无人机交通管理研究方向

2020-10-26 10:00:52 阅读量 69

摘要:随着技术发展和实验的进行,无人机运输服务必将扩展到城市中心或其他环境复杂、人员密集地区,必将带来新的机遇和挑战。

无人机本身具备探测、航拍、广播等功能,但这些并没有上升到交通运输管理的层面,因此无人机交通管理系统主要针对大规模无人机的货运和载人飞行能力,或无人机与其他飞行器的交叉空域。

无人机关于起降、通讯、感知、避让等方面均为航空、机械、电子、计算机领域的研究。对于交通方面,无人机交通管理系统主要为如下几个方面:

(1)交通规划

无论是货运物流或载人飞行,无人机交通管理系统均要有交通领域参与到规划设计当中,比如无人机投机物流中心(UAV DELIVERY HUB)的选址、飞行器范围高度空域设计、飞行器路网节点选择等,这些都需要交通规划方面研究开发对应的模型、规则,主要的设计思路是根据无人机运输的特点规划选址或分配飞行区域。

(2)空中走廊设计

虽然不同于传统二维路网,空域是三维,但无人机交通系统,也需要为无人机的交通管理,设计一套基于空中走廊的路网。

空中走廊为一定高度范围内的飞行通道,无人机飞行器需在特定的高度内飞行,形成与地面道路类似的通道。因此基于无人机小型灵活、无人驾驶等特点,需要为无人机的空中走廊及其延伸路网设计一套技术标准和相应规则,保证无人机智能交通运输中的安全性。

有一种研究意向是将无人机路网设计在公路上方,以高速公路、城市封闭快速路为主要框架。

(3)航空器空管协调

针对无人机安全性考虑,需要针对无人机智能交通进行管理,主要体现在飞行OD的路径选择协调、机场附近空管协调、城市中心无人机空管协调等,需要考虑无人机通讯、飞行参数等要素,合理分配无人机飞行时与其他航空器的关系,制定各种反应模型,如跟弛模型、变道模型、交互模型等。

现阶段无人机货运和载人空运已经有了实质性的发展,AMAZON PRIME AIR在2017年进行了样机测试。

2018年,京东无人机快递在宿迁、西安、北京等多地进行了试运行,已获得四地的飞行许可,勘测测试了上万里飞行里程。同年,饿了么无人机送餐服务在上海金山区试运行,开始了无人机商用送餐服务。

虽然现有的无人机智能交通只限于农村和郊区等环境简单、人员稀少地区,但是随着技术发展和实验的进行,无人机运输服务必将扩展到城市中心或其他环境复杂、人员密集地区,必将带来新的机遇和挑战。

无人机智能交通这一未来可能成倍增长的新型交通运输方式,其所必须的交通管理系统需要遵循安全性第一位、空域共享、无人机自动驾驶、机队交互自动管理、世界范围内协调等原则,同时也可以借鉴传统交通管理系统的研究成果,以求适应全新的交通管理领域。


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