城市空中交通（UAM）是一种通过在低空飞行人员和货物来避免交通拥堵的交通方式。这听起来可能像科幻小说或动画片《杰森一家》中的东西，该动画片描绘了人们乘坐飞行汽车从一个地方到另一个地方。然而，随着电动飞行出租车最早可能于 2025 年开始在美国运营，这一概念将成为现实。

eVTOL（电动垂直起降飞机）就像直升机一样垂直上升和降落，而且由于它们是电动的，因此安静得多。

“它与智慧城市的概念紧密相关，在智慧城市中，出行——从一个地方到另一个地方——将变得更加容易和可持续，同时允许密集的城市地区，”管理科学和管理学院院长教授 Raghu Raghavan 说。马里兰大学罗伯特·H·史密斯商学院的运营管理。

飞机将从称为垂直起落机场的地点起飞和降落，并在乘客起飞时接送乘客。垂直起降场可以位于现有建筑物的屋顶上。飞行出租车可容纳四到六人，在典型的一天中，一群乘客可能会从家附近的垂直起降机场接载后，乘坐飞行出租车前往机场。

拉格万 (Raghavan) 和史密斯管理科学系法国梅里克主席布鲁斯·戈尔登 (Bruce Golden) 与当时的博士一起工作。候选人埃里克·奥登（Eric Oden）进行分析，研究与早期运行这些出租车系统相关的物流。该研究的重点是如何以最大化运送乘客数量的方式对它们进行路线和调度的问题。

他们发现电动飞行出租车公司在早期阶段面临三个关键挑战：需求、客户的时间窗口以及出租车的电池管理限制。华盛顿特区的出租车数据被用来在现实环境中展示他们的发现。戈尔登说：“当你进行这样的研究时，你正在展望未来，并且你想要确保你的假设尽可能可靠。”

作者开发了一种算法，电动飞行出租车公司可以用它来安排乘客，就像地面交通出租车公司所做的那样。“该算法允许他们安排服务，以最大限度地增加运送的人数，”拉加万说。“这将转化为最大限度地提高这些乘客的收入。”

研究人员发现，乘客不想长时间等待这些出租车的到来，就像他们不喜欢等待地面交通出租车或地铁一样。戈尔登将其比作在国家首都乘坐地铁。“如果你从红线到蓝线要等 10 多分钟，你会说，‘这太疯狂了！’”

还有电池问题。电动飞行出租车的电池充电需要时间，票价安排必须考虑到这一点。拉加万说：“你从 A 地飞到 B 地，就像驾驶特斯拉一样，它正在放电，所以你不能一直开着它。”

一旦出租车降落在第一个目的地，第二个目的地将取决于电池剩余电量，或者必须决定为出租车充电出租车这样它就可以到达下一站。戈尔登说，“你必须将这一点纳入”票价安排组合中。

该研究开发了在时间扩展的网络上成功路由电动飞行出租车的公式。Golden、Raghavan 和 Oden 受到启发从事这项工作的原因之一是 UAM 对改善我们日常生活的承诺。它可以减少城市内外人员和货物运输的时间和成本。

他们指出了进一步研究的几个方向，包括同步空中和地面交通。例如，将某人从机场飞到垂直机场，然后让汽车从那里接他们并开车送他们回家。

更多信息：Bruce Golden 等人，城市空中交通问题，运筹学年鉴（2023）。DOI：10.1007/s10479-023-05714-7