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Mobilité Urbaine Aérienne : Le Futur des Déplacements en Ville

Les taxis volants pourraient transformer le transport urbain en évitant le trafic et en offrant des trajets rapides.

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À mesure que les villes deviennent plus grandes et plus animées, se déplacer peut devenir un vrai cauchemar. Les gens passent des heures coincés dans les embouteillages, et ce problème est particulièrement mauvais dans des endroits comme New York et Chicago. Pour résoudre ce souci, une nouvelle idée est en train de décoller : la mobilité aérienne urbaine. Ça veut dire utiliser des véhicules volants, appelés taxis volants, pour aider les gens à voyager au-dessus des bouchons sur les routes.

C'est Quoi Les Taxis Volants ?

Les taxis volants sont de petits avions électriques qui peuvent décoller et atterrir à la verticale. Ils sont conçus pour transporter les gens rapidement d'un endroit à un autre dans les villes. Ces engins peuvent parcourir des distances entre 10 et 100 miles par trajet, ce qui les rend idéaux pour des trajets urbains courts. Imagine pouvoir sauter dans un petit avion et zapper complètement le trafic !

Pourquoi On A Besoin De Taxis Volants ?

Chaque année, le conducteur américain moyen passe un temps fou - 51 heures - coincé dans la circulation. Dans les zones urbaines très fréquentées, ce chiffre peut être encore plus élevé. La population qui augmente dans les villes signifie plus de voitures sur les routes, ce qui entraîne plus de bouchons. Les taxis volants peuvent offrir une solution en utilisant l'espace aérien au-dessus de nous pour des trajets rapides et efficaces, en évitant les retards causés par les rues embouteillées.

Le Défi De La Gestion du trafic aérien

Pour que les taxis volants fonctionnent, on doit développer un système qui peut gérer tous ces véhicules volants de manière efficace et sécurisée. Ça veut dire créer des systèmes de contrôle du trafic aérien qui sont entièrement automatisés et capables de gérer beaucoup plus de vols que les systèmes traditionnels.

  1. La Sécurité Avant Tout : C’est crucial de s’assurer que les taxis volants fonctionnent en toute sécurité aux côtés d'autres avions. Les risques de collision doivent être minimisés, et des protocoles de sécurité rigoureux doivent être établis pour protéger les passagers et les gens au sol.

  2. La Demande des clients : Le système de taxis volants doit être réactif à ce que les clients veulent. Si plus de gens veulent voyager à un certain moment, le système doit pouvoir s'adapter à cette demande sans souci.

Le Problème Du Réseau De Taxis Volants (ATNP)

Un souci principal pour faire fonctionner les taxis volants est ce qu’on appelle le Problème Du Réseau De Taxis Volants (ATNP). Ce problème se penche sur comment on peut coordonner un groupe de taxis volants - pense à eux comme à une flotte - pour servir efficacement les passagers qui attendent à différents endroits.

Pour s’attaquer à l’ATNP, les chercheurs ont proposé un plan en trois étapes :

  1. Assigner Des Passagers : La première étape est de mettre en relation les taxis volants disponibles avec les passagers qui ont besoin de trajets. Ça veut dire trouver le taxi le plus proche de chaque passager qui attend pour minimiser leur temps d'attente.

  2. Choisir Les Niveaux De Vol : Après avoir assigné des passagers, l'étape suivante est de déterminer l'altitude de vol appropriée pour chaque taxi volant. Choisir le bon niveau de vol aide à réduire le risque de collisions potentielles.

  3. Planifier Les Trajets : Enfin, le système doit trouver les meilleurs chemins pour que les taxis volants évitent les accidents tout en emmenant les passagers à leur destination à l'heure.

Simuler Le Système De Taxis Volants

Pour voir à quel point ce système de taxis volants pourrait fonctionner, les chercheurs ont construit une simulation. Ils l’ont testée dans des zones comme la Baie de San Francisco et New York pour évaluer à quel point les taxis pouvaient fonctionner dans des conditions réelles.

Résultats Clés Des Simulations

  1. Sécurité Améliorée : Les simulations ont montré que le système proposé pouvait réduire le nombre de quasi-collisions et d'autres problèmes de sécurité par rapport aux méthodes plus anciennes et plus simples d'assignation des taxis volants. Ça veut dire moins d'accidents dans un scénario réel.

  2. Temps D'Attente Réduit : Les passagers attendant des trajets ont connu des temps d'attente plus courts grâce à l’assignation efficace des taxis aux passagers. L'assignation et la réassignation intelligentes des taxis volants signifient que les clients pouvaient s'attendre à une réponse plus rapide quand ils demandaient un trajet.

  3. Fonctionnement Efficace : Les taxis volants pouvaient gérer les routes chargées plus efficacement en gérant stratégiquement leurs chemins de vol et leurs niveaux. La troisième phase du modèle de prise de décision a permis une meilleure coordination entre plusieurs taxis volants dans un espace aérien dense.

Comparaison Avec Les Services De Covoiturage Actuels

Les services de taxis volants fonctionneraient de manière similaire aux entreprises de covoiturage actuelles comme Uber mais avec quelques différences significatives. Tandis que le covoiturage traditionnel utilise des voitures sur les routes, les taxis volants navigueraient dans les airs, suivant un autre ensemble de règles et de considérations.

Défis Uniques Dans L'Assignation Des Taxis Volants

Dans les services de covoiturage, une fois qu'un chauffeur prend un passager, il reste généralement avec ce trajet même si une meilleure opportunité se présente. En revanche, les taxis volants peuvent être gérés de manière à permettre un changement dynamique d'assignations basé sur des préoccupations de sécurité et d'efficacité. Ça veut dire que les taxis volants peuvent être réassignés à différents passagers si une meilleure opportunité se présente, rendant le service encore plus efficace.

Planifier Pour L'Avenir

Alors que les services de taxis volants continuent de se développer, il est essentiel de penser à l'avenir de la mobilité aérienne urbaine. Ça implique de concevoir de meilleurs vertiports - des endroits où les taxis volants peuvent prendre en charge et déposer des passagers - et d'intégrer ces services dans les systèmes de transport existants dans les villes.

Niveaux De Maturité De La Mobilité Aérienne Urbaine

NASA a créé une échelle appelée le Niveau De Maturité De La Mobilité Aérienne Urbaine (UML) pour décrire les étapes de développement des systèmes de taxis volants. Cette échelle va des tests préliminaires à des opérations aériennes entièrement autonomes où les taxis volants peuvent atterrir à divers endroits, comme des allées résidentielles et des rues.

Alors que les projets actuels se concentrent sur les niveaux UML 1 à 3, nous espérons développer des systèmes qui atteignent les niveaux 5 et 6, où les taxis volants sont pleinement opérationnels et intégrés harmonieusement dans les paysages urbains.

Conclusion

Les taxis volants représentent une solution prometteuse au problème croissant de la congestion urbaine. En utilisant des technologies avancées et des stratégies de gestion efficaces, ces véhicules pourraient fournir des options de transport sûres, réactives et rapides. Alors que nous travaillons à rendre la mobilité aérienne urbaine une réalité, surmonter les défis liés à la gestion du trafic aérien, à la sécurité et à la coordination sera crucial.

En résumé, les taxis volants pourraient changer radicalement la façon dont nous nous déplaçons dans les villes, rendant les voyages plus rapides et plus efficaces tout en réduisant le temps que nous passons coincés dans le trafic. Alors que la recherche et la technologie continuent d'évoluer, il n'est peut-être pas longtemps avant que nous voyions des taxis volants dans le ciel au-dessus de nos centres urbains, fournissant une réponse moderne au défi ancien du transport urbain.

Source originale

Titre: Autonomous Decision Making for Air Taxi Networks

Résumé: Future urban air mobility systems are expected to be operated by rideshare companies as fleets, which will require fully autonomous air traffic control systems and an order of magnitude increase in airspace capacity. Such a system must not only be safe, but also highly responsive to customer demand. This paper proposes the air traffic network problem (ATNP), which models the optimization problem of future cooperative air taxi networks. We propose a three-phase decision making model that efficiently assigns vehicles to passengers, determines flight levels to reduce collision risk, and resolves aircraft conflicts by selectively applying Monte Carlo tree search. We develop a simulator for the ATNP and show that our approach has increased safety and reduced passenger waiting time compared to greedy and first-dispatch protocols over potential vertiport layouts across the Bay Area and New York City.

Auteurs: Alex Vesel

Dernière mise à jour: 2024-06-20 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2406.14832

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2406.14832

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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