關(guān)于無(wú)人機(jī)空中應(yīng)急系統(tǒng)的研究

呂傳乾　謝海修　劉海波

摘要：本文建立了無(wú)人機(jī)評(píng)估模型，為系統(tǒng)選擇無(wú)人機(jī)艦隊(duì)提供7依據(jù)。首先給出UAV參數(shù)信息，用線性加權(quán)和目標(biāo)規(guī)劃方法來(lái)量化無(wú)人機(jī)指標(biāo)，從而將多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單個(gè)目標(biāo)問(wèn)題，獲得無(wú)人機(jī)車隊(duì)的組成和醫(yī)療包的配置。

關(guān)鍵詞：災(zāi)害響應(yīng)系統(tǒng) 線性加權(quán) 評(píng)價(jià)模型 多目標(biāo)規(guī)劃

1本文工作

廣泛的洪水阻塞并破壞了島上的許多高速公路和道路，波多黎各的全面破壞程度在一段時(shí)間內(nèi)仍不明朗;數(shù)十個(gè)地區(qū)被孤立。對(duì)長(zhǎng)期病患轉(zhuǎn)向醫(yī)院和臨時(shí)住所進(jìn)行護(hù)理，醫(yī)療保健需求持續(xù)增長(zhǎng)。DroneGo將使用旋翼無(wú)人機(jī)提供預(yù)先包裝的醫(yī)療用品，提供高分辨率航拍視頻偵察。

2問(wèn)題分析

在開(kāi)發(fā)DroneGo災(zāi)難系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)波多黎各的颶風(fēng)災(zāi)難時(shí)，首先要考慮無(wú)人機(jī)艦隊(duì)的組成和醫(yī)療包的配置。對(duì)無(wú)人機(jī)指標(biāo)進(jìn)行量化，將多目標(biāo)規(guī)劃問(wèn)題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)問(wèn)題，建立無(wú)人機(jī)的數(shù)學(xué)模型。對(duì)參照標(biāo)準(zhǔn)ISO集裝箱尺寸進(jìn)行計(jì)算。獲得所需的醫(yī)療包裝信息，以及無(wú)人機(jī)車隊(duì)的組成結(jié)果和醫(yī)療包裝的配置。

3模型建立

步驟1：無(wú)人機(jī)參數(shù)的處理和分析

在無(wú)人機(jī)車隊(duì)，醫(yī)療包裝和iso貨運(yùn)集裝箱的設(shè)計(jì)目標(biāo)規(guī)劃中，對(duì)其進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化：

分別取取無(wú)人機(jī)運(yùn)輸箱的體積重量、飛行載荷重量、飛行速度被視為影響無(wú)人機(jī)評(píng)估的第一、二、三因素。然后考慮飛行時(shí)間及無(wú)人機(jī)的體積作為衡量無(wú)人機(jī)運(yùn)輸?shù)亩恐笜?biāo)。

對(duì)于線性加權(quán)和評(píng)估函數(shù)，得到公式：

將多目標(biāo)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為以下單目標(biāo)問(wèn)題。

設(shè)置無(wú)人機(jī)體積，載重，飛行速度，飛行時(shí)間和運(yùn)輸箱體積的加權(quán)系數(shù)：

無(wú)人機(jī)特定指標(biāo)值：

步驟2：選擇UAV模型

容器的內(nèi)部容積可以從標(biāo)準(zhǔn)iSO容器尺寸計(jì)算

根據(jù)所提供的信息，計(jì)算各種無(wú)人機(jī)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)載貨物的體積和裝載重量。

步驟3：模型解決方案

根據(jù)無(wú)人機(jī)的新尺寸與標(biāo)準(zhǔn)ISO集裝箱尺寸之間的關(guān)系，包括3個(gè)C型無(wú)人機(jī)，3個(gè)F型無(wú)人機(jī)，1個(gè)H型系留飛機(jī)和C和F型。C和F構(gòu)成一組子系統(tǒng)，以滿足5個(gè)交付位置的日常需求。三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的ISO集裝箱可以裝載三架H型系留飛機(jī)，9架C型無(wú)人機(jī)和9架F型無(wú)人機(jī)。

經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的一天所需的緊急醫(yī)療包，可以完全裝入2型貨艙，這是2型貨艙大小的53.9g%。

4結(jié)果

4.1無(wú)人機(jī)艦隊(duì)配置

通過(guò)建立模型可以獲得無(wú)人機(jī)機(jī)隊(duì)配置：

4.2醫(yī)療包配置

醫(yī)療包配置可從模型中獲得.