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管理空域——无人机交通系统管理 (UTM)关键推动者

  Deloitte 最近发表了一项关于移动未来的研究,研究实现大规模商用载人无人机的六个挑战。

  在这些挑战中,最关键的是目前与管理客机的相关空域有关,如果不能解决与目前无人机与客机的空域差距问题,那么任何的方法都无法整合现有的空域问题,目前现有或正在开发的管理系统,以及不断增长的商用无人机市场都迫切的需要解决这个问题。

  这篇研究为这项挑战提供了一种途径。

  简介

  航空科技正悄然改变着我们的天空,并逐渐改善我们对航空的认知。客运和货运无人机以及其他有潜力的无人航空技术正在解决当今的城市拥堵问题,改善物流,创造新产品、新服务和新市场。然而,其所带来的相应的问题也十分明显,将需要管理和维护日益多样化的空域,并保证所有空中交通安全和高效运行,将会是所面临的一个持续性挑战。

  如今,无人机被广泛应用于各个领域,用于研究公共安全、农业、交通管理和监控等领域。无论对于运载人/货物、应急响应,还是现场收集数据等,都被这些创新航空应急运营者发挥了极大的价值。

  随着无人机使用频率的持续性增加,载客无人机也即将投入,需要确定哪个部门进行管理空域以及如何管理和执行。几十年来,航空导航服务提供商(ANSPs)一直是提供安全旅行的主要监管来源,但如何管理每天数千次或是数百万次的载人无人机飞行路径呢?所以必须建立一个安全和可持续发展的体系,从而保护生命和财产安全。

  定义问题、探索解决方案和分配责任对所有无人机生态系统利益相关者的成功至关重要。这项研究探讨了这些关键因素,并邀请利益相关者对话解决与空中交通有关的问题。管理系统,包括无人系统,并为未来与客用无人机相关的高空旅行奠定基础。

  管理系统群的系统-无人飞行器交通管理系统

图1所示:无人飞行器交通管理系统(UTM)生态系统的关键利益相关者

  无人飞行器交通管理系统是未来无人机系统/远程驾驶飞机系统)、自动无人驾驶飞机和垂直起降飞行的关键推动系统。

  多年来,行业精英一直在讨论该套系统管理所面临的一些挑战。利益相关者和经营者代表着不同的行业、地理区域和目的。虽然每个自动驾驶项目的操作人员都有特定的需求,但是所有的操作人员都需要一个管理系统解决方案来充分实现提高机动性的潜力。

  有效的空中交通管理是安全、高效的全球航空的标志,至少在过去十年中是如此。这是一个规避风险的社区,因此,使用无人系统部署的任何进展都必须保护、增强和扩展该操作。成功的因素取决于对空中交通管理系统的基本信任可靠和可用的通信、可预测和一致的导航、可访问和可信通讯监测、导航、监控。这些元素再加上试验和测试的过程、协调的团队、冗余和持续的培训,使系统能够可靠和安全地运行。

  无人机市场正在飙升

  要想尽快的建立一套全面的无人驾驶管理系统,就必须要了解无人机行业的发展。

  无人机已被证明是商业和非商业运营商等众多应用的重要工具。过去,无人机仅限于军事防御应用。然而,在过去的十年里,技术有了显著的进步,而且随着规模的缩小,它们的数量和能力也随之增加。今天,无人机已经成为商业应用的一种经济解决方案,如测绘、航空摄影等。“无人机即服务”(drone-as-a-service)的重要性日益上升,以及由政府提供的优惠政策

  政府和监管机构经营商业

  无人机是用于农业、建筑和石油钻井平台检查的新动力。

  无人机最初所涉及的领域尤其是在商业领域,仅限视距内(VLOS)操作。比如在澳大利亚、加拿大、中国、丹麦、新西兰,波兰、南非、瑞士和美国的一些州已经出台一些政策,可将无人机纳入超视距作业,从而为越来越多的创新应用和扩大使用领域提供了更多的机会(见图3)。

  无人机市场继续增长,以消费者为中心的创新是增长中最突出的因素之一。最活跃的领域之一是全球垂直起降无人机。到2035年,无人机市场的价值可能会达到210亿美元。

  什么是紧迫感?

  世界各地的公司几乎每天都在介绍无人机的创新应用。全球无人驾驶管理系统市场价值约5.38亿美元,5.38亿年预计将增长超过20%的复合年增长率。2019 – 2025期间预计这种增长的大部分来自商业应用,随着公司找到更多的创新的方法来收集信息,改善物流,并使用无人机技术人员和货物搬运。随着这种增长,建立一个全球协调的交通管理体系的责任也随之而来。

  随着天空成为下一个前沿领域,一个成功的无人驾驶管理系统将促进市场的增长,简化操作,并确保公共安全和安全。一个潜在的解决方案可能是一个系统的管理系统。

  将共同提供一个端到端的服务,包括对所有操作人员共同的监督、标准和协议。每个涉众都有责任参与对话,并在其部署和正在进行的操作中发挥作用。

无人系统管理市场的增长

  谁在监视空域?

  管理空域和为所有利益相关者建立标准对于无人机的长期发展至关重要。无人驾驶管理系统开发将最终确定服务、角色和责任、信息体系结构和数据交换协议、软件功能、基础设施和性能需求,以支持对无人系统操作的管理。

  将无人机系统集成到现有的空中交通管理操作中将会带来各种各样的问题和挑战。它将需要汇集各种涉众系统,包括运营商、通信系统服务提供商和数据服务提供商,以及监管当局。在认识到这一瓶颈,国家航空和宇宙航行局和美国联邦航空管理局在美国,欧洲航空安全局,中国民政,和世界各地的许多类似的组织计划进行识别、应对,确保当前无人驾驶管理系统操作的安全性和完整性。美国国家航空航天局的研究和开发方法包括将无人机集成到空域的方法。

  在近期开拓性的变革中,包括对自主航空系统的中期到长期研究。联邦航空局的重点扩展到包括操作无人系统产品的实施和对操作的潜在影响。将美国国家航空航天局的研究与正在进行的部署新技术的活动结合起来,将有助于联邦航空局和其他利益相关者在近期实现效益。

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