχτούς κινδύνους για το σμήνος και είναι πιθανό σε ορισμένες περιπτώσεις να μην γίνεται πάντα σωστά η κατανομή. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την δημιουργία ενός νέου αλγορίθμου κατανομής, ο οποίος προσπαθεί με βάση τα drones που βρίσκονται στο σμήνος και την λίστα των εργασιών που υπάρχει να γίνεται κατανομή των εργασιών με το βέλτιστο τρόπο, έτσι ώστε και να επιτυγχάνεται η εργασία αλλά και να μην εξαντλείται η ενέργεια του σμήνους. Για την δημιουργία ενός νέου αλγορίθμου, αντλούμε αρχικά πληροφορίες για την λειτουργία των ήδη υπαρχόντων αλγορίθμων κατανομής και στη συνέχεια προχωράμε στην ανάπτυξη του μέσω της γλώσσας προγραμματισμού python και GAMS. Για τον συγκεκριμένο αλγόριθμο γίνεται επιπλέον χρήση μεθόδων που υπάρχουν στις βάσεις δεδομένων. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η ανάπτυξη ενός μοντέλου ανάθεσης εργασιών με βάση συγκεκριμένους περιορισμούς και στόχο την ελαχιστοποίηση ενέργειας.