Evitar conflictos basado en obstáculos de velocidad en un entorno urbano con límite de velocidad variable
Autores: Ribeiro, Marta; Ellerbroek, Joost; Hoekstra, Jacco
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Evitar conflictos basado en obstáculos de velocidad en un entorno urbano con límite de velocidad variable
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Investigaciones
Movilidad aérea urbana
Detección y resolución de conflictos
Drones
Densidades de tráfico
Espacio aéreo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Las investigaciones actuales sobre la movilidad aérea urbana, así como el continuo crecimiento del transporte aéreo global, han renovado el interés en los métodos de detección y resolución de conflictos (CD&R). El uso de drones para aplicaciones como la entrega de paquetes resultaría en densidades de tráfico que son órdenes de magnitud más altas que las actualmente observadas en la aviación tripulada. Tales densidades no solo hacen que la detección y resolución automatizada de conflictos sea una necesidad, sino que también obligarán a una reevaluación de aspectos como la coordinación frente a la prioridad, o el estado frente a la intención. Este documento analiza cómo permitir una introducción segura de drones en el espacio aéreo urbano estableciendo reglas de viaje en el espacio aéreo operativo que beneficien la resolución táctica de conflictos. Primero, los conflictos resultantes de cambios de dirección se añaden a la resolución de conflictos con propagación de trayectorias de intención. En segundo lugar, la probabilidad de que aeronaves con rumbos opuestos se encuentren en conflicto se reduce separando el tráfico en diferentes capas según las reglas de rumbo-altitud. Se establecen directrices para asegurar que las aeronaves respeten los rangos de rumbo permitidos en cada capa cruzada. Finalmente, utilizamos un agente de aprendizaje por refuerzo para implementar límites de velocidad variables con el fin de crear una situación de tráfico más homogénea entre aeronaves en crucero y en ascenso/descenso. Los efectos de todas estas variables se probaron a través de simulaciones rápidas en una plataforma de simulación de espacio aéreo de código abierto. Los resultados mostraron que pudimos mejorar la seguridad operativa de varios escenarios.
Descripción
Las investigaciones actuales sobre la movilidad aérea urbana, así como el continuo crecimiento del transporte aéreo global, han renovado el interés en los métodos de detección y resolución de conflictos (CD&R). El uso de drones para aplicaciones como la entrega de paquetes resultaría en densidades de tráfico que son órdenes de magnitud más altas que las actualmente observadas en la aviación tripulada. Tales densidades no solo hacen que la detección y resolución automatizada de conflictos sea una necesidad, sino que también obligarán a una reevaluación de aspectos como la coordinación frente a la prioridad, o el estado frente a la intención. Este documento analiza cómo permitir una introducción segura de drones en el espacio aéreo urbano estableciendo reglas de viaje en el espacio aéreo operativo que beneficien la resolución táctica de conflictos. Primero, los conflictos resultantes de cambios de dirección se añaden a la resolución de conflictos con propagación de trayectorias de intención. En segundo lugar, la probabilidad de que aeronaves con rumbos opuestos se encuentren en conflicto se reduce separando el tráfico en diferentes capas según las reglas de rumbo-altitud. Se establecen directrices para asegurar que las aeronaves respeten los rangos de rumbo permitidos en cada capa cruzada. Finalmente, utilizamos un agente de aprendizaje por refuerzo para implementar límites de velocidad variables con el fin de crear una situación de tráfico más homogénea entre aeronaves en crucero y en ascenso/descenso. Los efectos de todas estas variables se probaron a través de simulaciones rápidas en una plataforma de simulación de espacio aéreo de código abierto. Los resultados mostraron que pudimos mejorar la seguridad operativa de varios escenarios.