PofoliaPofolia ile paylaşıldı

Transportation Research Part D Transport and Environment· 2026Q1

Teslimat rotalarını optimize etmek için fizik bilgili sinir ağları ile sürdürülebilir veri odaklı enerji yönetimi

Sustainable data-driven energy management with physics-informed neural networks for optimizing delivery routes

Yuan Liu, Haoqing Wang, Shuaian Wang

Kısa özet

Aerodinamik prensipleri yerleştiren fizik bilgili bir sinir ağı (PI-NN), UAV anlık gücünü doğru bir şekilde tahmin eder (R²=0.9383, MAE=30.03W) ve kara kutu modellerden daha iyi performans göstererek enerjiye duyarlı rota optimizasyonunu mümkün kılar.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Ana noktalar

  • Anlık İHA güç tahmini için fizik bilgili bir sinir ağı (PI-NN) geliştirildi.
  • PI-NN, aerodinamik ve kinematik prensipleri yerleştirir, gücü negatif olmayan kaldırma, sürükleme ve itme bileşenlerinin toplamı olarak temsil eder.
  • İHA uçuş verilerinde R²=0.9383, MAE=30.03W ve MAPE=9.31% elde edildi, kara kutu benchmarklarından daha iyi performans gösterdi.
  • Tahmin edilen güç, rota optimizasyonu için enerjiye duyarlı bir karışık tamsayılı doğrusal programlama modeline entegre edildi.

Yapay zekâ ile başlık ve abstract'tan üretildi; tam metin okunmaz.

Özet (abstract)

Energy consumption during unmanned aerial vehicle (UAV) flight is an important factor for operational range, mission feasibility, and economic efficiency in aerial logistics. We develop a physics-informed neural network (PI-NN) for instantaneous-power prediction. By embedding established aerodynamic and kinematic principles directly into the neural network architecture, the PI-NN represents power as the exact sum of non-negative lift, drag, and propulsion components. On UAV flight data, PI-NN achieves R 2 = 0.9383 , MAE = 30.03 W, and MAPE = 9.31 % . Recording-level tests show a significantly lower MAE than the strongest black-box benchmark. SHAP identifies the contribution of non-electrical flight variables to individual predictions. Predicted power is converted into arc-level energy and incorporated into an energy-aware mixed-integer linear programming model. In the four-UAV, 22-task base instance, the proposed optimization model yields a feasible 209.10-Wh routing plan and satisfies the prescribed 1% optimality-gap tolerance. Benchmark comparisons, calibrated energy quantiles, and sensitivity analyses further evaluate routing performance, prediction uncertainty, and computational scalability.

Yazarların özeti; kaynağından alınmıştır. Transportation Research Part D Transport and Environment, 2026 · DOI ↗

ÇıkarımlarPremium
Makaleye SorÜcretsiz hesapla

Ücretsiz hesapla devam et

Makaleye Sor ile bu makaleye günde 3 soru ücretsiz; makaleyi kaydet, kaynakçasını al, ilgi alanına göre her gün yeni özetler. Çıkarımlar Premium.

Web'de ücretsiz devam et

Google ya da Apple hesabınla giriş; kart istemez. Bu makaleye geri dönersin.

Telefonda:

Alan: Endüstri ve İmalat Mühendisliği

Industrial and Manufacturing EngineeringEngineering