亿航智能:载人场景是智慧空中城市的核心应用场景

2022-07-27 13:00:40蒋瑜涛
交通建设与管理 2022年3期
关键词:低空航空器空域

文/蒋瑜涛

(作者蒋瑜涛为亿航智能副总裁)

编者按:在汽车电动化、智能化发展的全球背景下,航空业和汽车产业的跨界融合成为科技革命和产业革命的新趋势,诸多车企加紧研发类似飞行汽车的电动航空产品。国内方面,越来越多的优秀创业公司和创业者接续投身飞行汽车产业,推动该产业的迅速发展,为建设航空强国注入力量。亿航智能作为全球首家实现载人级无人驾驶航空器商业化交付的企业,2019 年底顺利登陆美国纳斯达克,被称为“城市空中交通第一股”。本刊特邀亿航智能副总裁蒋瑜涛就“智慧空中城市的探索发展”这一主题进行了约稿。

如何理解“智慧空中城市”

智慧空中城市是一个集空中出行、低空观光、城市治理、物流配送为一体的综合立体城市经济生态圈。打造服务当下、面向未来的智慧空中旅游、智能化应急服务和城市低空智能交通三位一体的“智慧空中城市”管理服务平台,是国内每个城市都需要提前部署、规划和落地应用的。

“智慧空中城市”管理服务平台以智慧空中旅游为切入口,结合城市及周边的文旅资源,开辟超低空俯瞰城市及景区的新视角和科技文旅发展的新思路,促进城市及景区快速成为周边旅游热点目的地、网红打卡地,从而带动当地文旅产业的发展,通过创新科技手段,打造更具吸引力的营商环境,进一步提升当地文旅服务和产业IP 的影响力、知名度和品牌价值。

2021 年底亿航5G 空中智能交通体验中心在广州市黄埔区创新公园落成启用

2019 年8 月,亿航216 亮相2019东北亚博览进行公开载人飞行演示会

“智慧空中城市”管理服务平台同时需要支持城市智能化应急救援体系的建设及服务,通过无人机低成本高效率的巡查作业,提前监测各类信息数据,为城市建设、水利、交通、消防、化工、林业、农业等部门提供常态化空中监察服务,并利用成熟的图传和解析手段,建设数字化智慧城市管理能力。

“智慧空中城市”管理服务平台通过服务当下大众消费和政府需求,积累运行能力,逐步实现面向未来低空智能交通的建设和运营,逐步实现空中立体交通城市,解决地面拥堵,减少土地消耗,通过数字化管理和无人驾驶能力,实现空中生产要素的有效利用,为国家早日进入碳中和时代贡献力量。

“智慧空中城市”生态圈的五个核心要素

组成“智慧空中城市”生态圈的五个核心生产供给要素或主体分别是自动驾驶航空器、城市航空运营商、数字空域规划及建设、无人空中交通管理系统、智能地面基础设施。

第一,在自动驾驶航空器方面,需要基于应用场景的、高效安全的、各类规格的无人驾驶航空器。

以亿航智能为例,自主设计研发制造的载人级的短航程版EH216-S 和长航程版VT-30,物流版的EH216L,消防版的EH216F,日常巡查配送应用的VT-20 和亿航天鹰无人机等。不同类型的航空器面向不同的应用场景,在保证安全的前提下需要做到成本高效、飞行高效和运行高效。

其中,载人级eVTOL 有明确的适航要求。中国民航局于2022 年初颁发了《亿航EH216-S 型无人驾驶航空器系统专用条件》,就是针对EH216-S 型载人级无人驾驶航空器的适航审定标准,这是全球第一个针对此类航空器特定型号专用的适航规范文件,标志着中国民航在这一领域的前瞻性发展和科技创新突破。考虑到未来的应用场景是高密度运行,这就要求航空器除了具备自主避让的基本功能,还需要可被无人交通管理系统进行集中管控及集中调度的连接能力。

第二,在城市航空运营商方面,基于载客和载货两类大的商业体系,将会出现专业做旅客运输的新型客运城市航空,及专业做物流配送的新型物流航空公司。

现有通航将通过自身数字化转型,增加对无人驾驶航空器的管理能力,结合现有有人驾驶航空器,为城市提供巡查、应急、救援等综合服务。对于新型客运城市航空的运行安全管理规范,在世界航空领域仍是全新课题。亿航智能于2021 年初成立亿航通航,专门探索和研究此类运营商的运行标准及手册程序,为低空智能交通在中国商业化落地先行先试。

第三,在数字空域规划和建设方面,亦是低空领域安全高密度飞行的一个重要基础。

这一领域属于数字科技、5G 通信应用和航空空域管理相结合的新学科。目前各国都在积极探索相关方面的基础理论和实现办法,但暂无大规模实践的应用落地。国内的相关研究主要有南航民航学院、民航管干院等,行业应用方面包含亿航智能、东部通航等在探索实践数字空域的基础建设和融合空域的飞行规则。

中国移动积极参与低空5G 覆盖项目研究,与亿航智能在广州率先建设一条20 公里长、200 米真高的5G 全覆盖数字空域,用于空域划设方法理论验证、空中交通管理规则验证、多机多任务混合飞行测试等。其中,全国统一的低空空域划设方法及无人低空交通管理规则是低空智能交通应用底层的核心支撑,基于城市级的数字空域规划和建设是低空基建商业应用的主要场景。

第四,无人空中交通管理系统是基于数字空域、根据无人低空交通管理规则设计研发的区域级的无人空中交通管理的系统工具。需要至少包含数字空域管理,飞行任务自动审批处理,基于飞行任务、航空器性能和空域使用密度的动态航线分配功能,飞行动态监控、预警、接管等强监管功能。结合数字应用科技发展,元宇宙技术在空域管理方面的应用,国内或将率先实现低空数字孪生空域管理的元空域时代。

为此,亿航智能基于航空器自动飞行控制技术,通过多机动态调度的系统技术研发实现了大规模无人机的全自动运行,在无人机监控、调度与低空飞行服务系统建设方面具备核心能力和前瞻思考。

第五,在智能基础设施方面,除了要实现对载人级eVTOL 航空器飞行支持的基础功能(包括常态的起降支撑和充电功能保障、稳定的通信链路支持、可靠的监控监视支持)外,还需在起降点选址及功能集成方面充分利用现有的交通与城市应急的基础设施,同时充分考虑在安全与噪音控制以及市场运营(包括乘客便利性及城市综合管理的集成性和易用性)等方面的影响因素,以使载人级eVTOL 航空器在运行层面获得高效和可靠保障的同时,能够在运营层面产生愈加丰富的市场需求,并获得广泛的社会支持和认可。

1.基于地面路网和城市地理及社会活动特征进行高密度的起降场布局,例如在城市高速环线、过境高速路或快速路收费站和服务区设立基地性质的起降运营点,并在足够靠近目标市场和用户群体的可用空间,布局地表或楼宇高架的临时起降点,逐步实现以社区、产业园、公园等为起降点布局的最小网格,以交通运营区域为支线覆盖范围,以城市行政区间为干线空中走廊触达半径,形成城市上空的交通航路网,同时这些空中的交通航路网也以地面现有主要交通干道为地理信息基准进行规划。

2.基于地面交通设施、城市建筑、通信运营基站等进行智能充电、无人起降引导与支撑、高速移动通信、扩展视距监控与追踪、局部气象感知等智能设备的布设、应用和管理,例如在沿环城、过境高速或快速路的收费站和服务区运营基地部署起降引导、运行监视、充电保障和应急的运行以及控制中心,沿干线的间隔距离约5 至10 千米;基于交通路网隔离带、路灯、路旁高层建筑等,布设高速移动通信基站、小型智能气象站、噪音监测设备以及具备识别分析算法支撑的监视与追踪集成设备等,沿干线的布设间隔为500 至1000 米。

通过与城市现有交通和城市应急的基础设施的充分融合,路空一套网、空地一体化,为网格化、智能化的无人空中交通管理提供至关重要的运行环境保障和地面算力支撑和响应协同,为新时代的城市智能化升级改造、社会活动和经济增长创造出第三维新空间和新资源,以及新的智能管理手段支撑。

载人场景是智慧空中城市的核心应用场景

从上述“智慧空中城市”生态圈五个核心生产供给要素的现状和发展趋势看,中国市场现阶段已经具备了飞行汽车落地的现实条件,可在部分子应用场景开展运营,例如,隔离空域中的空中游览和区域摆渡。其中,载人场景是智慧空中城市的核心应用场景。

与此同时,其他子应用场景也将随着五个生产要素的发展逐步变为现实:自动驾驶航空器按照风险递进原则被准入更复杂的运行场景;城市航空运营商的运营组织方式,从计划航班模式逐步适应按需出行模式;数字空域建设及无人交通管理系统的逐步完善;智能地面基础设施的广泛分布。

总体而言,自动驾驶航空器载人场景在国内的发展将遵循从隔离空域到融合空域、从单点到多点运行、从固定航线到按需出行的非固定航线这现实路径。在走向成熟的路上,还有很多事情要做。

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