城市低空环境下医用无人机运输安全间隔评估方法

摘要

为了有效控制城市低空风险和保障无人机运输安全，提出了一类医用无人机运输安全间隔的评估方法。考虑无人机的运行特征、低空环境的不确定性和医用物资的危险特性，设置了冲突、碰撞和泄露3类事故，并分析了各类事故下的风险因素和影响后果。以城市低空风险控制为目标，针对医用无人机运输场景，设置无人机的避冲突、避撞和避险3个风险控制阶段，以安全间隔为关键参数，建立多阶段的城市低空风险度量模型。引入Event模型和高斯烟羽模型，分别设计这3个阶段的医用无人机运输安全间隔评估方法。通过案例和测试分析，验证了模型和方法的有效性。计算结果显示，新模型和方法可以有效评估载货医用无人机运输的潜在风险，可以提供不同情境下的医用无人机运输安全间隔值；安全间隔会受到无人机运行俯仰角、运行速度、尺寸、风速、高度和医用物资有害物质泄漏量等关键参数的影响；在避冲突阶段，通用型医用无人机在纵向、侧向和垂直方向的运输安全间隔分别为41.8～46.7 m、20.4～25.2 m和14.6～18 m；在避撞阶段，在纵向、侧向和垂直方向的运输安全间隔分别为53.9～127.4 m、20.9～22.7 m和25.4～36.2 m；在避险阶段，运输安全间隔则为9.41～14.16 m。

关键词

物流工程 / 无人机 / 低空运输 / 医用物资 / 风险 / 安全间隔

基金资助

国家自然科学基金资助项目(61803091); 广东省自然科学基金资助项目(2022A1515010192)