Programación de Drones para la Detección de Emisiones de Buques desde Múltiples Estaciones
Autores: Hu, Zhi-Hua; Liu, Tian-Ci; Tian, Xi-Dan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Programación de Drones para la Detección de Emisiones de Buques desde Múltiples Estaciones
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Ciudades portuarias
áreas de control de emisiones
Drones
Barcos
Modelo de reunión
Distancias de vuelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Varias ciudades portuarias y autoridades han establecido áreas de control de emisiones (ECA) para restringir el uso de combustible de los barcos en un rango geográfico offshore específico. Sin embargo, estas políticas de ECA implican altos costos y tienen baja eficiencia en la supervisión y la aplicación de regulaciones. En este estudio, se utilizó un modelo de reunión para investigar el problema de programación de drones considerando los movimientos simultáneos de drones y barcos. Se desarrollaron programas lineales enteros de cobertura para formular las asignaciones de drones a barcos, y se ideó un modelo y un algoritmo de solución para determinar los tiempos de movimiento y las posiciones de encuentro para drones y barcos particulares. Los modelos y algoritmos propuestos se emplearon y verificaron en experimentos. Los tiempos de vuelo para los conjuntos de datos con tres estaciones base de drones fueron más cortos que los de dos. Más drones resultaron en distancias de vuelo más cortas. El uso del modelo de reunión permitió obtener tiempos y distancias de vuelo más cortos que cuando no se utilizó. Los conjuntos de datos con más barcos tuvieron tiempos y distancias de vuelo más largos, con relaciones casi lineales. La sensibilidad del efecto de variar el 5% de las velocidades de los barcos sobre las métricas de tiempo de vuelo fue inferior al 1%, afectando la distancia de vuelo en aproximadamente un 4-5%. Acelerar los drones fue más efectivo para optimizar las distancias de vuelo de los drones que los tiempos. Los estudios numéricos mostraron que la consideración de movimientos simultáneos en el modelo permitió una reducción en las distancias de vuelo de los drones y un aumento en la eficiencia. Basado en los estudios de modelado y experimentales, se discuten las implicaciones gerenciales y posibles extensiones.
Descripción
Varias ciudades portuarias y autoridades han establecido áreas de control de emisiones (ECA) para restringir el uso de combustible de los barcos en un rango geográfico offshore específico. Sin embargo, estas políticas de ECA implican altos costos y tienen baja eficiencia en la supervisión y la aplicación de regulaciones. En este estudio, se utilizó un modelo de reunión para investigar el problema de programación de drones considerando los movimientos simultáneos de drones y barcos. Se desarrollaron programas lineales enteros de cobertura para formular las asignaciones de drones a barcos, y se ideó un modelo y un algoritmo de solución para determinar los tiempos de movimiento y las posiciones de encuentro para drones y barcos particulares. Los modelos y algoritmos propuestos se emplearon y verificaron en experimentos. Los tiempos de vuelo para los conjuntos de datos con tres estaciones base de drones fueron más cortos que los de dos. Más drones resultaron en distancias de vuelo más cortas. El uso del modelo de reunión permitió obtener tiempos y distancias de vuelo más cortos que cuando no se utilizó. Los conjuntos de datos con más barcos tuvieron tiempos y distancias de vuelo más largos, con relaciones casi lineales. La sensibilidad del efecto de variar el 5% de las velocidades de los barcos sobre las métricas de tiempo de vuelo fue inferior al 1%, afectando la distancia de vuelo en aproximadamente un 4-5%. Acelerar los drones fue más efectivo para optimizar las distancias de vuelo de los drones que los tiempos. Los estudios numéricos mostraron que la consideración de movimientos simultáneos en el modelo permitió una reducción en las distancias de vuelo de los drones y un aumento en la eficiencia. Basado en los estudios de modelado y experimentales, se discuten las implicaciones gerenciales y posibles extensiones.