Modelagem estocástica de sistemas de vigilância com drones para avaliação, planejamento e melhoria do desempenho e da disponibilidade

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: LINS, Luan Carlos Soares
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco; UFPE; Brasil; Programa de Pos Graduacao em Ciencia da Computacao
• Palavras-chave em Português: Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs); Sistemas de vigilância; Modelagem estocástica; Confiabilidade; Disponibilidade; Performabilidade
• Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/67049

Este trabalho tem como objetivo principal desenvolver modelos para otimização de sistemas de vigilância com Veículos Aéreos Não Tripulados (VANTs), também chamados de drones, integrando análises de confiabilidade, disponibilidade e performabilidade. Ao contrário de es tudos anteriores que tratam esses aspectos de maneira isolada, esta pesquisa apresenta uma metodologia integrada que utiliza modelos analíticos, como Cadeias de Markov de Tempo Contínuo, e modelos numéricos, como Redes de Petri Estocásticas, a um modelo de cobertura que considera tanto as características das câmeras quanto os parâmetros operacionais dos drones. Esta abordagem integrada permite uma avaliação mais precisa e abrangente do de sempenho do sistema. Os resultados das análises de sensibilidade e estudos de caso revelaram que a redundância de baterias tem um impacto significativo na disponibilidade do sistema. Aumentar o número de baterias sobressalentes de 1 para 6 elevou o throughput do sistema em 70%, de 10 para 17 rondas por hora. Para missões de longa duração (30 horas), manter entre 15 e 20 baterias redundantes pode garantir uma confiabilidade acima de 80%. Otimizações no gerenciamento de energia, como reduzir o tempo de carregamento da bateria para menos de 36 minutos e utilizar baterias com tempos de descarga superiores a 144 minutos, podem reduzir o tempo de inatividade anual de aproximadamente 100 horas para menos de 20 horas. A metodologia desenvolvida permite aos projetistas equilibrar quantitativamente métricas de desempenho, disponibilidade e custo, oferecendo diretrizes práticas para o dimensionamento eficiente de sistemas de vigilância com drones. Esta pesquisa se destaca por fornecer uma abordagem abrangente que integra múltiplos aspectos do desempenho do sistema, permitindo uma otimização mais eficaz e baseada em dados quantitativos.