記者探訪民用無人駕駛航空器交通管理四川省重點實驗室集成驗證平臺助力無人機“有路飛”“安全飛”“順暢飛”

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摘要:當前,四川低空經濟正在乘勢騰飛。其中,無人機是低空經濟的細分賽道,它們如何被自由放飛、怎麼得到有效管控等問題成為低空經濟發展繞不開的話題。

當前,四川低空經濟正在乘勢騰飛。其中,無人機是低空經濟的細分賽道,它們如何被自由放飛、怎麼得到有效管控等問題成為低空經濟發展繞不開的話題。

近日,記者走進民用無人駕駛航空器交通管理四川省重點實驗室,一探無人機“有路飛”“安全飛”“順暢飛”背後的秘密。

看應用

平臺先行,盤活低空飛行

如何實現無人機“有路飛”“安全飛”“順暢飛”?

“低空無人機飛行服務體系和平臺是前提。”業內人士表示,有了服務體系和平臺,才能保障無人機產業安全有序發展。

民用無人駕駛航空器交通管理四川省重點實驗室是依託中國民用航空總局第二研究所、西南交通大學等建設佈局的重點實驗室,主要面向我國民用無人機快速健康發展的迫切需求,以產業發展為導向、聚焦民用無人機交通管理科技薄弱問題,設定民用無人駕駛航空器交通管理體系與模式等4個研究方向。

記者看到,實驗室內,多個大屏正展示科技人員在集成化低空無人機飛行服務科技驗證平臺上開展研究工作的場景。

中間荧幕的地圖上,分佈著黃、綠、紅3種顏色的小圓圈,每個圓圈裏都有數位。“顏色代表無人機的飛行狀態,數字顯示某一地區當前無人機在飛的實时數量。”實驗室人員介紹,該平臺提供整個空域資訊、無人機識別、基本飛行申請等基礎服務,還將機場、鐵路、高速公路、人員密集場所及部分特定敏感區進行標識,用空域栅格精准劃分出可供順暢飛行的無人機適飛空域。

右側荧幕是平臺統計介面。“統計資料非常關鍵,可從中得出不少結論。”實驗室人員說,從無人機的告警率和實名登記率來看,當前無人機飛行正在逐步規範中。

據介紹,該平臺對低空無人機空域及基礎設施規劃、容流配寘、態勢感知與引導等關鍵技術的研究和模擬驗證進行了綜合。“既可以開展理論和方法研究,又可以進行科技驗證。”實驗室人員介紹,截至目前,已有31家無人機主機廠、274款機型接入該平臺,覆蓋全國95%以上的無人機。

當前,實驗室相關技術成果已在安徽、四川、上海等地應用。下一步,實驗室將依託集成驗證平臺,進一步研究和優化關鍵算灋,打造“空中版高德地圖”,從而為無人機提供安全、智慧、高效的航行服務,讓無人機“有路飛”“安全飛”“順暢飛”,助力進一步盤活低空經濟。

探背後

需求强烈,自主研發、攻克多重難關

今年被稱為“低空經濟元年”。實驗室人員有著最直接的感受——幾乎每天都要接待前來調研、參觀的高校、科研機構、政府及企業的人員。

人員密集拜訪源自需求。“當前,各地發展低空經濟的願望强烈,對搭建飛行服務體系和平臺有需求。”實驗室人員表示,與此同時,科研機構和高校對其科研成果在低空經濟場景中應用有需求,企業想要參與低空經濟發展、開展運營或服務等業務,對關鍵核心技術也有需求,“對公眾而言,科普需求也非常大。”

儘管需求强烈,但在實際運行中,低空無人機飛行服務系統和平臺尚屬新生事物,其設計和開發難題考驗著科研人員。

“這類系統平臺概念不少,原型雛形也有,但真正按照有效規章標準設計並實際運行的,在全球範圍看幾乎找不到案例參攷。”實驗室人員說,這意味著只能自主研發、從頭做起,面臨很大挑戰。

低空無人機飛行服務體系如何設計、如何把不同服務劃分到不同層級、如何兼顧服務的一體化和差异化、不同層級的平臺之間如何進行數據互動……一個個基本問題冒了出來。

“如果劃分不恰當,不僅會造成資源浪費,還會導致有些功能無法真正面向運行場景。”實驗室人員強調。

體系設計好以後,低空飛行另一個基本要素問題擺在眼前——如何規劃設計空域。

在實驗室人員看來,就無人機來說,低空空域的放開與否不是關鍵所在,精細化規劃空域才是重中之重。“也就是基於運行風險、提供服務的類型和水准、空域環境等因素來設計優化空域。”實驗室人員說,要經過科學、客觀的分析後再做決策,從而做到該放開的大膽放開,不該放開的堅決管住。

基本框架和基本要素有了,保障飛行安全並盡可能提高整體運行效率成為又一亟待解决的難題。

“為此我們在間隔模型、風險預測、智慧引導等方面,做了大量基礎方法研究和科技驗證。”實驗室人員介紹,近年來實驗室先後承擔一系列重點科研專案,在設計國家有關法規標準、建設重要平臺工程等方面取得不少重要成果。

展未來

瞄準有人機與無人機一起飛

面向未來,實驗室正在探索有人、無人駕駛航空器融合運行科技驗證。

“當前,有人機與無人機主要採取隔離飛行,隨著未來無人機越來越多,探索二者融合飛行很有必要。”實驗室人員說。

實驗室內,有人、無人駕駛航空器融合運行的模擬驗證系統被展示出來。該系統以未來大型無人機在機場與有人駕駛航空器融合運行場景為研究對象,可為大型無人機融入機場運行所需的融合監視、滑行及起飛間隔、數位通信等技術研發提供完整的模擬和驗證環境。

記者從系統上看到,大型無人機和有人駕駛航空器同時在跑道和滑行道上滑行。“根據後臺生成的模擬飛行計畫,這兩架飛機將從同一條跑道起飛。”實驗室人員說,為避免衝突,類比塔臺管制員將通過數位通信連結向無人機遠程操控員發送等待指令,讓其在跑道外等待。在一定間隔時間後,類比管制員向無人機遠程操控員發送數位起飛指令,遠程操控員確認指令以後,操控無人機進入跑道起飛。

“未來有人機與無人機實現融合運行,不僅能提高通用機場和空域的使用效率,也能為低空產業發展帶來更多可能。”實驗室人員說。(記者甯寧

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