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Evaluación basada en métricas duales y generación de topología del espacio aéreo urbano con análisis de cuadrantes y clasificación de Pareto

Autores: Zhang, Weizheng; Wu, Hua; Liu, Yang; Zhou, Suyu; Dong, Hailong; Liu, Huayu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Evaluación basada en métricas duales y generación de topología del espacio aéreo urbano con análisis de cuadrantes y clasificación de Pareto


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Estudio
Espacio aéreo urbano
Mecanismo de evaluación
Vehículo aéreo no tripulado
Operaciones de UAV
Disponibilidad del espacio aéreo
Riesgo
Población terrestre
Conectividad
Características urbanas
Edificios
Obstáculos
Modelo de estimación de riesgo
Mapa de riesgo urbano
Análisis de cuadrantes
Clasificación de Pareto
Soluciones óptimas de Pareto
Topología
Redes
Estudio de caso
Densamente poblado
Distrito de Changqing
Jinan
Provincia de Shandong
China
Algoritmo A-star
Camino factible.

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 16

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En este estudio, se propone y valida un mecanismo de evaluación del espacio aéreo urbano utilizando datos reales de edificios urbanos, ofreciendo un enfoque sistemático para la selección del espacio aéreo para operaciones de vehículos aéreos no tripulados (VANT). Se involucran dos métricas para evaluar con precisión el espacio aéreo urbano, que son la disponibilidad del espacio aéreo y el riesgo para la población en tierra. La primera se mide analizando la conectividad del espacio aéreo urbano, que enfatiza particularmente el impacto de características urbanas como edificios y obstáculos. La segunda se cuantifica utilizando un modelo de estimación de riesgo propuesto anteriormente, con el cual se puede generar un mapa de riesgo urbano. Luego, se emplean análisis de cuadrantes y clasificación de Pareto para evaluar el espacio aéreo disponible para los VANT. El análisis de cuadrantes mapea la disponibilidad del espacio aéreo urbano y el riesgo para la población en tierra en un espacio bidimensional. Además, la clasificación de Pareto determina un conjunto de soluciones óptimas de Pareto en las que ningún objetivo puede mejorarse sin comprometer al menos un objetivo más. La topología del espacio aéreo urbano podría construirse utilizando el 50% superior de las cuadrículas clasificadas por la clasificación de Pareto basada en los datos reales de los edificios. Se lleva a cabo un estudio de caso en un área urbana densamente poblada en el distrito de Changqing, Jinan, provincia de Shandong, China. La conectividad de la topología del espacio aéreo se verifica empleando el algoritmo A-star para generar un camino viable para los VANT.

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