面向无人机的交通互动：三维空间中的交通流理论
物理与社会
2026-05-05 v1
摘要
无人机 (UAV，或无人机) 很可能显著增加空中交通量。如果天空充满无人机，它们需要相互交互，例如通过让让或其他规避机动。无人机的聚合运动将创建交通模式。就像当前的道路交通一样，交互将非常频繁，因此预期不可能由中心化计算机来管理这些交互。交通流理论和建模在 1 维（道路）交通中已有悠久历史，这些理论已扩展到 2 维交通（行人）。尚不清楚交通流理论如何适用于 3 维交通。本文我们展示了无人机如何以去中心化方式进行交互。对于微观描述，我们添加非对称的交互规则。我们表明，在没有中心化控制的情况下，可以实现高效和安全的交通。此外，我们提供了一个直接将微观相互作用链接到宏观属性的框架。对于宏观描述，我们提出并应用了一种数值方案，对无人机在多个类别、方向和维度上的空间竞争进行积分。我们同时应用微观和宏观描述来分析可能在 3D 交通流中出现的（新兴）模式。本文为开发无人机交通交互规则提供了背景。目前，无人机交通正处于起步阶段，但一旦航空技术取得进展，关于无人机相互作用的立法就应该准备好了。为此以及能够评估决策的交通影响，本文中developed的交通流理论框架是必不可少的。
引用
@article{arxiv.2605.02573,
title = {On Traffic Interactions for Unmanned Aerial Vehicles: Traffic Flow Applied to Three Dimensional Space},
author = {Victor L. Knoop and Serge P. Hoogendoorn},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.02573},
year = {2026}
}