
Selbst-organisierende Anflüge für den urbanen Luftverkehr
16 September 2024
Self-organized free-flight arrival for urban air mobility
M Waltz, O Okhrin, M Schultz. Transportation Research Part C: Emerging Technologies 167, 104806
Urban Air Mobility ermöglicht den Betrieb elektrisch betriebener Senkrechtstarter und -lander (eVTOL) zwischen Vertiports. In dieser Arbeit stellen wir ein selbstorganisiertes Anflugverfahren vor, das auf Deep Reinforcement Learning basiert. Der Luftraum um den Vertiport wird als kreisförmige Zone definiert, in der sich die Fluggeräte frei bewegen. Jedes Luftfahrzeug agiert als eigenständiger Agent und trifft Entscheidungen auf Basis einer gemeinsamen Strategie, wobei es ausschließlich lokale Informationen nutzt.
Wir analysieren, wie sich die Steuerungsstrategie im Trainingsprozess entwickelt und zeigen, wie der Algorithmus anfänglich ineffiziente Warteschleifen durchläuft, bevor er eine sichere und effiziente Anfluglösung findet. Die finale Strategie wird in Simulationen getestet, wobei Robustheitsanalysen hinsichtlich Sensorausfällen und variierenden Verkehrsströmen durchgeführt werden. Abschließend wird das Verfahren mit unbemannten Fluggeräten im kleinen Maßstab erprobt, um seine praktische Anwendbarkeit zu bewerten.