U-space Design, Air Traffic Service and Urban Aircraft System Traffic Management

课程简介

介绍：概述和基本概念U空域，包括U空域的组成部分、U空域基础设施、影响U空域容量或需求的因素、引入新兴UAM的前景和缺点以及潜在解决方案。 低空空域结构与设计：低空空域的定义、设计与分类，针对UAM的不同低空空域结构类型（如分层、走廊、混合）。操作环境包括空域、操作类型、法规与程序，以支持操作。 基于不同空域设计的低空空域容量分析：UAV在低空空域的交通需求与容量定义。介绍用于估算空域容量的模型。不同空域结构类型下的空域容量分析。介绍当请求资源无法支持集体UAM操作意图需求时的需求与容量平衡技术。 UAS交通管理：空中交通管理，UAM的空中交通管制策略。介绍新的空中交通管制战术冲突解决技术，包括利用增强的飞机性能和空中交通管制系统精度来制定新的分离标准。 U空域利用：U空域生态系统、服务与框架；e-VTOL飞行与自动化技术；U空域系统的整体安全性、航路持续时间与航路距离决策；U空域项目需解决的关键领域（CONOPs、数据链路、UAV信息管理、地面技术）。 拥堵管理与资源分配：介绍低空空域的空中交通服务，服务网络的设计与组成部分。基于空中交通管理策略，介绍资源分配模型，以高效利用空域。 现有挑战与机遇：地形问题、天气危害问题、城市复杂结构中的空域设计、风场约束与噪声控制。描述不同问题如空中走廊限制与自然环境，以应对复杂多变的空域、复杂障碍、低空飞行、噪声与气象条件，从而进行更精细的规划与管理。

学习目标

1. 为学生提供与 U 空域、空域结构、无人航空器系统交通管理（UATM）、低空空域容量、空域需求、服务网络设计及资源分配相关的关键知识。 2. 为学生提供对 U 空域生态系统、U 空域服务管理者模块与设计机制的全面理解，并能将所学知识应用于分析与开发满足特定需求的新空域设计（例如地形、天气危害、风扰动等情形）。 3. 为学生提供相关主题中常用数学方法的实践知识，包括数据分析、优化模型构建与交通模型。

先修要求

无

教学模式

教学通过课堂讲授和案例研究进行。介绍基本概念、研究方法与理论模型。强调对U空域设计中问题与挑战的理解以及解决方案策略的发展。课堂上教授研究方法、案例研究与分析技能，以及相关的实际场景，以增强教学与学习能力。