從概念變成現(xiàn)實,城市空中交通發(fā)展會面臨哪些障礙?


UAM的定義是一種高效的城市空中交通系統(tǒng),可以涵蓋載人和載物的多種應(yīng)用場景。UAM是在無人機基礎(chǔ)上衍生出來的運行概念,突出以多旋翼無人機為代表的靈活機動特性,將電動航空器、無人駕駛、智能編隊、垂直起降、數(shù)字化運行等技術(shù)特征融合到城市場景中,全面構(gòu)建城市新型立體交通方式。目前,在UAM的物流配送應(yīng)用領(lǐng)域,包括京東、順豐、美團(tuán)在內(nèi)的很多大型企業(yè)進(jìn)行戰(zhàn)略布局,還有一批諸如迅蟻等無人機運營企業(yè)積極開展城應(yīng)用場景和商業(yè)模式驗證。

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UAM要從概念變成現(xiàn)實,還有很長一段路要走,需要破除諸多發(fā)展障礙,這包括安全監(jiān)管、技術(shù)發(fā)展、經(jīng)濟性、市場需求、公眾接受度等方面的綜合考量。


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安全監(jiān)管發(fā)生根本性變革

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在無人機運行管理方面,與傳統(tǒng)的民用航空運行管理存在較大差異,目前國家和民航局正在逐漸建立無人機相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),遵循基于運行風(fēng)險的監(jiān)管原則。


從運行種類和特點看,有人機的管理思路是從小機型到大機型,從私用到商用非載客,再到商用小范圍載客,再到公共航空運輸,逐級提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和審定要求,將運營人的運行風(fēng)險與組織機構(gòu)的龐大復(fù)雜程度直接關(guān)聯(lián)。


區(qū)別于傳統(tǒng)有人航空的運行管理,無人機的運行風(fēng)險直接剔除了駕駛員因素的影響,重點關(guān)注運行系統(tǒng)的規(guī)則、底層邏輯、技術(shù)方案等,這將促使行業(yè)監(jiān)管產(chǎn)生根本性的變革。

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以運行區(qū)域為例,我們來分析有人機和無人機的安全監(jiān)管差異。在有人機運行中,要考慮駕駛員對環(huán)境的熟悉程度和認(rèn)知復(fù)雜度,考慮不同運行場景變換以及運行時間增加帶來的體力和腦力消耗,運行區(qū)域范圍的大小直接與運行風(fēng)險產(chǎn)生關(guān)聯(lián)。


相應(yīng)的,部分有人機相關(guān)的規(guī)章將運行范圍大小作為運行分類的依據(jù),比如在空中游覽業(yè)務(wù)中,有人機相關(guān)規(guī)章將40km半徑作為不同技術(shù)要求標(biāo)準(zhǔn)的分界線。但是,對無人機的運行,如果地面風(fēng)險不發(fā)生改變,運行區(qū)域從小到大并不會引發(fā)運行風(fēng)險的過多變化,飛行距離或者飛行時間的大小不應(yīng)作為評估運行風(fēng)險的直接依據(jù)。


UAM運行從本質(zhì)上實現(xiàn)了安全關(guān)口的前移,行業(yè)監(jiān)管應(yīng)更加側(cè)重UAM系統(tǒng)設(shè)計、技術(shù)與安全管理體系。由于運行過程去除了人為控制與參與,UAM將有效簡化和移除運行過程中諸多復(fù)雜的、不可控的、難以預(yù)測的因素和環(huán)節(jié),系統(tǒng)安全將更加穩(wěn)定可控。


相應(yīng)的,安全監(jiān)管的注意力需要從運行過程和結(jié)果逐漸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計與運行機制,從源頭上提升整體安全水平。這種安全監(jiān)管模式的轉(zhuǎn)型和變革對系統(tǒng)設(shè)計和技術(shù)的科學(xué)性、全面性、有效性、可靠性等都帶來了更為嚴(yán)峻的挑戰(zhàn),需要打破有人機安全管理的傳統(tǒng)思維習(xí)慣,針對UAM應(yīng)用場景建立分類管理的立法框架,有步驟的建立完善UAM運行管理的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)工具。

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以技術(shù)創(chuàng)新驅(qū)動產(chǎn)業(yè)發(fā)展

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UAM的科技競爭本質(zhì)上是跨行業(yè)跨領(lǐng)域多學(xué)科交叉融合的綜合比拼,只有與現(xiàn)有特色技術(shù)創(chuàng)新形成協(xié)同效應(yīng),促進(jìn)創(chuàng)新資源和要素的有效匯聚,才能形成先發(fā)優(yōu)勢。


從技術(shù)涉及的領(lǐng)域看,UAM系統(tǒng)是建立在數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)上的新型交通網(wǎng)絡(luò),需要人工智能和機器學(xué)習(xí)、城市數(shù)字化、大數(shù)據(jù)等前沿技術(shù)的支持,需要5G、互聯(lián)網(wǎng)、北斗、ADS-B等通信、導(dǎo)航和監(jiān)視基礎(chǔ)設(shè)施的支撐,需要大中型無人機、起降設(shè)施、無人機空中交通服務(wù)、監(jiān)管部門等運行主體的參與。


一方面,借助北斗和5G等特色技術(shù)基礎(chǔ),UAM應(yīng)用場景可將單一技術(shù)創(chuàng)新提升到一整套的行業(yè)架構(gòu)與系統(tǒng)創(chuàng)新,提高現(xiàn)有國產(chǎn)技術(shù)產(chǎn)品的競爭力,并且,在新興技術(shù)領(lǐng)域形成技術(shù)和產(chǎn)品優(yōu)勢,向外輸出一整套UAM技術(shù)的中國方案和中國標(biāo)準(zhǔn)。


另一方面,UAM應(yīng)用需求將促進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)一步迭代,提高可靠性和場景適應(yīng)性,拓展現(xiàn)有技術(shù)的規(guī)模化驗證場景;受益于新技術(shù)需求的刺激,無人機的氣動、結(jié)構(gòu)、推進(jìn)系統(tǒng)、穩(wěn)定性、控制、航電、生產(chǎn)制造等都將迎來良好的發(fā)展契機,這將對有人機的研發(fā)和生產(chǎn)提供更多可借鑒的技術(shù)積累。


另外,未來UAM相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,勢必與地面無人機交通系統(tǒng)的技術(shù)創(chuàng)新形成協(xié)同效應(yīng),形成全新的無人立體綜合交通的發(fā)展模式。



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源于市場需求的商業(yè)模式創(chuàng)新

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UAM的應(yīng)用場景可歸納為載物和載人兩類,載物應(yīng)用場景的挑戰(zhàn)來源于城市內(nèi)的末端配送,在高樓林立的市區(qū),人口密集的街道,如何實現(xiàn)無人機的安全高效物流運輸,這是UAM最迫切的實際需求。得益于快遞物流和外賣跑腿市場的壯大繁榮,城市物流配送,尤其是末端配送的效率和成本已經(jīng)逐漸出現(xiàn)玻璃天花板,UAM將對這個巨大的市場產(chǎn)生顛覆性替代產(chǎn)品。不難預(yù)見,大范圍的無人機末端物流配送將具有更低的成本,更高的效率,更好的可靠性,更穩(wěn)定的運行管理。


載人應(yīng)用場景的鋪開,必然比載物應(yīng)用來的更遲一些,卻給市場發(fā)展和商業(yè)模式創(chuàng)新預(yù)留更多想象空間,從小機型到大尺寸大載重,從搭載單人到搭載多人,從固定航線到自主飛行,從隔離運行到融合運行,UAM勢必引發(fā)社會大眾傳統(tǒng)交通方式的商業(yè)變革。

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被寄予厚望的UAM市場,代表了數(shù)字經(jīng)濟與實體經(jīng)濟的完美結(jié)合,未來勢必將成為資本追捧的寵兒。這個產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展依賴于技術(shù)創(chuàng)新能力的提升,我國UAM領(lǐng)域迫切需要建立和完善UAM相關(guān)政策法規(guī)、技術(shù)方案、基礎(chǔ)設(shè)施、安全體系,逐步形成一系列中國特色技術(shù)解決方案,進(jìn)而在國際無人機行業(yè)形成領(lǐng)先優(yōu)勢和示范效應(yīng)。


注:原文發(fā)表于《無人機》2021年第9期,作者楊蕤



<完>

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