近日據(jù)海外媒體報(bào)道，亞馬遜、Google等公司計(jì)劃創(chuàng)建一個(gè)由私人投資并運(yùn)營(yíng)的空中交通管制網(wǎng)絡(luò)，該私營(yíng)網(wǎng)絡(luò)將獨(dú)立于目前的美國(guó)聯(lián)邦系統(tǒng)，以適用于低空無(wú)人機(jī)的普遍應(yīng)用。
并且FAA（美國(guó)聯(lián)邦航空局）將與NASA合作一起對(duì)這一新型空中網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，比如在必要時(shí)利用地面雷達(dá)與空中交通管制人員對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行監(jiān)查，確保執(zhí)法部門能快速方便地獲得各種數(shù)據(jù)，來(lái)識(shí)別迷航、可疑的無(wú)人機(jī)。
按照他們的預(yù)期，未來(lái)他們可利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)來(lái)追蹤無(wú)人機(jī)，在空中建立起一個(gè)“無(wú)人機(jī)航線”從而避免無(wú)人機(jī)發(fā)生“撞機(jī)事件”。
據(jù)了解，F(xiàn)AA以前的監(jiān)管政策只涉及到是否允許無(wú)人機(jī)起飛，而在起飛后只要不進(jìn)入禁飛區(qū)則并沒有太多監(jiān)管，這也使得無(wú)人機(jī)干擾有人機(jī)的事件屢屢發(fā)生。
而無(wú)人機(jī)空中管制網(wǎng)絡(luò)的建立，將會(huì)使無(wú)人機(jī)像民航一樣更加規(guī)范化，也會(huì)使民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)生更多的價(jià)值。
空中交通管制網(wǎng)絡(luò)管什么？
無(wú)人機(jī)空中交通管制（ATC）是一個(gè)協(xié)調(diào)各個(gè)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、監(jiān)視無(wú)人機(jī)發(fā)射回收、飛行狀態(tài)的系統(tǒng)，主要是對(duì)無(wú)人機(jī)飛行空域進(jìn)行管理。在傳統(tǒng)分類中，美國(guó)將空域劃分為絕對(duì)管制空域、管制空域和非管制空域，但長(zhǎng)期以來(lái)民用無(wú)人機(jī)只能在非管制空域飛行，而非管制空域只是接近地面薄薄的一小層空域，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了無(wú)人機(jī)的發(fā)展需求，并且政府公共系統(tǒng)也不會(huì)為其提供空管服務(wù)。
隨著近年來(lái)無(wú)人機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的迅速發(fā)展，使得工業(yè)無(wú)人機(jī)逐漸形成一個(gè)龐大的市場(chǎng)，而無(wú)人機(jī)不管是在工作或者訓(xùn)練時(shí)都是需要空域的，如果無(wú)人機(jī)不能進(jìn)入所需要的空域飛行，則會(huì)限制無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和商業(yè)效用的展現(xiàn)，而新型的空中交通管制網(wǎng)絡(luò)將有望為無(wú)人機(jī)開放更多的空域，并為其提供相配套的空管服務(wù)。
因?yàn)榭沼蛸Y源是特殊且有限的資源，為了保障空域的運(yùn)行安全以及空中交通的流暢，會(huì)對(duì)空域進(jìn)行分層、利用時(shí)間、高度和側(cè)向距離將各種航空器間隔開來(lái)。而空域作為一種有限的資源必然也會(huì)追求“經(jīng)濟(jì)效益”，空域的管理目標(biāo)也是使其產(chǎn)生更高的價(jià)值與更好的效益。
其中影響空域運(yùn)行的一個(gè)重要因素是飛行器的飛行間隔，有人機(jī)的飛行間隔是由駕駛員的目視距離確定的，而無(wú)人機(jī)則很難用這種方法確定，而且無(wú)人機(jī)會(huì)對(duì)按儀表飛行的有人機(jī)產(chǎn)生較大影響，所以必須嚴(yán)格遵循空管的指令進(jìn)行避讓等各種操作。
該規(guī)范的一個(gè)大的原則就是無(wú)人機(jī)不能給其他空域的用戶帶來(lái)威脅和危險(xiǎn)，也不能使有人機(jī)在無(wú)人機(jī)的影響下減慢在該空域的運(yùn)行節(jié)奏。也就是說(shuō)，無(wú)人機(jī)在空域中的優(yōu)先級(jí)是最低的，所以在有可能發(fā)生撞機(jī)的情況下，是無(wú)人機(jī)避讓有人機(jī)，進(jìn)行航路等待的也是無(wú)人機(jī)。
空中交通管制系統(tǒng)還會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)組人員進(jìn)行資格審定，以保證無(wú)人機(jī)指揮員能評(píng)估氣象條件、熟知自己所操作的無(wú)人機(jī)性能、并且能迅速響應(yīng)空管的間隔保障指令。雖然新的空管系統(tǒng)的建立為無(wú)人機(jī)的適用提供了極大的便利，但還是面臨著一些限制。
無(wú)人機(jī)建“航線”還要哪些條件？
總的來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)想要進(jìn)入其所需空域的根本條件，是要像有人機(jī)一樣可靠，因?yàn)闊o(wú)人機(jī)是會(huì)與有人機(jī)一起共享空域的，而對(duì)于所有飛行器來(lái)說(shuō)，共享空域的一大條件是飛行器具備“感知和避讓（SAA）”其他飛行器的能力，而無(wú)人機(jī)的“使能技術(shù)”還遠(yuǎn)不如有人機(jī)的“使能技術(shù)”，所以對(duì)空域的其他用戶會(huì)產(chǎn)生較大的影響。
本文認(rèn)為，無(wú)人機(jī)想要建立航線還需要幾個(gè)條件。
一、法規(guī)監(jiān)管是無(wú)人機(jī)共享空域的基礎(chǔ)條件
法規(guī)限制在于適航取證和無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作人員的合格審定，即確定無(wú)人機(jī)能不能飛的問(wèn)題；適航主要關(guān)心的是無(wú)人機(jī)的材料和結(jié)構(gòu)的完善性和整體性，以保證無(wú)人機(jī)不會(huì)在飛行中解體或墜落時(shí)對(duì)地面的生命財(cái)產(chǎn)造成重大傷害；而為了保證飛行的規(guī)范化，也會(huì)對(duì)無(wú)人機(jī)的操作機(jī)組人員和維修人員進(jìn)行相關(guān)資格審定。
二、SAA（感知和避讓）能力是無(wú)人機(jī)的必要條件
而技術(shù)方面的限制就比較多了，除了上面提到的必須要有“感知和避讓（SAA）”的能力之外，還對(duì)避讓的時(shí)間有很高的限制，對(duì)于傳統(tǒng)有人機(jī)的駕駛員來(lái)說(shuō)，從看見障礙到執(zhí)行避讓時(shí)間延遲大約在10~12秒，而對(duì)于無(wú)人機(jī)來(lái)說(shuō)，在數(shù)據(jù)鏈上傳輸和決策的延遲更長(zhǎng)，目前的解決方案是使無(wú)人機(jī)具有自動(dòng)避讓的功能，然而如何制定避讓的行動(dòng)決策也是個(gè)困難的問(wèn)題。
三、數(shù)據(jù)鏈安全是空管系統(tǒng)有效運(yùn)行的條件
無(wú)人機(jī)飛行中，還必須確保數(shù)據(jù)鏈的安全，數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)菍?duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行指揮控制和無(wú)人機(jī)將數(shù)據(jù)傳輸回測(cè)控站和機(jī)組人員的通路，一旦數(shù)據(jù)鏈被干擾或被敵意劫持則會(huì)產(chǎn)生很嚴(yán)重的后果，所以對(duì)數(shù)據(jù)鏈頻譜進(jìn)行有效的管理也是必須的；而在鏈路丟失時(shí)，即無(wú)人機(jī)通信產(chǎn)生故障接收不到信號(hào)時(shí)如何行動(dòng)也很重要，這要求無(wú)人機(jī)能夠根據(jù)預(yù)編程直接沿航線返回或繼續(xù)執(zhí)行任務(wù)，還有一種解決方法是建立兩條雙向數(shù)據(jù)鏈，使無(wú)人機(jī)的空中交通管制員也能在特殊情況下控制無(wú)人機(jī)。
四、飛行間隔和航線標(biāo)準(zhǔn)是空管系統(tǒng)高效運(yùn)行的條件
還有一個(gè)與飛行環(huán)境有關(guān)的限制是無(wú)人機(jī)的航線偏差和飛行間隔，隨著無(wú)人機(jī)的不斷發(fā)展，空中交通流量肯定也會(huì)不斷增加，而較小的飛行間隔和航線偏差則可以增加容量，也可以構(gòu)造更多的標(biāo)準(zhǔn)航路。而目前的路基交通管制系統(tǒng)在處理大流量時(shí)會(huì)有點(diǎn)吃力，未來(lái)可能會(huì)轉(zhuǎn)向機(jī)載交通管理，即為每一架無(wú)人機(jī)建立一個(gè)環(huán)繞的虛擬隔離系統(tǒng)，當(dāng)兩個(gè)虛擬空域相遇時(shí)就啟動(dòng)自動(dòng)避讓；還有一種基于AI的解決方案，因?yàn)楹骄€規(guī)劃其實(shí)是一個(gè)數(shù)據(jù)維度極高的計(jì)算問(wèn)題，而AI能夠?qū)w行時(shí)的空間信息、其他航空器信息、地面風(fēng)險(xiǎn)等各個(gè)維度的情況進(jìn)行匯總，從而計(jì)算出安全高效的飛行航線。
雖然目前技術(shù)上還有所不足，但要想讓無(wú)人機(jī)在更大范圍內(nèi)應(yīng)用，釋放它的商業(yè)價(jià)值，不僅僅依賴于技術(shù)的發(fā)展，更依賴于企業(yè)如何在法規(guī)和監(jiān)管上推動(dòng)實(shí)施。
【作者介紹：王志 / 智能相對(duì)論，微信ID：aixdlun。重點(diǎn)關(guān)注領(lǐng)域：AI+醫(yī)療、機(jī)器人、智能駕駛、AI+硬件、物聯(lián)網(wǎng)、AI+金融、AI+安全、AR/VR、開發(fā)者以及背后的芯片、算法、人機(jī)交互等?！?/p>
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