A multi-agent semi-cooperative unmanned air traffic management model with separation assurance
A multi-agent semi-cooperative unmanned air traffic management model with separation assurance
复制标题
具有间隔保证的多智能体半合作无人机交通管理模型
DOI：
10.1016/j.ejtl.2021.100058
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发表时间：
2021
影响因子：
2.4
通讯作者：
Liu, Yanchao
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu, Yanchao
本文提出了一个空中交通管理框架，使多个机群的无人机穿越密集，全方位的空中交通安全和有效的。这里要解决的主要挑战是在缺乏充分协调和沟通的情况下如何保证离职。在这个框架中，每个车队是独立管理的路由代理，逐步计划车队中的车辆通过求解非线性优化模型的非重叠提前走廊。该模型设计巧妙，使得不同机群的智能体不需要进行复杂的多边通信或猜测外部飞行器的飞行意图，以保持有效的飞行器间间隔。对于复杂的路由问题，该框架能够支持集中式车队路由，分散式车辆自路由，以及介于两者之间的任何其他代理车辆配置，允许响应时间和交通效率之间的自定义权衡。创新的算法增强解决代理的非凸路由问题的详细注释。几个仿真实验证明了该框架的有效性和值得注意的属性。
This paper presents an air traffic management framework to enable multiple fleets of unmanned aerial vehicles to traverse dense, omni-directional air traffic safely and efficiently. The main challenge addressed here is separation assurance in the absence of full coordination and communication. In this framework, each fleet is independently managed by a routing agent, which progressively plans the non-overlapping move-ahead corridors for vehicles in the fleet by solving a nonlinear optimization model. The model is artfully designed so that agents of different fleets need not engage in complicated multilateral communications or make guesses about external vehicles’ flight intents to maintain effective inter-vehicle separation. For a complex routing problem, the framework is able to support centralized fleet routing, decentralized vehicle self-routing, and any other agent-vehicle configuration in between, allowing for customized trade-off between response time and traffic efficiency. Innovative algorithmic enhancements for solving the agent’s nonconvex routing problem are prescribed with detailed annotation. The effectiveness and noteworthy properties of the framework are demonstrated by several simulation experiments.
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