The restriction on battery or fuel capacity is the fundamental problem for persistent service provided by unmanned aerial vehicles (UAVs). This problem can be solved by the system which replaces drained UAV with fully charged UAV at the service area and sends the drained UAV to service station to recharge (replace) their energy source. Such system may be used for surveillance, security escort or variety of other tasks. To achieve above system, resource analysis such as the number of UAVs, batteries and capability of service station are key issues and need to be economically considered. In this research, we derive the minimum number of resources for persistent UAV system which serves multiple stationary targets. For deriving economical number of resources to achieve persistent service, decision-free Petri net model with periodic property was developed. Several formulation and properties are derived via decision-free Petri net model. Based on formulation and properties above, mathematical model was developed for resources analysis. To obtain number of resources, heuristic was developed and tested.
무인항공기를 이용하여 지속적인 서비스를 제공하는 시스템에서 배터리 혹은 연료의 제약은 근본적인 문제이다. 이 문제는 연료가 다 소모된 무인항공기를 새로운 무인항공기로 교체하여 서비스가 끊기지 않도록 하고 이 무인항공기를 충전 스테이션에 보내는 지속적인 서비스 시스템으로 해결할 수 있다. 이 시스템은 보안, 추적, 탐색, 순찰 등의 임무에 사용될 수 있다. 이러한 시스템을 달성하기 위해서 필요한 무인항공기나 배터리, 충전 플랫폼 같은 자원의 수량을 알아내는 것은 경제적인 관점에서 보았을 때 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서 우리는 정지되어 있는 다수 고객을 서비스 할 수 있는 지속적인 무인항공기 서비스를 제공하기 위해서 필요한 최소한의 자원을 도출 하였다. 이를 위해서 주기적 성질을 가진 무결정 페트리넷을 이용한 모델을 만들었다. 이를 바탕으로 많은 고객을 서비스 해야 하는 경우에 필요한 자원과 전체 시스템의 비용을 구할 수 있는 방법을 탐색하였으며 큰 사이즈의 문제를 해결할 수 있는 휴리스틱을 개발하였다.
