先剔除不能飞的，再规划航线

卡车加无人机模型，以及纯无人机网络

研究最拥挤的领域是卡车加无人机。在带无人机的旅行商问题及其“飞行助手”形式中，卡车逐一拜访客户，无人机从卡车出发，服务一位客户，再与卡车会合。卡车是一个移动的仓库。它重置了航程。推广到多辆地面车辆，同一思想被称为带无人机的车辆路径问题。Murray 和 Chu 2015 年的建模是后续论文不断引用的一个源头。这里的引用仅停留在引用层面。本指南不重新推导方程。它借用的是其结构：续航把架次切成了一段硬性的约束。

纯无人机网络是另一类问题。仓库和起降场是固定的。续航通常不允许连续多次降落，因此一条航线往往是一次出动到一个停靠点，至多两个。客户处有一个时间窗，起降坪处还有另一个。能耗随风和载荷而变，更换电池也需要时间。空域容量不是车辆的载重公斤数。这里的优化不像四十个停靠点的巡回，更像是对出动架次的分配与排程。关于“飞行助手”场景下多架无人机的研究已经表明，起飞与回收的顺序本身就是一张时刻表：忽略它，续航约束就会产生无法执行的计划。顺序不是几何之上的装饰。

先去掉硬约束

最先去掉的，不是花钱就能通过的东西。监管空域：禁飞区和限制区、机场障碍物限制面、临时飞行限制。地形与障碍物：地图上的直线并不是一条具备垂直净空的路径。天气：一条会突破风、降水、能见度或温度最低标准的航段不存在，它也不是一条“昂贵的”航段。能量：无法在保留余量的前提下飞完、并且无法返航或抵达备降巢的航段，同样不存在。起降场占用：一个场面在一个处理时段内只接受一次到达或一次离场。若把这些编码成高额罚分，承压的求解器就会付出代价穿越禁飞区。那是建模错误。先删掉航段，再陈述目标。

目标排在第二位。时间，按客户的时钟或临床的时钟计算。能量，既是成本，也是电池寿命。风险：航迹之下住着谁，应急预案有多纠缠。把三者熔成一个权重，意外就会是一条掠过学校上空的快速航线。让权重保持为一个看得见的选择。一个悄悄把风险换算成分钟的评分，隐藏了被放弃的东西。在纯无人机网络中，不同于在路边等候的卡车司机，空中等待是在消耗能量。不要把“等待”当作廉价的松弛量留在模型里。只有当能量和起降坪都还有余量时，等待才是可用的。

冲突是时间中的一个体积

冲突不是一个点。两条航迹在平面图上交叉，只要时间相差超过间隔缓冲，仍然可以是安全的。反过来，一条共用走廊或一个单一起降场，在地图上只在端点相接，当时间重叠时依然冲突。间隔是四维的，缓冲包含在内。解除冲突是一张“谁在何时处于哪个体积”的表，而不是一张把线条互相推开的图。靠悬停解决重叠，花掉的正是上一节叫您不要隐藏的能量。在卡车模型里廉价的等待，对多旋翼来说并不廉价。

以与空域相同的硬度来预留起降场。几何上干净的到达，若发现场面繁忙，就不成其为一次飞行。当天气窗口打开、许多航空器同时变得合法时，堵塞的是时隙，不是天空的大小。把多架航空器当作同时求解的最短路径，它们都会在同一分钟回答同一个起降场。事后再把它们分开，是错误的顺序。先铺好时隙，只保留装得下的出动架次。装不下的需求不是无人机的失败。那是那个小时诚实的容量。

在空间与时间中处理航线并检测冲突的更广泛方法，见在空间与时间中规划航线并检测冲突（Airffic Flight Institute）。

关于无缝隙覆盖一片区域的研究，见 Inspection 指南中的 Survey on Coverage Path Planning with Unmanned Aerial Vehicles。

关于在空间与时间中避免冲突的内容，在空域、UTM 与航线规划指南中继续。

是教学，不是控制律

本章确定的是决策的顺序：删除无法飞行的航段，在时间上预留起降场和空域，然后才比较时间、能量和风险。这是一个教学模型。它不是航空器的任务文件。间隔缓冲和余量分钟在此不以数字给出，因为它们属于航空器、批准文件和当天的空域。论文中的最优，只是在论文所假设的约束之内的最优。它不是对您所在城市的许可。不要把读过文献记录误当成已获飞行许可。

不要把它送往电机。不要把它喂给地面站的执行按钮。在没有已批准的程序、没有实际存在的监视、没有能够拒绝计划的运行系统的情况下，把这段文字当作间隔依据是不安全的。演示中两架航空器交错飞过，不是网络级冲突解脱已经生效的证据。仅因读了本章就给航空器上电的人，还没有准备好。上电之前需要的是：该地点的最新规则、该航空器的飞行手册，以及一个有权说“不”的主管机构。模型教的是一种思考顺序。它不为天空承担责任。不要上传教科书里的航段。

要在设计阶段检查多个计划是否在四维上重叠，请使用筛查飞行计划之间的四维重叠（Airffic Architect）。它同样只是参考性的：既不提交计划，也不指挥航空器。