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研发设计收录论文、预印本和会议论文；标题保留原文，预印本与设计目标请核对原文。未经过编辑判断的资料展示在全部动态中。

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找到 16 条 · 更新于 01:00
4月8日周三
  1. arXiv先进空中交通研究历史资料

    高密度空域中冲突解决下的eVTOL飞行器能耗顶值估算

    Electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft operating in high-density urban airspace must maintain safe separation through tactical conflict resolution, yet the energy cost of such maneuvers has not been systematically quantified. This paper investigates how conflict-resolution maneuvers under the Modified Voltage Potential (MVP) algorithm affect eVTOL energy consumption. Using a physics-based power model integrated within a traffic simulation, we analyze approximately 71,767 en route sections within a sector, across traffic densities of 10-60 simultaneous aircraft. The main finding is that MVP-based deconfliction is energy-efficient: median energy overhead remains below 1.5% across all density levels, and the majority of en route flights within the sector incur negligible penalty. However, the distribution exhibits pronounced right-skewness, with tail cases reaching 44% overhead at the highest densities due to sustained multi-aircraft conflicts. The 95th percentile ranges from 3.84% to 5.3%, suggesting that a 4-5% reserve margin accommodates the vast majority of tactical deconfliction scenarios. To support operational planning, we develop a machine learning model that estimates energy overhead at mission initiation. Because conflict outcomes depend on future traffic interactions that cannot be known in advance, the model provides both point estimates and uncertainty bounds. These bounds are conservative; actual outcomes fall within the predicted range more often than the stated confidence level, making them suitable for safety-critical reserve planning. Together（预印本；同行评审状态请核对原文。）

3月20日周五
  1. arXiv先进空中交通研究历史资料

    字符串稳定的全电动飞机编队，平衡运营成本和空域复杂度

    本文提出了一种最优控制框架，用于计算所有电动飞机编队中前导-跟随编队的巡航空速，以平衡运营成本和空域复杂度。为量化控制器工作量和协调努力，开发了一种新颖的成对动态工作量（PDW）函数。在此框架内，推导了所有电动飞机在纵向风扰动下的最优空速解。此外，确定了异构编队中非线性飞机动力学的分析次优解，并正式建立了字符串稳定性的通用充分条件。通过案例研究验证了该方法，这些案例涉及在适合低空先进/城市空中交通（AAM/UAM）应用的空域走廊中运行的所有电动飞机。结果表明，次优解接近最优解，同时确保安全间距，保持字符串稳定性，并减少运营成本和空域复杂度。这些发现支持了可持续和更自主的空中交通程序的发展，这些程序将使新兴空中交通技术（如AAM/UAM）的实施及其与空中交通系统环境的整合成为可能。（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2月23日周一
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    低空经济中的高空平台：连接通信、计算与监管

    The Low-Altitude Economy (LAE) is rapidly emerging as a new technological and industrial frontier, with unmanned aerial vehicles (UAVs), electric vertical takeoff and landing (eVTOL) aircraft, and aerial swarms increasingly deployed in logistics, infrastructure inspection, security, and emergency response. However, the large-scale development of the LAE demands a reliable aerial foundation that ensures not only real-time connectivity and computational support, but also navigation integrity and safe airspace management for safety-critical operations. High-Altitude Platforms (HAPs), positioned at around 20 km, provide a unique balance between wide-area coverage and low-latency responsiveness. Compared with low earth orbit (LEO) satellites, HAPs are closer to end users and thus capable of delivering millisecond-level connectivity, fine-grained regulatory oversight, and powerful onboard computing and caching resources. Beyond connectivity and computation, HAPs-assisted sensing and regulation further enable navigation integrity and airspace trust, which are essential for safety-critical UAV and eVTOL operations in the LAE. This article proposes a five-stage evolutionary roadmap for HAPs in the LAE: from serving as aerial infrastructure bases, to becoming super back-ends for UAV, to acting as frontline support for ground users, further enabling swarm-scale UAV coordination, and ultimately advancing toward edge-air-cloud closed-loop autonomy. In parallel, HAPs complement LEO satellites and cloud infrastructures to form a global-regional-local three-tier architecture. Looking forwa（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2025年7月9日周三
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    基于堆叠智能超表面的eVTOL延迟敏感通信

    With rapid urbanization and increasing population density, urban traffic congestion has become a critical issue, and traditional ground transportation methods are no longer sufficient to address it effectively. To tackle this challenge, the concept of Advanced Air Mobility (AAM) has emerged, aiming to utilize low-altitude airspace to establish a three-dimensional transportation system. Among various components of the AAM system, electric vertical take-off and landing (eVTOL) aircraft plays a pivotal role due to their flexibility and efficiency. However, the immaturity of Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) technologies poses significant challenges to safety-critical AAM operations. Specifically, existing Stacked Intelligent Metasurfaces (SIM)-based eVTOL systems lack rigorous mathematical frameworks to quantify probabilistic delay bounds under dynamic air traffic patterns, a prerequisite for collision avoidance and airspace management. To bridge this gap, we employ network calculus tools to derive the probabilistic upper bound on communication delay in the AAM system for the first time. Furthermore, we formulate a complex non-convex optimization problem that jointly minimizes the probabilistic delay bound and the propagation delay. To solve this problem efficiently, we propose a solution based on the Block Coordinate Descent (BCD) algorithm and Semidefinite Relaxation (SDR) method. In addition, we conduct a comprehensive analysis of how various factors impact regret and transmission rate, and explore the influence of varying load intensity and total delay on th（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2025年1月3日周五
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    基于数字孪生的SIM通信与飞行控制用于先进空中交通

    Electric Vertical Take-off and Landing vehicles (eVTOLs) are driving Advanced Air Mobility (AAM) toward transforming urban transportation by extending travel from congested ground networks to low-altitude airspace. This transition promises to reduce traffic congestion and significantly shorten commute times. To ensure aviation safety, eVTOLs must fly within prescribed flight corridors. These corridors are managed by ground-based Air Traffic Control (ATCo) stations, which oversee air-ground communication and flight scheduling. However, one critical challenge remains: the lack of high rate air-ground communication and safe flight planning within these corridors. The introduction of 6G-oriented Stacked Intelligent Metasurface (SIM) technology presents a high rate communication solution. With advanced phase-shifting capabilities, SIM enables precise wireless signal control and supports beam-tracking communication with eVTOLs. Leveraging this technology, we propose a Composite Potential Field (CPF) approach. This method dynamically integrates target, separation, and communication fields to optimize both SIM communication efficiency and flight safety. Simulation results validate the effectiveness of this DT-based approach. Compared to the potential field flight control benchmark, it improves the transmission rate by 8.3\%. Additionally, it reduces flight distance deviation from the prescribed corridor by 10\% compared to predetermined optimization methods.（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2024年4月4日周四
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    城市空中交通的自组织自由飞行到达

    Urban air mobility is an innovative mode of transportation in which electric vertical takeoff and landing (eVTOL) vehicles operate between nodes called vertiports. We outline a self-organized vertiport arrival system based on deep reinforcement learning. The airspace around the vertiport is assumed to be circular, and the vehicles can freely operate inside. Each aircraft is considered an individual agent and follows a shared policy, resulting in decentralized actions that are based on local information. We investigate the development of the reinforcement learning policy during training and illustrate how the algorithm moves from suboptimal local holding patterns to a safe and efficient final policy. The latter is validated in simulation-based scenarios, including robustness analyses against sensor noise and a changing distribution of inbound traffic. Lastly, we deploy the final policy on small-scale unmanned aerial vehicles to showcase its real-world usability.（预印本；同行评审状态请核对原文。）

10月20日周二
10月18日周日
  1. bioengineer.org85

    日本JAXA研究提出通过操作体积约束VFR飞行以整合低空空域

    日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）的一项研究提出，通过将VFR飞行限制在精心设计的四维操作体积内，可在低空空域实现VFR与无人机、eVTOL等的协同运行。研究基于实际飞行测试，验证了操作体积约束的有效性，为低空空域整合提供了技术路径。

    推荐理由：该研究提出通过操作体积约束VFR飞行以实现低空空域整合，为eVTOL和无人机在复杂空域中的协同运行提供了技术路径，对空管系统设计和适航审定标准具有参考价值。

10月16日周五
  1. bioengineer.org85

    eVTOL 和无人机急救医疗研究揭示政策滞后问题

    一项研究指出，eVTOL 和无人机在急救医疗中的应用已取得进展，但政策框架滞后。研究整合了文献计量分析、系统综述和政策文本分析，发现 eVTOL 技术与健康政策之间关联较弱，且政策工具侧重于环境和供应侧，需求侧工具不足。研究建议构建双轮驱动、四链整合框架，以促进 eVTOL 急救服务的可持续发展。

    推荐理由：研究揭示了 eVTOL 在急救医疗中的潜力，但政策滞后，需关注技术成熟度与政策框架的同步性，对医疗急救系统升级和政策制定有参考价值。

7月31日周五
  1. arXiv先进空中交通研究历史资料

    一种用于AAM基础设施规划的人本噪声烦恼地图的ArcGIS框架

    先进空中交通（AAM）代表了城市交通的一次变革性转变；然而，成功实施高度依赖公众接受度，噪声已成为低空电动垂直起降（eVTOL）运营的主要关注点。现有研究通常使用声学指标如A加权声级和昼夜平均声级来描述eVTOL噪声。本研究开发了一个基于地理信息系统（GIS）的框架，将eVTOL声学输出转化为地图，表示代表医疗投递路线在北美堪萨斯州西北部的居民中高度烦恼的百分比（%HA）。结果表明，噪声和烦恼程度通常随着距离路线的远近而减少，而最大的烦恼发生在下降阶段，其次是爬升和巡航阶段。整合人口普查数据以估算高度烦恼的个体数量并识别空间影响热点。然后将噪声烦恼结果与路线距离和空域因素结合，评估替代路线并识别平衡的路线策略。所提出的框架将声学评估与人类反应联系起来，支持识别噪声敏感区域、比较路线替代方案以及社会可持续的AAM基础设施规划。（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2025年10月10日周五
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    基于STPA的eVTOL运行安全分析

    电动垂直起降（eVTOL）飞行器预计比直升机更安静且更具成本效益，通过改善连通性提供重大的经济和社会效益。其采用将需要新的地面基础设施和空域重新设计，引入涉及多个利益相关方（监管机构、eVTOL运营商、空中交通服务提供商、垂直港口运营商、原始设备制造商、飞行员等）的风险。为评估这些风险对英国空域的影响，采用了基于系统思维的系统理论过程分析（STPA）。为了管理由于分析复杂性而产生的大量不安全控制行为（UCAs）和要求，应用了一种新颖的STPA扩展方法以优先处理结果。总共识别出317个UCAs，其中110个高优先级UCAs进行了分析（第4步），产生了377个因果因素和432个要求。这些被优先处理以生成一个有针对性的124个不同高优先级要求的列表，其中56个被识别为现有航空法规、政策或程序中的空白。这些突出了在组织绩效、认证流程、培训、防撞、能源管理和自动化等领域进行监管更新的机会。研究结果为监管机构提供了安全考虑，可用于制定新的或更新的法规、合规方法和指导材料，以确保eVTOL的安全部署。（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2025年8月25日周一
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    现实世界资产链上协助低空计算能力网络：架构、方法论与挑战

    低空空域正成为智慧城市服务和商业的新前沿。由无人机、电动垂直起降（eVTOL）飞行器和其他航空器组成的网络，被称为低空经济网络（LAENets），有望改变城市物流、空中感知和通信。一个关键挑战是如何高效地共享和信任这些空中设备的计算能力，即所谓的计算能力。我们提出将航空器上的计算能力作为代币化的现实世界资产（RWAs）进行交易和协调，通过区块链实现。通过将分布式边缘计算资源表示为区块链代币，不同设备可以形成低空计算能力网络（LACNets），即天空中的协作计算集群。我们首先比较了区块链技术、非同质化代币（NFTs）和现实世界资产框架，以阐明如何将物理硬件及其计算输出代币化为资产。然后，我们提出了一种使用区块链技术将航空器编队整合到安全、可互操作的计算网络中的架构。此外，一个案例研究模拟了一个城市物流LACNet，包括送货无人机和空中出租车。模拟结果表明，利用基于现实世界资产的协调可以提高任务延迟、信任保障和资源效率。最后，我们讨论了未来的研究方向，包括人工智能驱动的协调、边缘人工智能卸载和协作计算，以及代币化资产的跨司法管辖区政策。（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2025年4月30日周三
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    实现低空经济网络：核心架构、集成技术与未来方向

    低空经济（LAE）的兴起正通过整合先进技术来推动城市发展和新兴行业，提高低空操作的效率、安全性和可持续性。无人机（UAV）和电动垂直起降（eVTOL）飞行器的广泛应用在LAE中起到了关键作用，例如城市物流、紧急救援和空中交通等应用。然而，与传统无人机网络不同，LAE网络由于密集的飞行节点和与地面通信系统的潜在干扰，面临更高的空域管理需求。此外，实时操作中还存在更高的安全风险，特别是低空飞行器容易受到地面威胁的网络攻击。为了解决这些问题，本文首先探讨了支持LAE网络发展的相关标准和核心架构。随后，我们强调了通信、感知、计算、定位、导航、监视、飞行控制和空域管理等技术的集成。这些多技术的协同作用推动了现实世界LAE应用的发展，特别是在提高运营效率、优化空域使用和确保安全方面。最后，我们概述了LAE网络未来的研究方向，如智能和自适应优化、安全与隐私保护、可持续能源与电力管理、量子驱动的协调、生成治理和三维（3D）ai（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2025年1月28日周二
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    基于网络切片的低空智能网络用于先进空中交通

    先进航空移动性（AAM）通过将运输系统扩展到近地面空域，提供创新解决方案以应对移动性挑战。在这一领域，电动垂直起降飞行器（eVTOL）执行多种任务以提高航空安全和效率，例如协同计算和感知。然而，eVTOL面临诸如紧凑外形和受限机载计算资源等限制。这些限制需要将任务卸载到附近的高性能基站（BSs）以实现及时处理。不幸的是，eVTOL的高机动性，加上其受限的飞行航线和异构资源管理，给动态任务卸载带来了显著挑战。为了解决这些问题，本文提出了一种基于网络切片的低空智能网络（LAIN）框架，用于eVTOL任务。通过利用5G/6G中的先进网络切片技术，所提出的框架动态调整通信带宽、波束对齐和计算资源，以满足波动的任务需求。具体而言，该框架包括一种接入配对方法，用于预先安排最优的eVTOL-BS-切片分配，一种预评估算法以避免资源浪费，以及一种基于深度强化学习的切片编排机制，以优化资源分配和生命周期管理。仿真结果表明，所提出的框架在不同eVTOL速度下，相比现有基准在资源分配效率和运营/违规成本方面表现更优。（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2023年11月30日周四
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    通过仿真验证城市空中交通的碰撞检测与避让方法

    城市空中交通是一种新兴的区域航空概念，因其作为解决地面交通日益增长问题的解决方案而日益流行。由于向环境可持续航空发展的推动，许多市场公司正在开发具有垂直起降能力的电动飞机。eVTOL开发的下一步是定义这些概念飞机的操作概念，然后在它们升空后将其整合到现有空域中。除了与传统空管和其他城市空中交通（UAM）车辆协调外，还必须解决与非合作空域用户发生碰撞的问题。鸟类和各种尺寸的无人机可能对这些低空飞行的飞机构成危险。由于这些空域用户具有非合作性质，且城市空中交通车辆的性能特征与传统固定翼飞机不同，因此需要采用创新的碰撞检测和避让技术。本研究的目标是通过快速时间解决方案验证此类系统之一。该系统使用决策树和安全包络线来防止与非合作空域成员发生碰撞。该系统设计用于不同配置的飞机，用于城市空中交通（UAM）操作。通过改变入侵者类型、位置、飞行路径等，模拟了各种场景。评估系统在安全性和效率方面的表现时，分析了飞行时间和最近接近点的变化。（预印本；同行评审状态请核对原文。）

2023年11月8日周三
  1. arXiv eVTOL预印本历史资料

    自主先进空中移动——无人机及其他飞行器的端到端自主框架

    开发能够安全导航并执行指定任务且无需任何人工干预的空中机器人——即乘客和货物的全自主空中移动——是指导空中自主领域研究、设计和开发工作的更大愿景。然而，同时实现所有类型完全自主运行的空中飞行器共享空域极具挑战性。空中运输领域的完全自主包括多个方面，例如推动飞行器的技术设计、多智能体编队的操作以及满足航空领域严格安全要求的认证过程。因此，自主先进空中移动仍是一个模糊的术语，其对研究人员和专业人士的影响尚不明确。为解决这一差距，本文提出对新兴自主先进空中移动领域的全面视角，该领域涉及使用无人驾驶飞行器（UAVs）和电动垂直起降（eVTOL）飞机用于各种应用，如城市空中交通、包裹投递和监视。本文提出了一种可扩展且可扩展的自主框架，包括四个主要模块：感知、感知、规划和控制。此外，本文讨论了多智能体编队操作和管理的挑战与机遇，以及自主空中系统的测试、验证和认证方面。最后，本文探讨了单体模型在空中自主方面的潜力（预印本；同行评审状态请核对原文。）