中国安全科学学报

作者：董磊, 宋文佳, 陈曦, 刘嘉琛, 梁博尧

单位：1 中国民航大学 民航航空器适航审定技术重点实验室,天津 300300；2 中国民航大学 科技创新研究院,天津 300300；3 中国民航大学 中欧航空工程师学院,天津 300300；4 中国民航大学 安全科学与工程学院,天津 300300

关键词：预期功能安全(SOTIF),电动垂直起降飞行器(eVTOL),运行时保证(RTA),城市空中交通(UAM),智能避障系统

基金：民用航空器适航审定技术重点实验室开放基金资助(SH2023101701); 中央高校基本科研业务费(3122022044); 中央高效基本科研业务费(3122022QD07)

为保障电动垂直起降飞行器(eVTOL)在城市空中交通(UAM)场景下的预期功能安全(SOTIF),降低人工智能算法的验证难度,建立基于运行时保证(RTA)方法的避障模型。首先,使用人工势场法改进的柔性动作评价(SAC)算法作为eVTOL智能避障系统的复杂功能;然后,使用动态反应规划(DRP)作为智能航电系统的备用功能,以减缓SOTIF危险,同时,使用监视和决策模块采集环境状态,搭建RTA架构;最后,分别仿真仅使用复杂功能和具有RTA架构的避障系统,对比避障效果。结果表明:2种方法均可实现避障,但仅使用复杂功能的传统避障系统会带来SOTIF危险;经过RTA架构设计,可使eVTOL的安全飞行时长占比由78.4%提高到98.15%,总航路长度仅增加0.95%,在保障效率的同时,降低了在运行场景中的风险。

来源：2024年第7期

《中国安全科学学报》期刊编辑部

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