必須自動化!未來的無人機交通管理系統

研究顯示,自動化軟體在未來的無人機交通管理系統中,有其必要性。

研究顯示,自動化軟體在未來的無人機交通管理系統中,有其必要性。

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隨著未來無人機使用規模的擴大,高度 400 英尺以下的空域將變得越來越壅塞,約翰霍普金斯大學最近的一項研究表明,提高自動化操作層級可能有助於創建更安全的空中交通管理系統。專家預測,到 2035 年,無人機每小時將起降 65,000 架次。目前,美國最繁忙的機場每小時只能處理 300 架商用航空器的起降,這意味著必須設計新的交通管理系統來適應無人機流量的爆炸性成長。

FAA 提出了無人機交通管理的操作概念,但此概念在很大程度上依賴人類對無人機的控制。研究的主要作者之一 Lanier Watkins 在接受採訪時表示,研究團隊進行了一系列實驗,以確定自動演算法如何在壅塞的空域中為安全做出貢獻;另外進行實驗以確定使用演算法可能會帶來哪些類型的空域風險。Watkins 說:「確保自動化的作用是確保這些自動演算法正常工作,確保它們不會遇到故障狀態並開始做出錯誤的決定,然後開始導致小型空中碰撞。…這就像對演算法進行雙重檢查,在演算法的肩膀上進行檢查,試圖確保它們不會使空域變得危險。」

該團隊研究了創建無人機交通管理(UTM)系統的可行性,系統重度依賴無人機的半自動操作以安全地穿越空域並避免空中相撞。「我們以端到端的角度看待這個問題,無人機操作人希望與 UTM 系統進行交互,以便能夠安全地駕駛無人機向客戶交付產品,而 UTM 系統則管理空域並監控無人機為了符合系統為無人機操作員提供的計畫的無衝突飛行路徑」,該研究指出,「在 UTM 飛行階段,遙控飛行員和 USS 都會收到來自 UAS 的數據,例如 RID 訊息和飛行遙控數據。這使得 UAS 服務供應商能夠透過將 UAS 的即時遙控數據與其計畫的飛行路徑作比較並確認其在範圍內來執行一致性監控」。 在他們的研究中,研究人員透過空域風險評估向現有系統添加了 3D 分析、「嘈雜」感測器和防撞演算法保證。他們還進行了蒙地卡羅模擬,查看了數十萬種不同的場景,以預測在可能存在多個隨機變數的情況下出現不同結果的機率。該模擬提供了三層分離管理——飛行計劃、調度和避免碰撞——以及各種安全和效率指標,例如小型近空中碰撞和即時風險評估。研究發現,戰略衝突消除和衝突避免演算法「通過減少碰撞和消除流氓無人機的影響,有助於空域安全」。 團隊的工作部分是基於早期的研究,這些研究發現使用自動化系統的一個副作用是任務完成時間的延遲。

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