Viabilidad de la Predicción de Conflictos de Trayectorias de Drones por Medios de Técnicas de Aprendizaje Automático
Autores: Gordo, Victor; Perez-Castan, Javier A.; Perez Sanz, Luis; Serrano-Mira, Lidia; Xu, Yan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Viabilidad de la Predicción de Conflictos de Trayectorias de Drones por Medios de Técnicas de Aprendizaje Automático
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Número
Operaciones de drones
Espacio aéreo
Conflictos
Gestión del tráfico
Aprendizaje automático
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 44
Citaciones: Sin citaciones
El número esperado de operaciones de drones en las próximas décadas, junto con el hecho de que la mayoría de ellas se llevarán a cabo en el espacio aéreo de muy baja altitud, conducirá a una densidad de vuelos de drones mucho mayor que la de la aviación convencional tripulada. En este contexto, el número de conflictos (es decir, la convergencia 4D de las trayectorias de los drones por debajo de los mínimos de separación seguros) será mucho más frecuente que en la aviación tripulada y, por lo tanto, es poco probable que los métodos convencionales de gestión del tráfico aéreo o incluso los mecanismos específicos propuestos para la gestión del tráfico de drones puedan resolverlos de manera segura. Este documento considera un conjunto de trayectorias de drones simuladas en un entorno urbano de alta densidad para analizar la aplicabilidad de técnicas de regresión y clasificación de aprendizaje automático para detectar conflictos entre esos tiempos de trayectoria antes de que ocurran, con el fin de proporcionar nuevos métodos para gestionar la esperada densidad de tráfico de drones de manera segura y eficiente. Esto no sería posible con las soluciones actuales de gestión del tráfico de drones. Los resultados obtenidos sugieren que los algoritmos de Random Forest, Redes Neuronales Artificiales y Regresión Logística podrían detectar casi todas las casi colisiones hasta 10 segundos antes de que ocurran, y los dos primeros algoritmos también podrían detectar un número significativo de casi colisiones más de 60 segundos antes.
Descripción
El número esperado de operaciones de drones en las próximas décadas, junto con el hecho de que la mayoría de ellas se llevarán a cabo en el espacio aéreo de muy baja altitud, conducirá a una densidad de vuelos de drones mucho mayor que la de la aviación convencional tripulada. En este contexto, el número de conflictos (es decir, la convergencia 4D de las trayectorias de los drones por debajo de los mínimos de separación seguros) será mucho más frecuente que en la aviación tripulada y, por lo tanto, es poco probable que los métodos convencionales de gestión del tráfico aéreo o incluso los mecanismos específicos propuestos para la gestión del tráfico de drones puedan resolverlos de manera segura. Este documento considera un conjunto de trayectorias de drones simuladas en un entorno urbano de alta densidad para analizar la aplicabilidad de técnicas de regresión y clasificación de aprendizaje automático para detectar conflictos entre esos tiempos de trayectoria antes de que ocurran, con el fin de proporcionar nuevos métodos para gestionar la esperada densidad de tráfico de drones de manera segura y eficiente. Esto no sería posible con las soluciones actuales de gestión del tráfico de drones. Los resultados obtenidos sugieren que los algoritmos de Random Forest, Redes Neuronales Artificiales y Regresión Logística podrían detectar casi todas las casi colisiones hasta 10 segundos antes de que ocurran, y los dos primeros algoritmos también podrían detectar un número significativo de casi colisiones más de 60 segundos antes.