创新者正在设计空中出租车和无人机。但除非利益相关者放慢对空中挪动根底设备的投资,否则这些永远都是“海市蜃楼”,无法付诸理想。

  交通拥堵迫使美国司机每年糜费超越30亿加仑的燃料,并使他们每年在汽车中被困多达70亿小时。很多时分,我们梦想着去下班的行程是段愉快的旅程,而不是在高速公路上两眼紧盯着尾灯,心境焦躁。我们能否经过交通运输为客运量身定制的大型无人机,从而增加长间隔行驶?此外,空中挪动处理方案还可以改善货物运输。我们能否在20分钟外向缺乏交通工具的老年人提供处方药?或许向偏僻地域提供医疗效劳?把食品或杂货送到商店很少的中央呢?

  初创公司、高科技巨头和其他公司曾经开端投资于使这种交付和运输无人机成为理想所需的创新技术。但是,更普遍地运用空中挪动处理方案还需求其他推进要素。潜在的无人机运营商需求开发可以吸引投资者的弱小商业案例。监管机构将在制定从车辆要求到空域管理等各方面的综合指北方面发扬关键作用。行业利益相关者必需教育大众处理有关空中挪动性(包括平安性)的中心成绩。另一个重要的推进要素,也是常常被无视的一个,触及根底设备,这是一个普遍的类别,包括无人机降落和下降的中央。

  很容易了解为什么根底设备遭到的关注很少。空中挪动处理方案自身在技术上十分复杂,其潜在的运用案例十分吸引人,因而它们往往吸引最多的关注。但如今,许多公司和公家投资者曾经开端探究完成空中交通所需的根底设备资产。让利益相关者参与有关根底设备对话的公司包括最近取得飞行管理零碎专利的亚马逊,以及试图确定各种根底设备资产本钱和要求的Uber,其中包括将用于垂直降落和着陆(eVTOL)的电动飞机。在政府方面,似乎对根底设备的兴味也在增长,一些公共机构投资开发无人机用例的空中挪动根底设备。他们还在研讨如何将这些零碎与现有的空中交通管理零碎相结合。

  当公司和其他利益相关者投资于根底设备资产时,他们常常会面临有关其必要性的成绩,由于空中挪动处理方案仍有许多其他难题需求克制。估计三到十年内交付无人机的普遍运用不会完成,而且在大规模部署客运无人机之前,这种状况能够会继续更长工夫。但是,设计、构建和获取根底设备(包括垂直起降点)空间的工夫表也很长,因而公司应该立刻开端规划。假如他们坚持到空中挪动处理方案预备好时才拥抱天空,那么他们的无人机就会成为空中的一座桥梁:毫无用途的昂贵技术奇观。

  为了协助投资者、私营公司和公共部门防止这种后果,并在技术预备就绪后迅速获取潜在利益,我们确定了关键的美国市场的根底设备要求。这些包括交通管理根底设备,用于接纳包裹或下降车辆的物理根底设备,以及支持技术根底设备,例如用于允许无人机进入仓库的自动门。

  无人机交通管理的角色

  最成熟的无人机零碎(UAS)使用 —— 以及无人机在公司或消费范畴普遍运用的独一使用 —— 触及短程监控和相照顾片或视频。在这些飞行时期,无人机操作员可以依据需求辨认妨碍物,并依据需求改动飞行道路,由于设备一直坚持在其视野范围内。一切飞行间隔更远的无人机都需求无人机交通管理(UTM),这是一个由雷达、信标、飞行管理效劳、通讯零碎和效劳器组成的零碎,担任协调、组织和管理空域内的一切无人机交通。在私营部门,到2017年,企业曾经吸引了3.5亿美元的资金来创立UTM和相关的导航零碎,但这些仍处于试点阶段。

  关于飞行间隔超越空中400英尺的UAS,UTM的目的与传统航空的空中交通管理零碎相似。它指挥飞行途径并避免UAS与妨碍物之间的碰撞,例如修建物、其他无人机和飞机(交互式)。其他重要功用包括实时(或接近实时)提供信息,以协助空中交通处理方案防止恶劣天气、拥堵和制止空域。

  建造空中路途的应战

  UTM要求因高度和地位而异。思索通常在绝对较低的高度飞行的空中挪动处理方案。在乡村地域,UTM可以绝对复杂,由于空中挪动处理方案将遇到很少的固定妨碍物或空中交通。但是,在城市地域,必需对UTM零碎停止编程,以便更频繁地反省妨碍物并处置更复杂的飞行途径。

  UTM开发和空域管理应战

  为了使UTM可以运转,空中挪动处理方案必需装备关键技术,例如检测和防止零碎以及GPS无法运转的环境的导航工具,一切这些都需求少量的投资和测试。监管合规也将带来妨碍,由于可以了解的是,行业必需预备好处理无人机飞行途径下的乘客和人员的平安成绩。

  一些空中挪动处理方案,包括货运无人机和客运eVTOL,必需在载人商业航班和通用航空飞机常用的空域飞行。这意味着利益相关者无法孤立地创立UTM;相反,他们必需开发一个综合的航空空域管理零碎 – 既可以协助空中挪动处理方案避开任何空域的妨碍,又能恪守管理飞行规则的多个零碎。这种联络能够在技术上具有应战性,由于明天的空域依赖于弱小健全的交通管理零碎,以及训练有素的飞行员和空中交通控制员,他们在国度空域的不同层面飞行,并消弭这些区域内的任何抵触。相比之下,大少数将来的UTM处理方案将自动执行许多义务,人工干涉仅限于紧急状况。

  迄今为止,UTM的开展不断是公共和私营部门的共同努力。例如,联邦航空管理局(FAA)与UAS利益相关方树立了同伴关系,以创立高空受权和告诉才能方案,该方案经过近实时处置高空空域受权,为UAS提供进入机场左近受控空域的通道。但是,在将来,一些私营公司能够会尝试经过为特定天文区域创立UTM处理方案来取得优势。假如完成这一点,包括小型UAS和eVTOL在内的空中挪动处理方案必需与各种互相竞争的UTM处理方案停止交互,由于它们会前往不同的区域,而不是单个零碎。

  利益相关者必需确保一切UTM零碎都可以互操作,并且可以互相通讯,以及与空中交通管理零碎停止通讯。

  空中挪动根底设备的实物资产和支持技术

  除UTM外,空中挪动处理方案还需求三个中心物理根底设备资产:

  垂直升降机场、垂直升降站和复杂的直升机停机坪,便于UAS着陆和降落;在客运方面,这些也将作为登机和下机的场所

  接纳货物的设备,如储物柜或其他贮存设备,用于包裹运送

  充电站,可以是直立式、垂直式或低本钱的站台

  关于一切的根底设备资产,公司可以采用多种设计方案。例如,他们可以构建容量为3到6个eVTOL的垂直升降机场,或许选择额定的空间。在需求无限的区域,可以包容一辆或两辆车的垂直升降站就足够了。但是,每个资产类别中都会有一些共同的元素。经过垂直起降,根本功用将包括充电站和平安反省区域。有些还能够包括用于额定的电池存储空间,以协助得到电荷且无法接受停机工夫的eVTOL。开发人员还必需确保其垂直升降机场设计契合法规要求,以及州或中央分区指点方针。

  空中挪动根底设备资产的构成、密度和散布将因地点而异。与UTM一样,拥有高层修建和人口稀疏的城市地域将拥有最复杂和最昂贵的根底设备需求。思索无人机交付,在乡村或郊区,UAS能够会在门口、后院或车道上放下包裹。相比之下,在城市地域,公司需求将接纳设备放置在屋顶或其他中央,以便将货物运送到缺乏明白卸货点的公寓楼。这些区域还需求机器人或送货人员将包裹短间隔地运送到目的地。

  在为其根底设备需求制定预算时,公司应该记住,昂贵的项目不是他们独一的开支。他们还需求投资支持技术,比方在配送中心将包裹装载到无人机上的自动化零碎。最初,他们需求为相关的根底设备运营技术提供资金,例如用于交流eVTOL电池以完成更高效率的自动化零碎。

  空中挪动利益相关者的下一步举动

  由于空中出租车和交付无人机仍处于晚期开发阶段,许多空中机动利益相关者尚未开端思索相关的根底设备需求。但是他们必需很快将留意力转移到发明垂直起降机场和其他资产上,为将来做好预备。以下是拥有者、投资者和政府官员的一些关键思索要素。

  拥有者

  关于实物资产一切者来说,一个次要成绩火烧眉毛:他们是应该建造新的根底设备还是尝试改造现有的构造以满足其空中交通需求?利益相关者还必需决议如何从根底设备投资中获利。例如,有些人能够会决议向其他公司收取费用以换取他们的效劳,而其别人能够会看到限制拜访的价值,由于这能够会限制空中挪动处理方案运营商之间的竞争。

  应用空域管理,利益相关者必需思索监管要求。思索迭代道路规划。 UTM零碎能否可以依据新信息改动道路,或许空中挪动处理方案能否一直坚持一开端就指定的途径?在技术方面,将UTM与现有空域管理零碎相结合的成绩如今也值得关注。

  投资者

  空中交通根底设备将为情愿探究新资产类别的投资者提供时机,前提是他们情愿进入未知范畴。一旦思索了一切重要资产的本钱,那么实践的金额将会很高。例如,依据各种功用,包括大小、所包容的车辆数量、地位和修建构造(例如,它是位于屋顶还是独立修建物),垂直起降机场本钱能够在200万美元到2亿美元之间。在大少数大都郊区域,所需的垂直起降机场数量可以与地铁站点的数量相反,因而很容易就会有100个或更多大小不一的垂直起落点。这意味着每个城市的投资要求能够很高。随着私募股权基金和机构投资者寻求在根底设备范畴投入越来越多的资金,空中交通范畴能够会提供风趣的时机。

  政府官员

  政府官员可以经过与对空中挪动处理方案感兴味的私营公司、创立UTM零碎和其他根底设备的开发人员以及社区利益集团(次要由特定地点的有关公民组成)协作,最好地理解根底设备要求。

  假如政府机构投资空中挪动根底设备,它们能够会十分挑剔。例如,政府机构能够会优先思索一团体口稀疏的大都市地域,为许多居民提供效劳的交通零碎中的垂直起降机场拨款。他们的参与也能够使他们在重要决策中有发言权,例如运输线的地位。但政府机构能够会限制或回绝为仅效劳于多数业务的垂直起降机场提供公共资金。

  即便他们不提供资金,政府机构仍能够协助停止空中挪动根底设备规划和投资。对垂直起降机场、UTM和其他零碎的要求将依据人口密度、开放空间、运输形式和许多其他要素而变化。州、中央和联邦当局可以在展开根底设备规划和投资时与社区协作。这些当局还可以量化空中挪动对其地域的潜在影响,以理解它如何与更普遍的活动战略和目的相结合,例如延长公民的通勤工夫和增加空气净化。然后,他们可以确定优先投资所需的根底设备,并支持希冀的后果。

  例如,思索一下美国联邦政府如何与UTM的公家参与者协作。由于许多公司正在开发不同的技术和办法,政府可以与他们协作定义设计并创立技术规范,以确保平安、牢靠的功能,同时确保UTM零碎的互操作性。为了讨论这些成绩,曾经采取了一些自动举动。

  往年2月份,内华达无人飞行零碎研讨所(NIAS)该研讨所与其美国国度航空航天局(NASA)的无人交通管理(UTM)协作同伴在雷诺-斯特德机场内华达无人飞行零碎实验场停止了为期一周的多架无人机测试。该研讨所担任管理内华达无人飞行零碎实验场。测试的重点是空域管理技术,使无人飞行零碎可以平安集成到NAS中。

  NASA提供了一个飞行信息管理零碎(FIMS)研讨平台,该平台将作为美国联邦航空局将来的原型零碎,用于协调全美各地的无人机效劳供给商(USS)。

  测试时期的重点研讨范畴包括UAS空中控制接口,用于本地管理操作、通讯、导航、监视、人为要素、数据交流、网络处理方案和BVLOS架构。

  GOED执行董事保罗·安德森(Paul Anderson)说:“这项与NASA和联邦航空局(FAA)的创始性任务进一步证明,假如这种状况发作在无人机行业,那么它也发作在内华达州。”

  “美国联邦航空局将整个内华达州指定为美国仅有的7个无人机测试基地之一,内华达州在推进这种改动生命和援救生命的技术方面发扬的作用的确是无独有偶的,这里的经历和专业知识是无与伦比的。”

  NASA表示,其演示将允许本人和联邦航空管理局等协作同伴“协助商业无人机行业理解在城市环境中飞行所带来的应战”。演示的后果将有助于探究“将来规则、政策和交通管理顺序,以便在人口稀疏地域平安操作无人机”。

  美国宇航局UTM项目经理Ronald Johnson表示:“这一阶段代表了迄今为止经过测试的初级无人机零碎在最苛刻的城市环境中运转的最复杂的演示。”

  空中挪动处理方案可以改动通勤、包裹递送和其他日常义务,这种方式在几年前似乎是不能够的,但其发生的影响远远超出了交通。 eVTOL可以协助增加净化,加重城市地域的住房危机,使近郊成为城市工人的可行选择。无人机的疾速交付能够会减速电子商务业已急剧上升的势头,并进步许多公司的利润。随着新使用进步效率和消费力,空中挪动性的全体经济效益将是宏大的。但是,首先,公司、政府和其他利益相关者必需采取沉思熟虑的措施,来发明一个可以带来这些社会效益的环境。与任何新行业一样,很多都是不确定的,但收益的潜力也很大。

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