Modules-IFA

Modules-IFA/Módulos do IFA

Este diretório agrupa um conjunto de algoritmos/módulos utilizados pelo sistema In-Flight Awareness (IFA).

Os seguintes algoritmos/módulos estão sendo utilizados como algoritmos de replanejamento de rotas pelo IFA.

• DE4s -> Differential Evolution for security - Utiliza um algoritmo baseado em evolução diferencial (Tese 2019) [Link em Breve]

• GH4s -> Greedy Heuristic for security - Utiliza um algoritmo baseado heurística gulosa (Artigo IJAIT 2017) [Link]

• GA4s -> Genetic Algorithm for security - Utiliza um algoritmo baseado algoritmos genéticos simples (Artigo IJAIT 2017) [Link]

• MS4s -> MultiStart for security - Utiliza um algoritmo baseado heurística construtiva aleatória (Tese 2019) [Link em Breve]

• MILP4s -> Mixed Integer Linear Programming for security - Utiliza um algoritmo baseado resolução de modelos de programação linear inteira mista (Artigo Journal PLIM 2019) [Link em Breve]

• MPGA4s -> Multi-Population Genetic Algorithm for security - Utiliza um algoritmo baseado algoritmos genéticos multi-populacionais (Artigo ICTAI 2015) [Link]

• GA-GA-4s -> Genetic Algorithm and Genetic Algorithm for security - Utiliza uma estratégia combinada que empregam dois algoritmos genéticos executando em paralelo (Artigo ICTAI 2017) [Link]

• GA-GH-4s -> Genetic Algorithm and Greedy Heuristic for security - Utiliza uma estratégia combinada que emprega algoritmo genético e um heurística gulosa executando em paralelo (Artigo ICTAI 2017) [Link]

• Pre-Planned4s -> Route Pre-Planned for security - Utiliza uma estratégia em que são previamente calculadas as rotas emergenciais (Artigo Journal PLIM 2019) [Link em Breve]

• G-Path-Replanner4s -> Generic Path Replanner for security - Replanejador de rotas genérico para segurança. Módulo utilizado para simplificar o processo de adicionar um novo algoritmo de pouso de segurança e possa incorporá-lo a plataforma.

• Fixed-Route4s -> Fixed Route for security

Arquivos dos Métodos

Em cada uma das pastas dos métodos/módulos citados acima (DE4s, GH4s, GA4s, MPGA4s, ...), tem-se um conjunto de arquivos explicados a seguir.

• name_method4s.jar -> Arquivo que executa o respectivo método (sem plotar a imagem da rota).
• name_method4s-plot.jar -> Arquivo que executa o respectivo método (com a plotagem da imagem da rota) (utilizado, em geral, para debug).
• exec-replanner.sh -> Comando shell script para executar o replanejador (sem plot).
• exec-replanner-plot.sh -> Comando shell script para executar o replanejador (com plot) (utilizado, em geral, para debug).
• instance -> Arquivo de instância do método. Esse arquivo é um arquivo de entrada gerado pelo framework ProOF. Esse arquivo é atualizado pelo IFA e utilizado pelo método.
• instance-base -> Arquivo de instância do método. Este arquivo é um arquivo de entrado gerado pelo framework ProOF. Arquivo base de utilização pelo IFA.
• config.sgl -> Arquivo de configuração do método. Esse arquivo é atualizado pelo IFA e utilizado pelo método.
• config-base.sgl -> Arquivo de configuração do método. Arquivo base de utilização pelo IFA.
• map.sgl -> Arquivo contendo o mapa da missão.

Método Fixed-Route4s

Para utilizar esse método basta adicionar um arquivo com os waypoints a serem seguidos, caso haja falha crítica.

Um arquivo com rota fixa possui o seguinte formato para cada linha: "latitude;longitude;altitude"

-22.005933559084500;-47.898553832061054;3.0
-22.005947900466417;-47.898552639339780;2.7
-22.005952070247055;-47.898568058483870;2.3
-22.005954544760815;-47.898583391395460;2.0
-22.005956014172074;-47.898597887173686;1.7
-22.005957386402432;-47.898611513844690;1.4
-22.005958656052947;-47.898624371205635;1.1
-22.005959858216720;-47.898636542582280;0.8
-22.005960999192517;-47.898648106455894;0.5
-22.005961585877234;-47.898659167468140;0.2
-22.005962146467080;-47.898669722712306;0.0

Síntese:

Abaixo encontram-se duas tabela sintetizando os principais módulos do IFA e suas características.

Característica	MPGA4s	GA4s	DE4s	GH4s	MS4s
Estratégia	Metaheurística	Metaheurística	Metaheurística	Heurística	Heurística
Módelo PLIM	Não	Não	Não	Não	Não
Núcleos da CPU utilizados	Um	Um	Um	Um	Um
Tempo de Processamento	Rápido (~0.5 a 3 seg)	Rápido (~0.5 a 3 seg)	Rápido (~0.5 a 3 seg)	Muito Rápido (<~0.5 seg)	Rápido (~0.5 a 3 seg)
Dependência de Bibliotecas	Não tem	Não tem	Não tem	Não tem	Não tem
Dependência de Arquitetura	Todas que rodam Java	Todas que rodam Java	Todas que rodam Java	Todas que rodam Java	Todas que rodam Java
Faz o desvio de obstáculos	Sim	Sim	Sim	Não	Sim
Alocação do Risco	Sim	Sim	Sim	Não	Sim
Linguagem	Java	Java	Java	Java	Java
Local de Execução	Onboard/Offboard	Onboard/Offboard	Onboard/Offboard	Onboard/Offboard	Onboard/Offboard

Característica	GA-GA-4s	GA-GH-4s	Pre-Planned4s	Fixed-Route4s	MILP4s	G-Path-Replanner4s
Estratégia	Metaheurística	Metaheurística	Determinística	Determinística	Programação Matemática	Qualquer Estratégia
Módelo PLIM	Não	Não	Não	Não	Sim	N/A
Núcleos da CPU utilizados	Dois	Dois	Um	Um	Um	N/A
Tempo de Processamento	Rápido (~0.5 a 3 seg)	Rápido (~0.5 a 3 seg)	Muito Rápido (<~0.5 seg)	Super Rápido (<~0.1 seg)	Super Lento (>30 seg até 10 minutos)	N/A
Dependência de Bibliotecas	Não tem	Não tem	Não tem	Não tem	CPLEX	N/A
Dependência de Arquitetura	Todas que rodam Java	Todas que rodam Java	Todas que rodam Java	Todas	Apenas x86 e x64	N/A
Faz o desvio de obstáculos	Sim	Sim	Sim	Não	Sim	N/A
Alocação do Risco	Sim	Sim	Sim	Não	Sim	N/A
Linguagem	Java	Java	Java	N/A	Java	Qualquer Linguagem (Tem Exemplos em C, C++, Java e Python)
Local de Execução	Onboard	Onboard	Onboard	Onboard	Onboard	Onboard/Offboard