Análisis paramétrico de la capacidad de aterrizaje para operaciones de flota de UAV con estructuras de espacio aéreo específicas y restricciones basadas en reglas
Autores: Han, Peng; Yang, Xinyue; Low, Kin Huat; Zhao, Yifei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis paramétrico de la capacidad de aterrizaje para operaciones de flota de UAV con estructuras de espacio aéreo específicas y restricciones basadas en reglas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Movilidad aérea urbana
Estructuras de espacio aéreo de vertiport
Rendimiento de flota de UAV
Estructura de espacio aéreo multicapa
Capacidad de operación de flota
Parámetros de estructura de espacio aéreo
Licencia
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A medida que la Movilidad Aérea Urbana (UAM) avanza hacia su implementación, gestionar vuelos de alta densidad y alto volumen en los espacios aéreos urbanos se vuelve cada vez más crítico. En tales entornos, el diseño de las estructuras del espacio aéreo de los vertipuertos juega un papel clave en determinar cuántos UAV pueden operar de manera segura y eficiente dentro de un espacio aéreo específico. Los estudios existentes no han explorado completamente las complejas interdependencias entre los parámetros de la estructura del espacio aéreo y la capacidad de operación de la flota, particularmente en lo que respecta a cómo diversos componentes estructurales y sus configuraciones afectan el rendimiento de la flota de UAV. Este documento aborda estas lagunas proponiendo una estructura de espacio aéreo en forma de embudo y de múltiples capas para los vertipuertos, junto con un modelo de parámetros ajustables para evaluar los factores que afectan la capacidad de aterrizaje. El diseño propuesto incluye la capa de ensamblaje, la capa superior, la capa inferior y el punto de aproximación, formando la base para las operaciones de la flota, divididas en tres fases: llegada, aproximación y aterrizaje. Al modelar las operaciones de la flota con diversas restricciones y algoritmos basados en el tiempo, se han realizado simulaciones para analizar el impacto de los cambios en las dimensiones paramétricas de la estructura del espacio aéreo en la capacidad de operación de la flota de UAV. Los resultados revelan que la capacidad de la flota está estrechamente influenciada por dos limitaciones: la distancia recorrida en cada fase y la disponibilidad de puntos de espera en cada capa. Estos hallazgos proporcionan valiosos conocimientos y contribuyen a los esfuerzos futuros de diseño del espacio aéreo para los vertipuertos de UAM.
Descripción
A medida que la Movilidad Aérea Urbana (UAM) avanza hacia su implementación, gestionar vuelos de alta densidad y alto volumen en los espacios aéreos urbanos se vuelve cada vez más crítico. En tales entornos, el diseño de las estructuras del espacio aéreo de los vertipuertos juega un papel clave en determinar cuántos UAV pueden operar de manera segura y eficiente dentro de un espacio aéreo específico. Los estudios existentes no han explorado completamente las complejas interdependencias entre los parámetros de la estructura del espacio aéreo y la capacidad de operación de la flota, particularmente en lo que respecta a cómo diversos componentes estructurales y sus configuraciones afectan el rendimiento de la flota de UAV. Este documento aborda estas lagunas proponiendo una estructura de espacio aéreo en forma de embudo y de múltiples capas para los vertipuertos, junto con un modelo de parámetros ajustables para evaluar los factores que afectan la capacidad de aterrizaje. El diseño propuesto incluye la capa de ensamblaje, la capa superior, la capa inferior y el punto de aproximación, formando la base para las operaciones de la flota, divididas en tres fases: llegada, aproximación y aterrizaje. Al modelar las operaciones de la flota con diversas restricciones y algoritmos basados en el tiempo, se han realizado simulaciones para analizar el impacto de los cambios en las dimensiones paramétricas de la estructura del espacio aéreo en la capacidad de operación de la flota de UAV. Los resultados revelan que la capacidad de la flota está estrechamente influenciada por dos limitaciones: la distancia recorrida en cada fase y la disponibilidad de puntos de espera en cada capa. Estos hallazgos proporcionan valiosos conocimientos y contribuyen a los esfuerzos futuros de diseño del espacio aéreo para los vertipuertos de UAM.