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Usando Aprendizaje por Refuerzo para Mejorar la Estructuración del Espacio Aéreo en un Entorno Urbano

Autores: Ribeiro, Marta; Ellerbroek, Joost; Hoekstra, Jacco

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Usando Aprendizaje por Refuerzo para Mejorar la Estructuración del Espacio Aéreo en un Entorno Urbano


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Predicciones
Operaciones de drones
Densidad de tráfico
Estructuras del espacio aéreo
Tasa de conflicto
Seguridad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las predicciones actuales sobre las operaciones futuras de drones estiman que la densidad del tráfico será de órdenes de magnitud más alta que cualquier observada en la aviación tripulada. Tales densidades redirigen el enfoque hacia elementos que pueden disminuir la tasa y severidad de conflictos, con especial énfasis en las estructuras del espacio aéreo, un elemento que ha sido pasado por alto en entornos distribuidos en el pasado. Este trabajo profundiza en los impactos de diferentes estructuras del espacio aéreo en múltiples escenarios de tráfico, y cómo estructuras apropiadas pueden aumentar la seguridad de las futuras operaciones de drones en el espacio aéreo urbano. Primero, se utilizó el aprendizaje por refuerzo para definir distribuciones óptimas de rangos de rumbo con un concepto de espacio aéreo en capas. En segundo lugar, se reservaron capas de transición para facilitar la desviación vertical entre capas de crucero y la evitación de conflictos. Los efectos de la densidad del tráfico, las rutas no lineales y la desviación vertical entre capas se probaron en una plataforma de simulación de espacio aéreo de código abierto. Los resultados muestran que una estructuración óptima adaptada al escenario de tráfico actual mejora el uso del espacio aéreo al segmentar correctamente las aeronaves según sus rutas de vuelo. El número de conflictos y las pérdidas de separación mínima se redujeron en comparación con el uso de una única estructura de espacio aéreo uniforme para todos los escenarios de tráfico, lo que permite una mayor capacidad del espacio aéreo.

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