近日據(jù)海外媒體報道，亞馬遜、Google等公司計劃創(chuàng)建一個由私人投資并運營的空中交通管制網(wǎng)絡，該私營網(wǎng)絡將獨立于目前的美國聯(lián)邦系統(tǒng)，以適用于低空無人機的普遍應用。
并且FAA（美國聯(lián)邦航空局）將與NASA合作一起對這一新型空中網(wǎng)絡進行測試驗證，比如在必要時利用地面雷達與空中交通管制人員對無人機進行監(jiān)查，確保執(zhí)法部門能快速方便地獲得各種數(shù)據(jù)，來識別迷航、可疑的無人機。
按照他們的預期，未來他們可利用蜂窩網(wǎng)絡來追蹤無人機，在空中建立起一個“無人機航線”從而避免無人機發(fā)生“撞機事件”。
據(jù)了解，F(xiàn)AA以前的監(jiān)管政策只涉及到是否允許無人機起飛，而在起飛后只要不進入禁飛區(qū)則并沒有太多監(jiān)管，這也使得無人機干擾有人機的事件屢屢發(fā)生。
而無人機空中管制網(wǎng)絡的建立，將會使無人機像民航一樣更加規(guī)范化，也會使民用無人機產(chǎn)生更多的價值。
空中交通管制網(wǎng)絡管什么？
無人機空中交通管制（ATC）是一個協(xié)調(diào)各個無人機系統(tǒng)、監(jiān)視無人機發(fā)射回收、飛行狀態(tài)的系統(tǒng)，主要是對無人機飛行空域進行管理。在傳統(tǒng)分類中，美國將空域劃分為絕對管制空域、管制空域和非管制空域，但長期以來民用無人機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，遠遠滿足不了無人機的發(fā)展需求，并且政府公共系統(tǒng)也不會為其提供空管服務。
隨著近年來無人機在各個領域的迅速發(fā)展，使得工業(yè)無人機逐漸形成一個龐大的市場，而無人機不管是在工作或者訓練時都是需要空域的，如果無人機不能進入所需要的空域飛行，則會限制無人機產(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)絡將有望為無人機開放更多的空域，并為其提供相配套的空管服務。
因為空域資源是特殊且有限的資源，為了保障空域的運行安全以及空中交通的流暢，會對空域進行分層、利用時間、高度和側(cè)向距離將各種航空器間隔開來。而空域作為一種有限的資源必然也會追求“經(jīng)濟效益”，空域的管理目標也是使其產(chǎn)生更高的價值與更好的效益。
其中影響空域運行的一個重要因素是飛行器的飛行間隔，有人機的飛行間隔是由駕駛員的目視距離確定的，而無人機則很難用這種方法確定，而且無人機會對按儀表飛行的有人機產(chǎn)生較大影響，所以必須嚴格遵循空管的指令進行避讓等各種操作。
該規(guī)范的一個大的原則就是無人機不能給其他空域的用戶帶來威脅和危險，也不能使有人機在無人機的影響下減慢在該空域的運行節(jié)奏。也就是說，無人機在空域中的優(yōu)先級是最低的，所以在有可能發(fā)生撞機的情況下，是無人機避讓有人機，進行航路等待的也是無人機。
空中交通管制系統(tǒng)還會對無人機機組人員進行資格審定，以保證無人機指揮員能評估氣象條件、熟知自己所操作的無人機性能、并且能迅速響應空管的間隔保障指令。雖然新的空管系統(tǒng)的建立為無人機的適用提供了極大的便利，但還是面臨著一些限制。
無人機建“航線”還要哪些條件？
總的來說，無人機想要進入其所需空域的根本條件，是要像有人機一樣可靠，因為無人機是會與有人機一起共享空域的，而對于所有飛行器來說，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，而無人機的“使能技術”還遠不如有人機的“使能技術”，所以對空域的其他用戶會產(chǎn)生較大的影響。
本文認為，無人機想要建立航線還需要幾個條件。
一、法規(guī)監(jiān)管是無人機共享空域的基礎條件
法規(guī)限制在于適航取證和無人機系統(tǒng)操作人員的合格審定，即確定無人機能不能飛的問題；適航主要關心的是無人機的材料和結(jié)構(gòu)的完善性和整體性，以保證無人機不會在飛行中解體或墜落時對地面的生命財產(chǎn)造成重大傷害；而為了保證飛行的規(guī)范化，也會對無人機的操作機組人員和維修人員進行相關資格審定。
二、SAA（感知和避讓）能力是無人機的必要條件
而技術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，還對避讓的時間有很高的限制，對于傳統(tǒng)有人機的駕駛員來說，從看見障礙到執(zhí)行避讓時間延遲大約在10~12秒，而對于無人機來說，在數(shù)據(jù)鏈上傳輸和決策的延遲更長，目前的解決方案是使無人機具有自動避讓的功能，然而如何制定避讓的行動決策也是個困難的問題。
三、數(shù)據(jù)鏈安全是空管系統(tǒng)有效運行的條件
無人機飛行中，還必須確保數(shù)據(jù)鏈的安全，數(shù)據(jù)鏈是對無人機進行指揮控制和無人機將數(shù)據(jù)傳輸回測控站和機組人員的通路，一旦數(shù)據(jù)鏈被干擾或被敵意劫持則會產(chǎn)生很嚴重的后果，所以對數(shù)據(jù)鏈頻譜進行有效的管理也是必須的；而在鏈路丟失時，即無人機通信產(chǎn)生故障接收不到信號時如何行動也很重要，這要求無人機能夠根據(jù)預編程直接沿航線返回或繼續(xù)執(zhí)行任務，還有一種解決方法是建立兩條雙向數(shù)據(jù)鏈，使無人機的空中交通管制員也能在特殊情況下控制無人機。
四、飛行間隔和航線標準是空管系統(tǒng)高效運行的條件
還有一個與飛行環(huán)境有關的限制是無人機的航線偏差和飛行間隔，隨著無人機的不斷發(fā)展，空中交通流量肯定也會不斷增加，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)造更多的標準航路。而目前的路基交通管制系統(tǒng)在處理大流量時會有點吃力，未來可能會轉(zhuǎn)向機載交通管理，即為每一架無人機建立一個環(huán)繞的虛擬隔離系統(tǒng)，當兩個虛擬空域相遇時就啟動自動避讓；還有一種基于AI的解決方案，因為航線規(guī)劃其實是一個數(shù)據(jù)維度極高的計算問題，而AI能夠?qū)w行時的空間信息、其他航空器信息、地面風險等各個維度的情況進行匯總，從而計算出安全高效的飛行航線。
雖然目前技術上還有所不足，但要想讓無人機在更大范圍內(nèi)應用，釋放它的商業(yè)價值，不僅僅依賴于技術的發(fā)展，更依賴于企業(yè)如何在法規(guī)和監(jiān)管上推動實施。
【作者介紹：王志 / 智能相對論，微信ID：aixdlun。重點關注領域：AI+醫(yī)療、機器人、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、人機交互等?！?/p>
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