UAV Route Optimization
تفاصيل العمل
إليك وصف تفصيلي للمشروع باللغة العربية:
مشروع تحسين مسارات الطائرات بدون طيار باستخدام إنترنت الأشياء
أتشرف بمشاركة إنجازي الأخير المتمثل في استكمال مشروع متطور لتحسين مسارات الطائرات بدون طيار (UAV) باستخدام تقنيات إنترنت الأشياء (IoT) و الذكاء الاسطناعى ، وذلك خلال فترة قياسية لم تتجاوز 7 أيام !!!
نظرة عامة على المشروع
يهدف هذا المشروع إلى تحسين عمليات توصيل المستلزمات الطبية والأدوات في المناطق الحضرية المزدحمة. يعتمد النظام على أسطول من الطائرات بدون طيار تعمل ضمن حدود قدرة حمل محددة، وتتنقل بين مواقع الطوارئ الممثلة كعقد متصلة بحواف تشكل رسماً موجهاً يوضح مسارات الطيران.
المكونات الرئيسية للمشروع
1. خوارزمية التحسين الهجينة
طورنا خوارزمية هجينة تجمع بين الخوارزمية الجينية (Genetic Algorithm) وخوارزمية المحاكاة التلدينية (Simulated Annealing) مع 3 مشغلات بحث محلي، مما يسمح بإيجاد المسار الأمثل بكفاءة عالية وتقليل التكلفة الإجمالية للتوصيل.
2. إدارة الطاقة الذكية
يتضمن النظام منصات شحن للبطاريات متصلة بإنترنت الأشياء، مما يتيح للطائرات تجديد طاقتها عند الحاجة. تم تطوير خوارزمية ذكية لاختيار أقرب محطة شحن متاحة بناءً على مستوى البطارية المتبقي ومتطلبات المهمة، مما يساهم في تمديد نطاق العمليات بشكل كبير.
3. التعامل مع الظروف الجوية
يلعب تحليل المناطق الجوية دوراً حاسماً في تخطيط المسارات. تم تحديد حدود هذه المناطق باستخدام الإحداثيات ومعلمات مثل سرعة الرياح وزاويتها وسرعة الطائرة. يقوم النظام بفحص التقاطعات بين مسار الطائرة والمنطقة الجوية، وتطبيق عقوبة بناءً على مقاومة الرياح، مما يؤدي إلى تعديل المسار لضمان الكفاءة وتقليل تأثير الظروف الجوية السيئة.
4. تجنب العوائق
تم تطوير نظام متطور لتجنب العوائق، حيث يتم تعريف العوائق باستخدام إحداثيات المركز ونصف القطر وقيمة العقوبة المطبقة عند حدوث تقاطع. تقوم الخوارزمية بتقييم كل حافة من مسار الطائرة مقابل العائق، باستخدام فروق الإحداثيات والإزاحات لحساب المميز الذي يحدد التقاطعات، وبالتالي تعديل مسار الطائرة ديناميكياً لتجنب العوائق بكفاءة.
5. نظام متكامل للمراقبة
تم تطوير واجهات متكاملة للإدخال والإخراج تتيح:
إدخال عدد نقاط التوصيل وخصائص الطائرات بدون طيار وعدد منصات الشحن
مراقبة حالة الطلبات الحالية وحالة الطائرات
متابعة مسار الطائرات وتصور تخطيط المسارات للطائرات المختلفة
رصد عمليات التوصيل المنجزة وغير المنجزة
6. التعامل مع القيود الزمنية
يضمن النظام الالتزام بالنوافذ الزمنية المحددة للتسليم، مع الأخذ في الاعتبار وقت الخدمة وأوقات الوصول المبكرة والمتأخرة، مما يضمن تلبية متطلبات المستخدم في الوقت المناسب.
الفوائد والتطبيقات
يقدم هذا المشروع حلاً متكاملاً يمكن أن يحدث ثورة في مجال توصيل المستلزمات الطبية الطارئة في المناطق الحضرية، مما يساهم في:
تقليل وقت الاستجابة للحالات الطارئة
تحسين كفاءة استخدام الطاقة وإطالة عمر البطارية
تجنب العوائق والظروف الجوية السيئة بشكل ديناميكي
تقليل التكلفة الإجمالية للعمليات اللوجستية
توفير مراقبة فعالة وتتبع في الوقت الحقيقي لعمليات التوصيل
يظهر هذا المشروع كيف يمكن لتقنيات إنترنت الأشياء والذكاء الاصطناعي أن تتكامل لحل تحديات لوجستية معقدة حتى في ظل قيود زمنية صارمة، مما يفتح آفاقاً جديدة في مجال التوصيل باستخدام الطائرات بدون طيار.