空中探路者：对流天气下协同空中交通管制的形式化决策模型
多智能体系统
2025-05-06 v1 最优化与控制
摘要
空中交通可能因天气而受到严重干扰。探路者操作涉及指定一架飞机来评估先前受天气影响的空域是否可以安全穿越。尽管探路者在空中交通管制中相对常规地使用，但关于其底层多智能体决策问题的研究却很少。本文旨在通过构建决策模型来捕捉探路者的操作动态和影响，从而填补这一空白。具体而言，我们构建了一个马尔可夫链来表示关键操作状态（例如，探路者选择）之间的随机转移。然后，我们分析其稳态行为以理解长期系统动态。我们还提出了模型来表征特定航班的接受行为（基于效用权衡）和探路者选择策略（基于顺序提议分配）。随后，我们进行了最坏情况情景分析，揭示了集体拒绝带来的风险，并探讨了无私行为和不确定性如何影响系统韧性。对美国联邦航空管理局数据的实证分析证明了探路者操作在现实世界中的重要性，并为未来的模型校准提供了信息。
引用
@article{arxiv.2505.01804,
title = {Pathfinders in the Sky: Formal Decision-Making Models for Collaborative Air Traffic Control in Convective Weather},
author = {Jimin Choi and Kartikeya Anand and Husni R. Idris and Huy T. Tran and Max Z. Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.01804},
year = {2025}
}