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熱鬧的eVTOL會不會一地雞毛
珠海航展除了一批富含新技術和新成果的軍工產品外,從傳統領域衍生出的新物種“飛行汽車”,讓我們看到冰箱彩電大沙發的設計之後,更有高人。
小鵬匯天今年年初才在CES(國際消費類電子產品展)亮相的“陸地航母”,就把“全球首飛”的日子定在了航展的第一天。說是陸地航母,實際上是兩個產品,即陸行部分的增程式混合動力皮卡,以及飛行部分的多旋翼電動垂直起降飛行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)。
皮卡又被稱作陸行“母艦”,採用三軸六輪設計,具備一定的承載能力和越野能力,所以才能搭載eVTOL,作為其運載工具和充電站。在陸行模式下,陸地航母的機臂、旋翼等飛行系統可完全摺疊收納進車體內;透過摺疊變形系統,可以開啟機臂切換到飛航模式,在條件允許的環境下實現垂直起降。
11月12日下午兩點左右,小鵬匯天的“陸地航母”展示了“低空直線加速”“螺旋上升”“勻速降高”和“精準降落”四個飛行科目,還順便展示了“陸地航母”全球首創車載“分離結合”的過程。
之前周鴻禕體驗飛機曾戲言
雖然整個首飛沒有我們預估的那麼震撼——3分多鐘才完成了飛行體與皮卡的分離、機臂和旋翼需要人工開啟、整個飛行過程僅持續了6分鐘……但想象一下,這款“陸地航母”可是號稱“將成為全球首款面向個人使用者量產交付的分體式飛行汽車”,如果以後真的能在城市場景中,實在是難點頗多。
展會上小鵬介紹,匯天已經與來自全國各地不同行業的12家批次預訂意向,新訂單共計2008臺。
珠海航展上也不止小鵬匯天一家主機廠帶這eVTOL前。廣汽旗下首款飛行汽車GOVE、吉利旗下沃飛長空已完成適航取證的AE200都有展出。
但要實現上述立體交通圖景,我們需要關注的不止飛行器本身,看影片中雖然震哥恰飯,博主海吹,網友還是給出了一些擔憂的意見。
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勾畫未來交通網
低空經濟的理想形態是:大量低空飛行器在城市上空有條不紊地飛行,物流、人流逐漸由擁擠的地面轉向空中。
交通向上,並不是能飛即可。業內人士在珠海航展期間表示,未來越來越多不同功能、不同屬性、不同應用場景的低空飛行器會在同一個空域內執行任務,這需要統一的監管體系,否則無法消除安全隱患。
首先,與民航大飛機一樣,低空飛行器也需要專屬執行空域。我國《空域管理條例》及其配套檔案《國家空域基礎分類方法》已經為低空經濟發展開闢了物理空間,目前空域被劃分為A、B、C、D、E、G、W七大類,其中A、B、C、D、E為管制空域,G、W為非管制空域。
G類空域指B、C類空域以外真高300米以下的空域,以及平均海平面高度低於6000米、對民航公共運輸飛行無影響的空域;W空域則指G類空域內真高120米以下的空域。“真高”即以飛行器正下方地點為基準平面的高度。
換句話說,真高300米以下的G類非管制空域,就是有利於低空飛行器靈活飛行的區域。但這也只是第一步——低空經濟中的飛行器,還要和無人駕駛、低空智聯網等技術和市場要素相互作用才能發展出一個綜合性的經濟形態。
而我們一直比較關注的是,低空飛行器怎麼才能真正融入城市交通體系?這也是監管體系難以忽視的一環。
既然主機廠給出了自動駕駛的eVTOL,那我們就以自動駕駛的標準來看,一個立體交通網需要什麼。
按照國際自動機工程師學會標準,汽車自動駕駛技術可劃分為L0至L5共六個級別:L1至L2為輔助駕駛技術;L3是個分水嶺,達到這個標準及以上為自動駕駛;L4是指在絕大部分場景下,車輛可實現自動駕駛,不需要人類駕駛員干預;L5為最高階自動駕駛,即機器全自動駕駛。如果把低空交通納入其中,就有了L6空地全域自動化的新標準。
西安電子科技大學智慧交通研究院副院長李長樂在論文中描述,L6是比L5更高維度的未來交通願景,“這一級別的駕駛自動化將解除物理車道限制,貫穿地面和天空兩個領域,需要打造的是一個全新的‘虛擬車道’。”
在《電腦報》之前的文章中我們曾多次提及自動駕駛“車路雲一體化”路線和“單車智慧化”的原理,其中導航地圖的重要性雖各不相同,但都不可或缺。而“虛擬車道”則是指一種三維虛擬通道導航技術。
回想一下,全球的中、高空民航客機都有自己的空管系統,這是一套以航路為基礎的管理體系——民航空管機構用雷達監視飛機執行,塔臺透過人工喊話與飛行員溝通。但是eVTOL基本是沒有駕駛員的,高密度的飛行也不可能適用於這一方式,因此,低空也要有自己的“新航路”和管理體系。
“三維虛擬通道”就是有秩序的城市空域交通的“新航路”,而它的生成則需要實時性更高的數字孿生技術來支撐,同時還要考慮到飛行汽車交通系統(Flying Car Transportation Systems,FCTS)的數字通訊和網路安全問題。
李長樂提到,在這階段,僅地面部署的感知部件如攝像頭、雷達已經不能再滿足需求,城市高層建築之間要實現全域的IoT(物聯網)感知,以及空間級的高精地圖構建,才能實現空地一體化交通中分層式結構的虛擬車道。
“在城市空域按高度分為若干層,且每層可生成若干條虛擬車道,車道的數量可根據流量自適應調節,不同層間透過斜坡匝道連通,路口無需交通訊號燈控制。”李長樂表示,空域中每條虛擬車道會根據周圍障礙物進行自適應調整,不同車道間會相互協作以達到路網最大通行能力,因此該結構所構成的虛擬路網將是實時動態的。
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基礎設施成關鍵
多層次的交通流必然要求交通管理技術的提升。這次珠海航展開幕前一天,第七屆無人系統大會暨粵港澳大灣區低空經濟產業大會正好也在珠海舉辦,會上珠海市釋出了低空立體交通管理與服務系統2.0版,包括主要海域空域監視、RTK高精度導航覆蓋以及在珠海九洲機場使用2.0版系統進行全國首次300米以下低空通訊覆蓋等。
深圳市政府不久前也跟粵港澳大灣區數字經濟研究院(IDEA研究院)合作建設了SILAS系統,用於監管不同種類低空飛行器高密度融合執行。
當然,在低空空域實現通訊、導航、監視全面覆蓋,是SILAS等系統發揮作用的前提,畢竟監管機構只有“看得見”,才能“管得住”。傳統航空技術無法滿足業內要求,行業探索者把希望寄託在5G-A的應用上。
5G-A具備更高的資料傳輸速率和更低的延遲,還可以根據終端與各基站之間的距離資訊計算終端的位置,實現對飛行器的實就時監視。
同時,前文提到過,低空要實現的是車輛無碰撞、無擁堵的路口通行和層級切換,尤其是eVTOL的啟用要按乘客需求隨時分配,意味著隨時會有飛行器或車輛加入、退出路網。因此,三維高精度地圖會要求更快的重新整理率,城市級別數字孿生系統的實時性和虛擬車道感知和決策的快速響應也都會有更高的通訊要求。
北斗星通工作人員告訴記者,目前國內最先進的蜂窩車聯網技術(C-V2X)的發展實際處於世界領先地位,C-V2X會利用和增強當前的蜂窩移動通訊系統,再配合低軌道(LEO)衛星通訊系統,將能提供了大覆蓋、低延遲、高可靠性和高吞吐量的V2X通訊。
總的來說,中國低空經濟目前還在起步階段,通訊導航和空中交通管理的補缺建設,與飛行器一樣,都是低空經濟高效可行的基礎建設重點。
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編輯|張毅
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