說起無人機,大家最先想到的可能是就是大疆的航拍機。
隨著新一代空管系統(tǒng)的布局,空中完全無人化的時代已經(jīng)有跡可循,新一代無人化、點對點更高效率的空中運輸方式即將到來,不僅是大疆無人機,類似波音747上百噸位的商用無人機都可能上天。
這場無人運輸?shù)淖兏飮L試已經(jīng)開始,美國等發(fā)達(dá)國家正在為下一代兼容無人機的運輸體系布局,中國對無人機的管理條例也即將出臺,為相關(guān)企業(yè)發(fā)展指引方向。
忘掉飛行員
大型無人機無法實際運營的核心困難,在于現(xiàn)有空管系統(tǒng)的限制。
目前,普遍的民用航空空中管制系統(tǒng)(空管系統(tǒng))的數(shù)據(jù)傳輸是這樣的:空管數(shù)據(jù)中心-空管指揮員-飛行員-飛機-飛行員-空管指揮員-空管數(shù)據(jù)中心。即國家空管數(shù)據(jù)中心無法直接控制飛機,飛行員是必不可少環(huán)節(jié)。因此,無人機是無法直接融入現(xiàn)有的空管系統(tǒng)。
頂層設(shè)計者的擔(dān)憂是,如果無人機無法融入現(xiàn)有的空管系統(tǒng),無法統(tǒng)一監(jiān)管,將對國家防空安全和公共安全產(chǎn)生威脅,尤其是大型無人機。
所以,空中要實現(xiàn)無人化,就必需把無人機納入空管系統(tǒng),必須改造或建設(shè)一套新的空管系統(tǒng),重新搭建數(shù)據(jù)鏈的架構(gòu),可以兼容無人機的飛行。新一代空管系統(tǒng)將解決這個問題。
新一代空管體系已成為世界發(fā)達(dá)國家的競爭點。
在美國FAA(美國聯(lián)邦航空管理局)的官網(wǎng)上,有個名為“NexGen”的項目被單獨列出。“NexGen”的全稱為“The Next Generation Air TransportationSystem”,即下一代空管系統(tǒng)。根據(jù)官方信息,NexGen系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使空中信息全互聯(lián)。這將使空中 運輸無人化成為可能。
按照美國總統(tǒng)特朗普的計劃,美國的“無人機融合試點項目”計劃將無人機融入美國國家空域系統(tǒng)。此前,特朗普批準(zhǔn)了無人機的測試,將收集無人機運行的數(shù)據(jù),來幫助政府為低領(lǐng)空飛行的無人機建立一個單獨的空管系統(tǒng)。
同時,中國在空管方面的改革也開始了。近日,中國電子科技集團(tuán)公司與中國民用航空局宣布合作,雙方將在推進(jìn)民航頂層戰(zhàn)略規(guī)劃制定、空域精細(xì)化管理改革、空管裝備國產(chǎn)化、民航科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)化等十方面深化合作。
此前,中國民航的空管系統(tǒng)是引進(jìn)自發(fā)達(dá)國家,界面新聞記者了解到,國產(chǎn)化的第三代空管體系將引入先進(jìn)的數(shù)據(jù)通訊技術(shù),使得飛機直接與空管系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字化的通信。例如,飛機在飛行前、飛行中和降落時,飛機都能直接收到空管系統(tǒng)發(fā)來的指令并執(zhí)行,不再需要人工對飛機輸入指令。
NexGen項目的圖景,來源:FAA官網(wǎng)
如果中、美兩國最大經(jīng)濟(jì)體同時開始研究建設(shè)新一代的空管系統(tǒng),其中受益最大的便是無人機運輸,一場無人運輸革命有望到來。
此外,在監(jiān)管層面,近日工信部發(fā)布了《關(guān)于公開征求《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(征求意見稿)》。該意見稿由國務(wù)院、中央軍委空中交通管制委員會辦公室共同起草,對民用無人機進(jìn)行了分類管理。
其中規(guī)定,“中大型機應(yīng)當(dāng)進(jìn)行適航管理、銷售者銷售備案、購買者實名登記、駕駛員年滿18周歲并取得安全操作執(zhí)照、申請隔離空域、飛行計劃并投保第三者責(zé)任險,同時從事商業(yè)運營的企業(yè)需取得經(jīng)營許可。”
這是首次將無人機納入國家頂層規(guī)劃,此前,中國在無人機的適航(生產(chǎn))、運營等方面的規(guī)定均為空白。從大型無人機準(zhǔn)入門檻來看,上述規(guī)定已經(jīng)與普通民航客機無二。
忘掉中轉(zhuǎn)
現(xiàn)在,物流中轉(zhuǎn)是通用方式,物流公司要接受無效里程,消費者也習(xí)慣于漫長的等待時間。
消費者阿文在網(wǎng)上下單一個電水壺之后,叮囑寧波鄉(xiāng)下的老母親:“第三天第四天不要出門,有快遞”。四天后,老母親打電話來問罪:貨還沒到,干等了兩天。阿文只好讓老母親稍安勿躁,直到第七天,電水壺才送到。
電腦上的物流信息顯示,來自廣東的水壺的路線是廣州-上海-寧波,由于中途中轉(zhuǎn),導(dǎo)致時間延長了兩天。為什么不能直接廣州-寧波呢?
出于成本考慮,干支結(jié)合的樞紐模式在運輸業(yè)根深蒂固,不論是人還是貨物,都需要服從于統(tǒng)一的節(jié)拍,在樞紐進(jìn)行集散,再分發(fā)向各個目的地。這是由于運輸工具決定的,導(dǎo)致無效里程長、運輸成本高。
但現(xiàn)在,無人機正在讓點對點的運輸模式變成可能。上述新的數(shù)據(jù)通信技術(shù)使飛機與空管中心、飛機與飛機之間進(jìn)行高速信息傳輸,使空中點對點的信息傳輸模型成為可能。
無人運輸研究項目組長何志慶對界面新聞記者表示,隨著飛行器無人化,飛機體積變小、通信數(shù)據(jù)化,可以顛覆傳統(tǒng)的干支集散模型,轉(zhuǎn)向點對點的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),并全部覆蓋現(xiàn)有的干支網(wǎng)絡(luò)模型。這一場技術(shù)革命類似于傳統(tǒng)固定電話向蜂窩移動數(shù)字網(wǎng)絡(luò)的轉(zhuǎn)變。
從長遠(yuǎn)角度來看,運輸效率更高的大、中、小型無人機帶來全互聯(lián)的、點對點的運輸模型,將深刻地改變?nèi)祟惖倪\輸模式,對空中交通中的任一方,不管是監(jiān) 管方還是運營方,都提高了效率。上升到國家戰(zhàn)略層面,如何構(gòu)建安全、可靠、低成本、高效率的無人智能運輸體系,將成為世界發(fā)達(dá)國家競爭的制高點。
何志慶告訴界面新聞記者,相對于歐美等發(fā)達(dá)國家,中國的無人機研發(fā)制造技術(shù)并不落后。隨著北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用和地面雷達(dá)系統(tǒng)的逐漸建立,中國與歐美 發(fā)達(dá)國家將處同一起跑線。并且,中國的優(yōu)勢在于低空空域并未開放,可以直接過渡到無人機運輸和新一代空管系統(tǒng)。而美國的低空已開放,有人運輸系統(tǒng)已非常成 熟,改革面臨的阻力更大。
何志慶強調(diào),有了上述優(yōu)勢,中國反而可以借助無人機在低空的應(yīng)用,超越歐美發(fā)達(dá)國家。
低空的物流需求
今年1月,大飛機制造巨頭波音發(fā)布一款低空貨運的無人機,重達(dá)339公斤,可載重226公斤。反映出物流行業(yè)對無人機的需求正在興起。
配置飛行員的昂貴費用讓物流企業(yè)對無人機產(chǎn)生了極大的興趣,低門檻的中小型無人機成為首選。在市場需求的推動下,上述愿景有望在低空中小型無人機中首先打開局面。
其實,在中國造一架低空無人機并不是難事,目前研發(fā)制造技術(shù)已經(jīng)成熟,但因為上述原因,其商業(yè)化前景一直不明朗,幾乎沒有成功商業(yè)化運營的案例。
以順豐為例,其先后進(jìn)行了三次不同型號的中型無人機的試飛,三次均為不同的合作方生產(chǎn),前二架次均為有人機改造而來,第三架為軍用無人機改造而來。但三次嘗試都僅止于首飛。
以順豐董事長王衛(wèi)站臺的AT200為例,其有效載荷為1.5噸,航程2183千米,最大飛行高度可超過6000米。所謂首飛的飛行高度在1000米以下,在所停機場上空盤旋兩周,整個飛行過程只持續(xù)26分鐘,未進(jìn)入商業(yè)航線。
除了順豐嘗試固定翼無人機之外,還有京東物流、圓通、中通、蘇寧物流、中國郵政和海航現(xiàn)代物流,均為小型旋翼機,宣傳意義大于實用意義。
上海優(yōu)偉斯智能系統(tǒng)有限公司主要從事于中型無人機研發(fā)生產(chǎn),其董事長劉建冬在接受界面新聞記者采訪時表示,目前來看低空無人機的適航會比民航客機更寬松,民航局的管理也是“放管結(jié)合,以放為主”。
由于無人機適航條例還是空白,劉建冬表示,無人機的適航條例制定已經(jīng)開始對現(xiàn)有無人機產(chǎn)品進(jìn)行考察,將企業(yè)現(xiàn)有的經(jīng)驗和標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)來制定相關(guān)條例。
優(yōu)偉斯公司開發(fā)的大型無人機U650已經(jīng)與順豐、海航合作過首飛,已在全國取得四塊隔離空域。
除了飛機本身,整個飛機運行系統(tǒng)和運輸模型的建設(shè)則更為關(guān)鍵。運輸工具的變革將帶來整個運輸模型的改變,效率更高的點對點模式是大勢所趨。
目前摩拳擦掌的順豐、京東物流對無人機的規(guī)劃沿用了傳統(tǒng)的干支模型:順豐設(shè)想將無人機與現(xiàn)有貨機系統(tǒng)相結(jié)合,通過無人機實現(xiàn)航空物流網(wǎng)絡(luò)的干支對 接;京東正在研發(fā)載重500公斤-50噸的中大型無人機,形成干線大型無人機+支線中型無人機+末端小型無人機的三級無人機物流體系。
未來,在何志慶的設(shè)想中,傳統(tǒng)的干支模型將逐漸退出,將根據(jù)市場需求,制定不同系列的無人機進(jìn)行點對點的運輸。類似電水壺這樣的電商訂單,也將直接從廣州送達(dá)寧波。