城市空中交通（UAM）是一種透過在低空飛行人員和貨物來避免交通擁堵的交通方式。這聽起來可能像科幻小說或動畫片《傑森一家》中的東西，該動畫片描繪了人們乘坐飛行汽車從一個地方到另一個地方。然而，隨著電動飛行計程車最早可能在 2025 年開始在美國運營，這個概念將成為現實。

eVTOL（電動垂直起降飛機）就像直升機一樣垂直上升和降落，而且由於它們是電動的，因此安靜得多。

「它與智慧城市的概念緊密相關，在智慧城市中，出行——從一個地方到另一個地方——將變得更加容易和可持續，同時允許密集的城市地區，」管理科學和管理學院院長教授Raghu Raghavan 說。

飛機將從稱為垂直起落機場的地點起飛和降落，並在乘客起飛時接送乘客。垂直起降場可以位於現有建築物的屋頂上。飛行出租車可容納四到六人，在典型的一天中，一群乘客可能會從家附近的垂直起降機場接載後，乘坐飛行出租車前往機場。

拉格萬 (Raghavan) 和史密斯管理科學係法國梅里克主席布魯斯·戈爾登 (Bruce Golden) 與當時的博士一起工作。候選人 Eric Oden進行分析，研究與早期運行這些出租車系統相關的物流。該研究的重點是如何以最大化運送乘客數量的方式對它們進行路線和調度的問題。

他們發現電動飛行計程車公司在早期階段面臨三個關鍵挑戰：需求、客戶的時間窗口以及計程車的電池管理限制。華盛頓特區的計程車數據被用來在現實環境中展示他們的發現。戈爾登說：“當你進行這樣的研究時，你正在展望未來，並且你想要確保你的假設盡可能可靠。”

作者開發了一種演算法，電動飛行計程車公司可以用它來安排乘客，就像地面交通計程車公司所做的那樣。「演算法允許他們安排服務，以最大限度地增加運送的人數，」拉加萬說。“這將轉化為最大限度地提高這些乘客的收入。”

研究人員發現，乘客不想長時間等待這些計程車的到來，就像他們不喜歡等待地面交通計程車或地鐵一樣。戈爾登將其比作在國家首都乘坐地鐵。“如果你從紅線到藍線要等 10 多分鐘，你會說，’這太瘋狂了！’”

還有電池問題。電動飛行計程車的電池充電需要時間，票價安排必須考慮到這一點。拉加萬說：“你從 A 地飛到 B 地，就像駕駛特斯拉一樣，它正在放電，所以你不能一直開著它。”

一旦計程車降落在第一個目的地，第二個目的地將取決於電池剩餘電量，或必須決定為計程車充電計程車這樣它就可以到達下一站。戈爾登說，「你必須將這一點納入」票價安排組合中。

該研究開發了在時間擴展的網路上成功路由電動飛行計程車的公式。Golden、Raghavan 和 Oden 受到啟發從事這項工作的原因之一是 UAM 對改善我們日常生活的承諾。它可以減少城市內外人員和貨物運輸的時間和成本。

他們指出了進一步研究的幾個方向，包括同步空中和地面交通。例如，將某人從機場飛到垂直機場，然後讓汽車從那裡接他們並開車送他們回家。

更多資訊：Bruce Golden 等人，城市空中交通問題，運籌學年鑑（2023）。DOI：10.1007/s10479-023-05714-7