随着无人驾驶航空器的快速发展，尤其是eVTOL等新型飞行器的出现，城市空域的运行模式正由隔离运行逐步迈向混合运行并最终走向融合运行。这一演化趋势导致空域运行的密度和复杂度显著提升。在融合运行环境下，合作无人机、非合作无人机及有人机等多类机型并存，带来了多源化的潜在风险。为应对这些挑战，相关部门已制定了包括飞行前规划、飞行中管控以及机载避碰系统等多重防护手段。然而，如何在多风险源与多缓解措施交互并存的背景下，对融合空域碰撞风险进行科学而精准的评估，已成为保障安全有序运行、推动城市空中交通可持续发展的关键问题。

针对这一挑战，北京航空航天大学许炎教授、蔡开泉教授、张金鹏博士生与西班牙INECO的Victor Gordo教授，英国Sloane Institute的Gokhan Inalhan教授组成的联合研究团队，提出了面向融合运行条件下的空中碰撞风险量化评估方法。

该方法针对合作式无人机、非合作式无人机、有人机的运行特性，构建了包含三条风险演化时间线和四重安全缓解措施的评估框架，用于刻画不同机型在融合运行环境中的风险演化过程。研究进一步考虑飞行不确定性、机动延迟时间以及机载避碰系统故障率等因素，建立了各缓解措施失效概率的解析模型，并由此推算整体碰撞概率。在此基础上，团队设计了蒙特卡罗仿真实验以验证解析模型和时间线的合理性，并结合四类真实运行场景展示了该方法的实际应用效果。

实验结果表明，所提出的风险评估模型与蒙特卡罗仿真结果高度吻合，概率曲线总体上与理论计算一致，验证了该方法的可靠性与适用性。在本文设计的融合运行环境中，合作式无人机贡献了最高的空中相撞风险，且战略缓解措施的失效概率占比最大，凸显了有效战略航迹规划在保障融合运行安全中的关键作用。从实际应用角度来看，该方法在计算精度与效率之间实现了良好平衡，其结果能够满足工程实际需求。

作为首个结合多风险源、多重缓解措施及多种机动策略的碰撞风险评估方法，其不仅为后续在智能航迹规划、动态避碰优化以及实时风险监控等领域的研究提供了方法论基础，也为城市空中交通的运行安全评估、空域管理策略制定以及SORA等安全评估体系的完善提供了思路与技术参考。

融合空域碰撞概率评估总体框架

合作式无人机碰撞风险演化时间线

了 解 更 多

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https://doi.org/10.1016/j.commtr.2025.100230

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引用本文 

Zhang, J. P., Xu, Y., Cai, K. Q., Gordo, V., Inalhan, G., 2025. Quantitative assessment of mid-air collision probability in urban air mobility: A safety barrier-based framework for integrated operations. Communications in Transportation Research, 5, 100230. https://doi.org/10.1016/j.commtr.2025.100230

or

Zhang, J. P., Xu, Y., Cai, K. Q., Gordo, V., Inalhan, G., 2025. Quantitative assessment of mid-air collision probability in urban air mobility: A safety barrier-based framework for integrated operations. Commun Transp Res 5, 100230. https://doi.org/10.1016/j.commtr.2025.100230

期刊亮点

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学术影响力

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