Details

Title: Сравнение алгоритмов координации движения птиц в стае: выпускная квалификационная работа бакалавра: направление 02.03.02 «Фундаментальная информатика и информационные технологии» ; образовательная программа 02.03.02_02 «Информатика и компьютерные науки»
Creators: Соколова Екатерина Константиновна
Scientific adviser: Воинов Никита Владимирович
Other creators: Трифонов Петр Владимирович
Organization: Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Институт компьютерных наук и технологий
Imprint: Санкт-Петербург, 2020
Collection: Выпускные квалификационные работы; Общая коллекция
Subjects: поведение птиц в стае; координация объектов в системе; алгоритм boids; Anylogic; bird behavior in a flock; coordination of objects in the system; boids algorithm
Document type: Bachelor graduation qualification work
File type: PDF
Language: Russian
Speciality code (FGOS): 02.03.02
Speciality group (FGOS): 020000 - Компьютерные и информационные науки
Links: Отзыв руководителя; Отчет о проверке на объем и корректность внешних заимствований
DOI: 10.18720/SPBPU/3/2020/vr/vr20-1086
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование)

Allowed Actions:

Action 'Read' will be available if you login or access site from another network Action 'Download' will be available if you login or access site from another network

Group: Anonymous

Network: Internet

Annotation

Тема выпускной квалификационной работы: «Сравнение алгоритмов движения птиц в стае». Данная работа посвящена проблеме координации движения объектов в стае. Проблема координации движения объектов в коллективе давно интересовали ученых. Самыми наглядными примерами такой координации являются движение птиц в стае, рыб в косяке. В 1986 году Крейгом Рейнольдсом была предложена гипотеза о том, что координацию птиц при их движении в стае обеспечивают три простых действия, независимо выполняющихся каждой птицей: разделение, выстраивание и сближение. На основе этой гипотезы им был создан алгоритм Boids, описывающий перемещение стаи птиц. В специальной среде разработки для динамического многоагентного моделирования AnyLogic была реализована имитационная модель, работающая по принципу алгоритма Boids. Данная модель показывает удовлетворительные результаты: визуальная модель движения агентов действительно похожа на движение стаи птиц. Позже, в 2016-м году, группа китайских ученых на основе многочисленных наблюдений за стаей голубей выдвинула другую гипотезу, которая утверждает, что голуби координируются лидирующей птицей, однако о проверке качества данного утверждения (то есть о реализации и исследованиях этой модели) в публикациях ничего не говорится. Цель данной выпускной работы состоит в сравнении двух этих гипотез координации движения птиц в стае. Для этого нужно реализовать соответствующие алгоритмы в среде AnyLogic и определить, какой алгоритм будет вести себя качественнее по критерию компактности (среднее расстояние между участниками стаи во время полета) и при потере коммуникации. Сравнение обеих моделей показало, что преимущество второго алгоритма заключается в том, что птицы в нём ведут себя более компактно, а сильной стороной первого алгоритма является его защищенность от влияния РЭБ (радиоэлектронной борьбы), так как он показал большую устойчивость при моделировании ситуации с потерей сообщений.

The theme of graduation qualification work: "Comparison of algorithms of movement of birds in a flock". This work is devoted to the problem of coordinating the movement of a large number of objects in the pack. The problem of coordination of objects in the team has long interested scientists. The most obvious examples of such coordination are the movement of birds in the pack, fish in a joint. In 1986, Craig Reynolds created the Boids algorithm, which describes the movement of a flock of birds, it was based on three rules: separation, cohesion and alignment. Also in a special development environment for dynamic multi-agent modeling - Anylogic was implemented a simulation model, working on the principle of the algorithm Boids, this model showed satisfactory results. Later, in 2016, a group of Chinese scientists based on numerous observations of a flock of pigeons put forward another hypothesis, which claims that pigeons are coordinated by the leading bird, but the quality of this statement (i.e. implementation and research) is not mentioned in the publications. The purpose of this graduation work is to compare these two hypotheses of coordinating the movement of birds in a flock. To do this, we need to implement the appropriate algorithms in the AnyLogic and determine which algorithm will behave better according to the compactness criterion (the average distance between the participants of the flock during the flight) and the loss of communication. Comparison of both models showed that the advantage of the second algorithm is that the birds behave more compactly in it, and the strong side of the first algorithm is its protection from the influence of EW (electronic warfare), as it showed greater stability in modeling the situation with the loss of messages.

Document access rights

Network User group Action
ILC SPbPU Local Network All Read Print Download
Internet Authorized users SPbPU Read Print Download
Internet Authorized users (not from SPbPU)
-> Internet Anonymous

Usage statistics

stat Access count: 3
Last 30 days: 0
Detailed usage statistics