Recuperación Dinámica y un Métrico de Resiliencia para Enjambres de UAV Bajo Ataque
Autores: Hu, Tianzhen; Zong, Yan; Lu, Ningyun; Jiang, Bin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Recuperación Dinámica y un Métrico de Resiliencia para Enjambres de UAV Bajo Ataque
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Enjambres aéreos no tripulados
Estrategias de recuperación
Métricas de rendimiento
Ataques de comunicación
Velocidad de consenso
Métrica de resiliencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los enjambres aéreos no tripulados están atrayendo un amplio interés en campos como la respuesta a desastres, el monitoreo ambiental y la agricultura. Sin embargo, todavía hay una falta de estrategias de recuperación efectivas y métricas de rendimiento integrales para los enjambres de UAV que enfrentan ataques de comunicación, especialmente en la captura de la recuperación dinámica. El objetivo de este estudio es recuperar el enjambre de UAV dividido y desconectado bajo ataques. Se propone un método de recuperación dinámica bajo ataques estableciendo la relación entre la conectividad algebraica y la velocidad de consenso. El método de recuperación propuesto permite que cada UAV establezca selectivamente enlaces de comunicación con UAVs receptivos en función del método de recuperación propuesto para reducir el costo de comunicación, en lugar de vincularse con todos los vecinos dentro del rango de comunicación. Con base en esto, se introduce un conjunto de índices de rendimiento, considerando factores como la capacidad de consenso, la eficiencia de comunicación, la ejecución de la misión y el consumo de recursos. Además, se propone una métrica de resiliencia para evaluar cuantitativamente la eficiencia de la recuperación y la transición de consenso, proporcionando una medida integral de la capacidad para alcanzar consenso después de ataques. Las simulaciones que utilizan el protocolo de consenso de segundo orden y dinámicas validan que la velocidad de consenso del método de recuperación propuesto es un 18.88% más rápida que la recuperación aleatoria. La métrica de resiliencia propuesta captura el cambio en el tiempo desde la recuperación hasta el nuevo estado de consenso, y la resiliencia del método de recuperación propuesto es un 66.99% mayor que la recuperación aleatoria.
Descripción
Los enjambres aéreos no tripulados están atrayendo un amplio interés en campos como la respuesta a desastres, el monitoreo ambiental y la agricultura. Sin embargo, todavía hay una falta de estrategias de recuperación efectivas y métricas de rendimiento integrales para los enjambres de UAV que enfrentan ataques de comunicación, especialmente en la captura de la recuperación dinámica. El objetivo de este estudio es recuperar el enjambre de UAV dividido y desconectado bajo ataques. Se propone un método de recuperación dinámica bajo ataques estableciendo la relación entre la conectividad algebraica y la velocidad de consenso. El método de recuperación propuesto permite que cada UAV establezca selectivamente enlaces de comunicación con UAVs receptivos en función del método de recuperación propuesto para reducir el costo de comunicación, en lugar de vincularse con todos los vecinos dentro del rango de comunicación. Con base en esto, se introduce un conjunto de índices de rendimiento, considerando factores como la capacidad de consenso, la eficiencia de comunicación, la ejecución de la misión y el consumo de recursos. Además, se propone una métrica de resiliencia para evaluar cuantitativamente la eficiencia de la recuperación y la transición de consenso, proporcionando una medida integral de la capacidad para alcanzar consenso después de ataques. Las simulaciones que utilizan el protocolo de consenso de segundo orden y dinámicas validan que la velocidad de consenso del método de recuperación propuesto es un 18.88% más rápida que la recuperación aleatoria. La métrica de resiliencia propuesta captura el cambio en el tiempo desde la recuperación hasta el nuevo estado de consenso, y la resiliencia del método de recuperación propuesto es un 66.99% mayor que la recuperación aleatoria.