Diseñando una Red de Corredores de Movilidad Aérea Urbana: Un Enfoque de Optimización Multi-Objetivo Usando U-NSGA-III
Autores: Zhang, Zhiyuan; Zheng, Yuan; Li, Chenglong; Jiang, Bo; Li, Yichao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Diseñando una Red de Corredores de Movilidad Aérea Urbana: Un Enfoque de Optimización Multi-Objetivo Usando U-NSGA-III
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Red de corredores
Diseño de seguridad de la estructura del espacio aéreo
UAM
Riesgo en tierra
Objetivos de optimización
Optimización multiobjetivo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La red de corredores sirve como una solución efectiva para el diseño de la seguridad de la estructura del espacio aéreo de UAM. Sin embargo, los estudios actuales rara vez tienen en cuenta el riesgo en tierra que plantea la operación del corredor y típicamente consideran un único objetivo de diseño con variables limitadas. En este documento, abordamos estas lagunas considerando tres factores clave: demanda, seguridad y costos de implementación. El diseño de la red de corredores se formula como un problema de optimización multiobjetivo. En la práctica, primero definimos la tasa de ahorro de tiempo de viaje, la densidad poblacional promedio y la longitud total de los corredores como objetivos de optimización. Luego, proponemos un esquema de codificación de red de corredores sencillo y eficiente que admite un número variable de corredores, mejorando significativamente la diversidad y flexibilidad de los diseños de la red de corredores. Finalmente, basado en este esquema de codificación, resolvemos el problema de la red de corredores utilizando el algoritmo genético de clasificación no dominada unificado III (U-NSGA-III). Basado en un análisis detallado del frente de Pareto obtenido, se determina un esquema de diseño relativamente óptimo a través de tres objetivos de optimización. El estudio de caso realizado en Chengdu ilustra que la red de corredores obtenida por nuestro método no solo logra una reducción del 37.8% en el riesgo en tierra y una disminución del 69.9% en los costos de implementación, sino que también ahorra un comparable 4.7% en tiempo en relación con los métodos tradicionales.
Descripción
La red de corredores sirve como una solución efectiva para el diseño de la seguridad de la estructura del espacio aéreo de UAM. Sin embargo, los estudios actuales rara vez tienen en cuenta el riesgo en tierra que plantea la operación del corredor y típicamente consideran un único objetivo de diseño con variables limitadas. En este documento, abordamos estas lagunas considerando tres factores clave: demanda, seguridad y costos de implementación. El diseño de la red de corredores se formula como un problema de optimización multiobjetivo. En la práctica, primero definimos la tasa de ahorro de tiempo de viaje, la densidad poblacional promedio y la longitud total de los corredores como objetivos de optimización. Luego, proponemos un esquema de codificación de red de corredores sencillo y eficiente que admite un número variable de corredores, mejorando significativamente la diversidad y flexibilidad de los diseños de la red de corredores. Finalmente, basado en este esquema de codificación, resolvemos el problema de la red de corredores utilizando el algoritmo genético de clasificación no dominada unificado III (U-NSGA-III). Basado en un análisis detallado del frente de Pareto obtenido, se determina un esquema de diseño relativamente óptimo a través de tres objetivos de optimización. El estudio de caso realizado en Chengdu ilustra que la red de corredores obtenida por nuestro método no solo logra una reducción del 37.8% en el riesgo en tierra y una disminución del 69.9% en los costos de implementación, sino que también ahorra un comparable 4.7% en tiempo en relación con los métodos tradicionales.