Métodos de optimización para la secuenciación de aproximaciones de eVTOL no tripulados considerando la prioridad de vuelo y el desequilibrio del flujo de tráfico
Autores: Wei, Zhiqiang; Xiao, Xinlong; Zhao, Xiangling; Yuan, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Métodos de optimización para la secuenciación de aproximaciones de eVTOL no tripulados considerando la prioridad de vuelo y el desequilibrio del flujo de tráfico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Enfoque de secuenciación
Vehículos eVTOL no tripulados
Vertiport
Anillo de transición intermedio adicional
Escenario de flujo de tráfico equilibrado
Movimiento permitido en un solo anillo
Escenario de flujo de tráfico desequilibrado
Anillo adicional y permiso de movimiento
Escenario mixto
Método de clasificación de pérdida de prioridad
Modelo de optimización multiobjetivo
Consumo de energía
Tiempo total de operación
Pérdida de prioridad
Tiempo de espera
Enfoque de cola ramificada.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El secuenciamiento de aproximaciones es importante para múltiples vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical no tripulados (eVTOL) que aterrizan en un vertiport. En este estudio, se proponen y diseñan el procedimiento de aproximación con un anillo de transición intermedio adicional (AIR) en un escenario de flujo de tráfico equilibrado, el procedimiento de aproximación con un solo anillo permitido (SRMA) en un escenario de flujo de tráfico desequilibrado, y el procedimiento de aproximación con un anillo adicional y permitiendo el movimiento (ARAM) en un escenario mixto para mejorar la eficiencia del secuenciamiento de aproximaciones. Además, se propone un método de clasificación de pérdida de prioridad para considerar la diferencia de prioridad de vuelo de los eVTOL no tripulados. Finalmente, se construye un modelo de optimización multiobjetivo con las restricciones de entrada, salida, continuidad de momento, balance de flujo y evitación de conflictos. Los objetivos son minimizar el consumo de energía, el tiempo total de operación y la pérdida de prioridad. Se realizan experimentos de comparación, y los resultados finales demuestran que el procedimiento de aproximación ARAM puede reducir el tiempo de espera promedio en un 8.4% y un 7.6% menos que el enfoque de cola por ramas (BQA) y AIR en un escenario de flujo de tráfico equilibrado, respectivamente. El procedimiento de aproximación ARAM puede reducir el tiempo de espera promedio en un 6.5% menos que BQA en un escenario de flujo de tráfico desequilibrado.
Descripción
El secuenciamiento de aproximaciones es importante para múltiples vehículos eléctricos de despegue y aterrizaje vertical no tripulados (eVTOL) que aterrizan en un vertiport. En este estudio, se proponen y diseñan el procedimiento de aproximación con un anillo de transición intermedio adicional (AIR) en un escenario de flujo de tráfico equilibrado, el procedimiento de aproximación con un solo anillo permitido (SRMA) en un escenario de flujo de tráfico desequilibrado, y el procedimiento de aproximación con un anillo adicional y permitiendo el movimiento (ARAM) en un escenario mixto para mejorar la eficiencia del secuenciamiento de aproximaciones. Además, se propone un método de clasificación de pérdida de prioridad para considerar la diferencia de prioridad de vuelo de los eVTOL no tripulados. Finalmente, se construye un modelo de optimización multiobjetivo con las restricciones de entrada, salida, continuidad de momento, balance de flujo y evitación de conflictos. Los objetivos son minimizar el consumo de energía, el tiempo total de operación y la pérdida de prioridad. Se realizan experimentos de comparación, y los resultados finales demuestran que el procedimiento de aproximación ARAM puede reducir el tiempo de espera promedio en un 8.4% y un 7.6% menos que el enfoque de cola por ramas (BQA) y AIR en un escenario de flujo de tráfico equilibrado, respectivamente. El procedimiento de aproximación ARAM puede reducir el tiempo de espera promedio en un 6.5% menos que BQA en un escenario de flujo de tráfico desequilibrado.