Priority-based DREAM Approach for Highly Manoeuvring Intruders in A Perimeter Defense Problem

要約

この論文では、高度に操縦する侵入者から領域を保護するための、分散型マルチタスク割り当てによる優先度ベースの動的リソース割り当て (P-DREAM) アプローチを紹介します。
最初の部分では、境界防御問題の次のパラメータを計算するために静的最適化問題が定式化されます。
予備基地の数、その位置、優先地域、監視地域、監視目的に必要な防御者の最小数。
ここでは、優先的に対処すべき重要な侵入者 (速度比と位置に基づいて計算される) を識別して処理するために、優先順位付き侵入者の概念が提案されています。
計算された優先領域は、優先順位付けされた侵入者を無力化できるように、予備の防御者を十分に早く割り当てるのに役立ちます。
監視領域は、監視する最小限の領域を定義し、侵入者に対処するのに十分な領域を定義します。
2 番目の部分では、以前に開発された DREAM アプローチが変更され、侵入者の優先順位が組み込まれます。
提案された P-DREAM アプローチでは、最初のタスクとして優先順位の高い侵入者に防御者を割り当てます。
P-DREAM アプローチを説明するために、凸領域保護問題をシミュレートします。
これには、静的パラメーターの計算と、動的リソース割り当てによる優先順位付けされたタスクの割り当ての解決が含まれます。
P-DREAM のパフォーマンスを検証するためにモンテカルロ結果が実施されました。その結果は、P-DREAM アプローチが高度に操縦する侵入者に対して一貫したパフォーマンスで領域を保護できることを明確に示しています。

要約(オリジナル)

In this paper, a Priority-based Dynamic REsource Allocation with decentralized Multi-task assignment (P-DREAM) approach is presented to protect a territory from highly manoeuvring intruders. In the first part, static optimization problems are formulated to compute the following parameters of the perimeter defense problem; the number of reserve stations, their locations, the priority region, the monitoring region, and the minimum number of defenders required for the monitoring purpose. The concept of a prioritized intruder is proposed here to identify and handle those critical intruders (computed based on the velocity ratio and location) to be tackled on a priority basis. The computed priority region helps to assign reserve defenders sufficiently earlier such that they can neutralize the prioritized intruders. The monitoring region defines the minimum region to be monitored and is sufficient enough to handle the intruders. In the second part, the earlier developed DREAM approach is modified to incorporate the priority of an intruder. The proposed P-DREAM approach assigns the defenders to the prioritized intruders as the first task. A convex territory protection problem is simulated to illustrate the P-DREAM approach. It involves the computation of static parameters and solving the prioritized task assignments with dynamic resource allocation. Monte-Carlo results were conducted to verify the performance of P-DREAM, and the results clearly show that the P-DREAM approach can protect the territory with consistent performance against highly manoeuvring intruders.

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