[发明专利]一种无人机垂直起降场容量评估方法及装置

说明书

本发明公开了一种无人机垂直起降场容量评估方法及装置，该方法根据无人机垂直起降场拓扑结构，抽象无人机运行流程，确定无人机运行流程中的排队系统；根据垂直起降场的运行模式，分别建立无人机运行流程中各排队系统的排队论模型；根据无人机垂直起降过程中设置参数及垂直起降场现场作业参数，确定各排队系统平均服务速度，得到各排队系统稳定状态下的平均排队时长与无人机平均到达速度的关系曲线；根据各排队系统最大接受的无人机排队时间和该关系曲线，确定各排队系统运行容量；根据网络流理论，将无人机运行流程中各排队系统运行容量最小的节点作为阻塞流，得到垂直起降场整体运行容量。本发明为无人机流量智能调控奠定基础。

技术领域

本发明属于无人机技术领域，尤其涉及一种无人机垂直起降场容量评估方法及装置。

背景技术

与相对成熟的陆路、水路以及民航运输相比，城市空中交通尚处探索阶段，未来发展空间较大。伴随 着我国低空空域的进一步开放，城市“最后一公里”的物流配送方式出现变革，推动了城市物流无人机垂直 起降场布局、设计、容量评估、流量调控等一系列问题发展。

目前，国外现有的垂直起降场容量评估方法主要采用含时间的线性规划等方法，虽能较为准确地得出 容量评估结果，但由于其数学模型复杂、耗时过长，导致实用性较差，不能满足城市空中交通无人机运行 的时效性与便捷性；我国无人机垂直起降场容量评估的相关研究处于起步阶段，尚缺乏一套完整、有效的 垂直起降场容量评估方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无人机垂直起降场容量评估方法及装置，根据垂直起降场的运行模式，分 别建立无人机运行流程中各排队系统的排队论模型，确定各排队系统运行容量；根据网络流理论，将无人 机运行流程中各排队系统运行容量最小的节点作为阻塞流，得到垂直起降场整体运行容量。本发明解决了 我国城市空中交通起步发展探索阶段方法不成熟、理论不完善等问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种无人机垂直起降场容量评估方法，包括：

根据无人机垂直起降场拓扑结构，抽象无人机运行流程，确定无人机运行流程中的排队系统；

根据垂直起降场的运行模式，分别建立无人机运行流程中各排队系统的排队论模型；所述排队论模型 表示为排队系统稳定状态下的平均排队时长与无人机平均到达流量、排队系统平均服务速度的函数关系； 所述稳定状态指无人机平均到达流量小于排队系统平均服务速度的状态；

根据无人机垂直起降过程中设置参数及垂直起降场现场作业参数，确定各排队系统平均服务速度，结 合各排队系统的排队论模型，得到各排队系统稳定状态下的平均排队时长与无人机平均到达流量的关系曲 线；

根据各排队系统最大接受的无人机排队时间和所述关系曲线，确定各排队系统运行容量；

根据网络流理论，将无人机运行流程中各排队系统运行容量最小的节点作为阻塞流，得到垂直起降场 整体运行容量。

进一步的，所述根据无人机垂直起降场拓扑结构，抽象无人机运行流程，包括：无人机由附近空域下 降至垂直起降场终端区，通过垂直起降操作降落至降落平台，滑行至停机坪；在停机坪进行作业后，申请 起飞，通过滑行道移动至起飞平台，垂直起飞离开垂直起降场；

所述确定无人机运行流程中的排队系统，包括：降落平台处的进场排队系统、停机坪处的地面排队系 统和起飞平台处的离场排队系统。

进一步的，所述根据垂直起降场的运行模式，分别建立无人机运行流程中各排队系统的排队论模型， 包括：

若垂直起降场采用隔离运行模式，则，

对于进场排队系统采用单服务台排队模型，表示为M/M/1/∞/∞；

对于地面排队系统采用单列队多服务台排队模型，表示为M/M/c/∞/∞；