有人机-无人机混合低空交通建模:微观-宏观耦合框架OA

【背景】随着低空空域开放与无人机系统发展,城市低空中有人机-无人机混合运行逐渐成为常态,安全与容量平衡面临更大挑战。【目标】在混合运行场景下建立统一的微观与宏观联合建模框架,揭示异构平台下微观行为差异对交通流安全与效率的影响规律,以支撑低空空域容量评估与运行优化。【方法】构建结构化静态安全间隔模型,引入刺激-响应机制建立微观速度控制模型,并利用马尔科夫链方法实现微观行为向宏观状态的映射,生成三参数交通流基本图。【结果】与同构系统相比,混合运行的临界密度右移且在高密度区间出现低速稳定平台,容量边界得到拓展;当初始间距为1.0~1.3倍的静态阈值、无人机巡航速度约为有人机的110%、响应时延小于1.5 s时,系统可在密度10~13架/km区间内实现容量与稳定性的最优平衡。【结论】微观-宏观耦合框架能够在保证安全的前提下优化低空空域容量利用,揭示异构飞行器在动态协同下的安全-效率权衡机制。【应用】研究成果可为低空空域容量预测、运行调度与策略优化提供量化建模工具。