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Optimizando la Eficiencia Energética en la Entrega de Última Milla: Un Enfoque Colaborativo con el Sistema de Transporte Público y Drones

Autores: Romet, Pierre; Hage, Charbel; Aglzim, El-Hassane; Sophy, Tonino; Gechter, Franck

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Optimizando la Eficiencia Energética en la Entrega de Última Milla: Un Enfoque Colaborativo con el Sistema de Transporte Público y Drones


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Consumo de energía
Vehículos aéreos no tripulados
Escenarios de entrega
Entornos urbanos
Logística basada en drones
Entrega de última milla

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Estimar con precisión el consumo de energía de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) en escenarios de entrega del mundo real sigue siendo un desafío crítico, particularmente cuando los UAV operan en entornos urbanos complejos y están acoplados a sistemas de transporte público. La mayoría de los modelos existentes se basan en suposiciones simplificadas o perfiles de misión estáticos, lo que limita su aplicabilidad a la logística basada en drones realista y escalable. En este documento, proponemos una metodología de dimensionamiento de energía fundamentada físicamente y consciente del escenario para UAV que operan como parte de un sistema de entrega de última milla integrado con la red de autobuses de una ciudad. El modelo incorpora dinámicas físicas detalladas, incluyendo variaciones de elevación, resistencia, empuje y carga útil, y considera restricciones de misión en tiempo real, como ventanas de ejecución de entrega e interacciones con la infraestructura. Para mejorar el realismo de la estimación de energía, integramos simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) que cuantifican el impacto de las estructuras circundantes y los autobuses en movimiento en la eficiencia del empuje de los UAV. Se definen cuatro escenarios de misión de creciente complejidad para evaluar los efectos de los retrasos en la entrega, las perturbaciones aerodinámicas inducidas por obstáculos y las estrategias de retorno anticipado en el consumo de energía. La metodología se aplica a una red de transporte del mundo real en Belfort, Francia, utilizando un gemelo digital basado en grafos. Los resultados muestran que las restricciones ambientales y operativas pueden llevar a un consumo de energía adicional de hasta el 16% en comparación con los modelos de misión idealizados. El marco propuesto proporciona una base sólida para el dimensionamiento de baterías de UAV, la planificación de misiones y la integración sostenible de la entrega aérea en sistemas de transporte urbano multimodal.

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