Análisis y simulación de modelos de tráfico para drones en entornos urbanos

Resumen

Actualmente, la tecnología de los drones o Unmanned Aerial Vehicles (UAV) ha mejorado
hasta tal punto que se piensa que, en un futuro cercano mediante la regulación, se podrán
proporcionar múltiples servicios además de los actuales, incluso en entornos urbanos. Los
drones se utilizan ya de manera frecuente en ej. monitorización de la agricultura, geodesia y
cartografía, inspección de infraestructuras, etc. Pueden suponer una disrupción en el mundo de
la logística y la distribución. Uno de los problemas principales que se tiene en la industria
logística consiste en el elevado tiempo de entrega de paquetes. [1] Compañías cómo Amazon y
Uber, están explorando el uso de drones para optimizar esto. Se ha estimado que, mediante el
uso de los drones para la entrega de paquetes, se podría llegar al 70 % [2] de la población
urbana, propiciando de esta forma una mejoría en la congestión del tráfico terrestre. Otros
servicios urbanos platean el uso de UAVs para el intercambio de bienes, seguridad y control,
transporte de medicamentos o materiales sensibles entre hospitales o centros médicos.
Para permitir el tráfico de drones en espacios densamente poblados, entre otras cosas, es
necesario determinar los modelos de tráfico que se pueden seguir. Los vehículos terrestres
únicamente siguen una ruta, que son las carreteras disponibles, mientras que los drones podrían
volar con rutas más directas y tener distribuciones de “dronepuertos” diferentes. Recientes
estudios han demostrado que los drones pueden reducir el coste y tiempo en servicios de
entrega y pueden tener un impacto en la congestión del tráfico en las calles (incrementándose
de esta forma la seguridad y reduciendo la contaminación actual [3]), aunque obviamente su
uso supone nuevos retos e impactos a considerar (contaminación acústica, altura permitida,
privacidad, safety y security, etc.).
En la primera parte del Trabajo Final de Máster se propone realizar un análisis sobre
diferentes servicios que se desean proponer en el modelo para obtener el número de
operaciones que se podrían proporcionar mediante el uso de los drones.
En este proyecto se propone un modelo capaz de generar el tráfico basándose en datos reales
obtenidos mediante el análisis de los servicios emergentes que se podrían proporcionar con el
uso de los drones. Para ello, se ha diseñado un modelo en Python con el cual se tienen unos
parámetros de entrada, que son los datos analizados junto con diferentes tipologías de
simulaciones: con densidad alta, media o baja de aeropuertos, sin aeropuertos; con aerovías o
sin ellas, y variando el área que se quiere simular. El modelo devuelve la lista de vuelos que se
ha originado, junto con la distancia recorrida por el dron y el tiempo empleado. Además, se
simularán diferentes escenarios para comparar los resultados que se obtienen variando
únicamente los parámetros de entrada.