Е.А. Дёмина, Г.Н. Коробкова, О.И. Лахин, Е.А. Мартынчев. Подход к долгосрочному планированию программ научно-прикладных исследований на Российском сегменте Международной космической станции с применением мультиагентных технологий и онтологий // Труды XX Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах», Самара, 03-06 сентября 2018 г. – Самара: ОФОРТ, 2018. – С. 106-111.
The paper presents an approach to creating a multi-agent system designed to improve the efficiency of developing and implementing programs of applied scientific research on the Russian segment of the International Space Station in real time. It solves the problem of constructing and adapting plans of space experiments taking into account unexpected events. The paper proposes the method of its adaptive planning on the basis of multi-agent technologies and ontologies. The architecture of the system and the expected results of its implementation are presented.
А.М. Беляев, Г.Д. Соловьева, О.И. Лахин, Ю.В. Миронов. Реализация экспериментальной версии модуля адаптивного планирования полетных операций в составе автоматизированной системы планирования РС МКС // Труды XIX Международной конференции «Проблемы управления и моделирования в сложных системах», Самара, 12-15 сентября 2017 г. – Самара: ОФОРТ, 2017. – С. 67-76.
The paper presents the implementation of the experimental version of the adaptive planning module of the flight operations for the Russian segment of the International Space Station. The architecture of the experimental version of the adaptive planning module of the flight operations is described, as well as the approach to its creation based on the use of multi-agent technologies and subject ontologies. An algorithm and an example of the work of multi-agent planning of the flight operations are presented.

Д.А. Калашников, В.А. Соловьев, П.О. Скобелев, Е.В. Симонова, Д.И. Тихонов, В.Н. Ворожейкин. Применение метода адаптивного планирования сеансов связи для выполнения коррекции орбиты Международной космической станции // Вестник Самарского государственного технического университета, серия «Технические науки». – 2015. №4(48). – С. 7–17.

В данной работе подробно рассматривается пример применения метода адаптивного планирования сеансов связи для выполнения коррекции орбиты международной космической станции (МКС). Предлагается описание сценария коррекции орбиты МКС и критериев его планирования. Строится концептуальная модель планирования полетных операций, описания критериев и ограничений выполнения задач в групповой полетной операции. Описываются входные и выходные данные. Моделируется сценарий коррекции орбиты МКС.

А.Г. Бидеев, Н.В. Горбова, В.В. Кузьмин, Г.Н. Капорцева, О.И. Лахин, А.Л. Новиков, А.С. Полников, Е.В. Симонова, П.О. Скобелев, М.В. Сычева, Н.В. Успенская, И.И. Хамиц. Практические результаты внедрения интерактивной мультиагентной системы построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов российского сегмента Международной космической станции // Космическая техника и технологии. – 2016. №2(13). – С. 62–70.

Рассматриваются практические результаты внедрения интерактивной мультиагентной системы построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов Российского сегмента Международной космической станции (МАС «Программа полета и грузопоток»). Описываются основные этапы создания проекта от технического задания до промышленной эксплуатации системы. Дается краткое описание программных модулей системы, каждый из которых обеспечивает формирование и контроль реализации планов по одной из областей обслуживания станции. Описываются результаты внедрения системы: новые функциональные возможности, повышение гибкости и оперативности в принятии решений, увеличение эффективности использования ресурсов Международной космической станции, интеграция с уже существующими информационными системами РКК «Энергия». Дается оценка эффективности применения разработанной системы, и намечаются перспективы ее развития.

О.И. Лахин, А.С. Полников, К.В. Редькина, П.О. Скобелев. Особенности адаптивного планирования программы полета и грузопотока российского сегмента Международной космической станции в случае нештатных и аварийных ситуаций на примере ТГК «ПРОГРЕСС М-27М» // Космонавтика и ракетостроение. – 2016. №1(85). – С. 12-19.

Рассматриваются аспекты адаптивного планирования грузопотока к российскому сегменту (РС) Международной космической станции (МКС) и обратно с применением интерактивной мультиагентной системы (МАС) построения программы полёта, организации грузопотока и расчёта ресурсов РС МКС. Описываются основные этапы планирования и влияние на них нештатных и аварийных ситуаций на примере транспортного грузового корабля (ТГК) «Прогресс М-27М». Даётся характеристика процесса планирования в различных программных модулях системы. Приводится сравнение результатов использования МАС в ОАО «РКК «Энергия» им. С.П. Королёва» с результатами «ручного» планирования. Представляется оценка эффективности применяемых технологий и перспективы их дальнейшего использования.

Ю. С. Юрыгина, Е. Г. Скорюпина, О. И. Лахин, Н. В. Мишурова. Подход к разработке системы распознавания и предупреждения нештатных ситуаций на корабле ТГК «ПРОГРЕСС» на основе мультиагентных технологий и онтологий // Информационно-управляющие системы. – 2016. №1(80). – С. 50-57.

Постановка проблемы: при управлении современными космическими аппаратами специалистам необходимо оперативно принимать решения на основе анализа данных о текущем состоянии корабля. Выполнение данной трудоемкой задачи в реальном времени во многом зависит от уровня подготовки специалиста. Существующие решения для управления сложным техническим объектом применимы только в определенной предметной области, что препятствует использованию подобных программных комплексов в смежных областях. Основная цель разработки системы предоставить специалистам помощь в мониторинге, анализе и своевременном принятии решений по предупреждению и парированию нештатных ситуаций. Методы: основой предлагаемого подхода является использование мультиагентных технологий и семантических сетей (онтологий), концептуальной модели сложного технического объекта и формирование киберфизической модели. Результаты: разработан универсальный подход к созданию интеллектуальной системы обеспечения безопасности при управлении транспортным грузовым кораблем «Прогресс»: устройство системы сложного технического объекта описано в онтологии, каждой подсистеме ставится в соответствие программный агент. Агенты анализируют состояние системы на основе модели штатных и нештатных состояний узлов, сигнализируют о возможности возникновения нештатной ситуации. План ликвидации нештатной ситуации формируется на основе регламентированных правил, а также знаний о процессах, протекающих в системе. Добавление новых технических средств, нештатных ситуаций, изменение предметной области не требует перепрограммирования системы. Практическая значимость: система, разработанная на основе предлагаемого подхода, может работать автономно или совместно с имеющимися средствами мониторинга и управления космическим аппаратом. Подход не ограничен рамками предметной области и применим в других отраслях, требующих решения аналогичных задач. Ожидается получение экономического эффекта за счет снижения рисков отказа сложного технического объекта и повышения показателей надежности.

Лахин О.И. Особенности реализации интерактивной мультиагентной системы построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов Российского сегмента Международной космической станции // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2016. №1. T.17. – С. 42–46. DOI: 10.17587/mau.17.42-46.

Pассматpивается pеализация интеpактивной мультиагентной системы постpоения пpогpаммы полета, гpузопотока и pасчета pесуpсов Pоссийского сегмента Междунаpодной космической станции. Система pешает пpоблемы поддеpжки жизнедеятельности экипажа и обеспечения ноpмального функциониpования Pоссийского сегмента Междунаpодной космической станции (PC МКС), а также повышения эффективности пpинятия pешений специалистами PКК «Энеpгия» пpи постpоении пpогpаммы полета, гpузопотока и pасчета pесуpсов PC МКС. Система pеализует метод адаптивного планиpования пpогpаммы полета и гpузопотока PC МКС в pеальном вpемени, учитывающий пpиоpитеты, пpавила, огpаничения гpузов и тpанспоpтных коpаблей. Показано, что система способна гибко и эффективно адаптиpовать пpогpамму полета и план гpузопотока PC МКС по событиям в pеальном вpемени.

О.И. Лахин, И.В. Майоров. Метод адаптивного планирования грузопотока РС МКС на основе мультиагентной технологии // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2015. – T.16, №.12. – С. 847–852.

Постановка проблемы: Рассматривается задача построения плана грузопотока Российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Построение стратегических и тактических планов полета, доставки, возврата, утилизации и размещения на РС МКС грузов, в составе которых имеется более 3500 наименований объектов, сложная и трудоемкая задача, при решении которой необходимо учитывать множество факторов, ограничений и предпочтений, таких, как изменяющиеся потребности в топливе, воде и продовольствии, баллистика и солнечная активность, особенности типов кораблей и стыковочных модулей. События изменения дат старта и посадки, стыковки или отстыковки, состава экипажа и других параметров оказывают влияние на программу полетов и план грузопотока, что требует динамического перепланирования в цепочке изменений связанных между собой параметров, которые должны быть уточнены, пересчитаны и согласованы. Задача представлена в виде динамического баланса интересов между потребностями и возможностями. Методы: Предлагается метод адаптивного планирования грузопотока РС МКС в реальном времени, учитывающий приоритеты грузов. В основе данного метода лежат мультиагентные технологии для разрешения конфликтов путем переговоров агентов. Данный метод способен гибко и эффективно адаптировать план грузопотока РС МКС по событиям в реальном времени. Результаты: Разработанный метод применяется в интерактивной мультиагентной системе построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов РС МКС. Практическая значимость: Разработанная система на основе мультиагентных технологий внедрена в промышленную эксплуатацию и применяется для планирования грузопотока РС МКС. Система обеспечивает следующие преимущества: построение плана грузопотока РС МКС, близкого по своим параметрам к создаваемым опытными диспетчерами; гибкая и быстрая оперативная реакция на события, требующие перепланирования грузопотока; сокращение ручного труда и повышение оперативности в принятии решений – в 2-3 раза; возможность мониторинга и контроля исполнения планов в реальном времени.

О.И. Лахин. Анализ событий адаптивного планирования грузопотока российского сегмента Международной космической станции // Информационно-управляющие системы. – 2015. №6(79). – С. 19-27.

Постановка проблемы: одной из главных задач обеспечения работы Международной космической станции является управление грузопотоком. Для планирования грузопотока требуется учитывать множество различных по своей природе факторов, критериев, правил, предпочтений и ограничений. Любое важное событие ведет к цепочке перепланирования многих других связанных действий. Целью работы является проведение исследования и анализа для классификации основных событий, возникновение которых приводит к согласованному изменению поблочного грузопотока. Методы: адаптивное перепланирование поблочного грузопотока российского сегмента Международной космической станции, которое инициируется событиями, с применением мультиагентных технологий и онтологий, где принимается во внимание динамический баланс интересов всех сторон с учетом основных ограничений и предпочтений участников процесса адаптивного планирования грузопотока в ответ на поступающие события в режиме реального времени. Результаты: выявлено, что возникновение любых важных событий приводит к перепланированию размещения грузов на транспортных грузовых кораблях «Прогресс» и транспортных пилотируемых кораблях «Союз». Представлены сценарии обработки приведенных событий планировщиком поблочного грузопотока российского сегмента Международной космической станции. Практическая значимость: обработка приведенных событий реализована в интерактивной мультиагентной системе построения программы полета, грузопотока и расчета ресурсов российского сегмента Международной космической станции. Внедрение системы позволило повысить эффективность процесса планирования и снизить риски по управлению и обслуживанию российского сегмента Международной космической станции.

 О.И. Лахин. Особенности постановки задачи планирования программы полета и грузопотока российского сегмента Международной космической станции // Вестник Самарского государственного технического университета, серия «Технические науки». 2015. №3(47). – С. 32–46.

Рассматриваются особенности постановки задачи планирования программы полета и грузопотока Российского сегмента Международной космической станции. Описываются критерии, правила и ограничения, влияющие на планирование программы полета и грузопотока. Показывается с помощью формализованного подхода, как для решения поставленной задачи находится динамический баланс интересов кораблей, модулей и бортовых систем Российского сегмента Международной космической станции, полетов и грузов, что предполагает взаимно согласованный учет целого ряда индивидуальных особенностей доставляемых грузов, кораблей, модулей и бортовых систем Российского сегмента Международной космической станции. Обосновывается вывод, что для решения поставленной задачи становится целесообразным применение мультиагентных технологий, предметных онтологий и сетецентрического подхода, позволяющие создавать гибкие самоорганизующиеся программы полета и планы грузопотока.

М.М. Матюшин, Н.В. Мишурова, П.О. Скобелев, В.Б. Ларюхин. Поддержка принятия решений при парировании аварийных ситуаций на борту Международной космической станции с использованием интеллектуальных технологий // Вестник НПО имени С.А. Лавочкина. 2014. №4(25). – С. 89-96.

М.М. Матюшин, Н.В. Мишурова, П.О. Скобелев, В.Б. Ларюхин. Поддержка принятия решений при парировании аварийных ситуаций на борту Международной космической станции с использованием интеллектуальных технологий (окончание) // Вестник НПО имени С.А. Лавочкина. 2015. №2(28). – С. 53-57.

В статье рассматривается возможность использования интеллектуальных технологий для своевременного выявления аварийных ситуаций и их парирования на борту Международной космической станции в процессе оперативного контроля. Рассмотрен пример парирования разгерметизации.

 М.М. Матюшин, Т.Г. Вакурина, В.В. Котеля, П.О. Скобелев, О.И. Лахин, С.С. Кожевников, Е.В. Симонова, А.И. Носкова. Методы и средства построения онтологий для визуализации связанных информационных объектов произвольной природы в сложных информационно-аналитических системах // Информационно-управляющие системы. – 2014. №2(69). – С. 9-17.

В статье рассмотрен подход к описанию сложных предметных областей на основе метаонтологии «модель Аристотеля». Разработаны и описаны алгоритмические и программные решения, позволяющие создавать онтологии деятельности на основе данного подхода, а также средства визуализации и хранения знаний в предметных онтологиях. Описана созданная онтология систем и элементов Международной космической станции для решения задач управления ее ресурсами, а также онтология для поддержки принятия решений при использовании бортовых ресурсов станции в процессе парирования аварийных ситуаций «Разгерметизация» и «Пожар». Модель знаний и алгоритмические решения обеспечивают индивидуальную онтологическую настройку разработанных инструментальных средств на конкретную сферу деятельности и используются для ситуационного управления в интеллектуальных системах поддержки принятия решений в аэрокосмических приложениях.

Бидеев А.Г., Карбовничий В.А., Майоров И.В., Новиков А.Л., Скобелев П.О., Сычева М.В. Метод адаптивного планирования грузопотока в интерактивной мультиагентной системе расчета программы полета, грузопотока и ресурсов российского сегмента Международной космической станции // Космическая техника и технологии. – 2014. №1(4). – С. 29-38 .

Рассматривается метод адаптивного планирования грузопотока для российского сегмента Международной космической станции (РС МКС). Метод реализован в мультиагентной системе интерактивного построения программы полета и плана грузопотока и базируется на итерационном алгоритме повышения удовлетворенности агентов грузов и полетов, позволяющим эволюционным путем строить последовательности предпочтительного размещения грузов по полетам. Показывается, что разработанный метод позволяет решать сложные задачи планирования за счет самоорганизации агентов грузов и агентов полетов, выполняющих переговоры для нахождения и идущих на уступки для согласования баланса интересов в режиме работы по событиям в реальном времени, как это делают опытные специалисты (проектанты).