无人驾驶飞机系统（Unmanned Aircraft System UAS）走廊或“空中通道”可以为城市带来转型机遇。然而，整合无人机操作的道路面临着诸多挑战。

随着行业和政府希望通过专用飞行走廊支持不断增长的无人机运营，创新的时机已经成熟。

这种UAS走廊——将它们视为空中通道——可以促进城市的转型机会。然而，综合无人机操作的道路带来了许多安全、监管和公众接受度的挑战。

航空运输网络的建设将需要从地方和州政府到联邦航空管理局 (FAA)、美国宇航局、私营企业和在无人机生态系统内运营的其他机构的一系列合作伙伴关系。

据Frost & Sullivan航空航天、国防和安全副总裁迈克尔·布雷兹(Michael Blades)称，这些合作伙伴面临两类挑战：技术和监管。

制定标准和建设网络

有人驾驶飞机一直以“看到并避开”其他飞机的原则运行，而无人机目前还做不到这一点。美国联邦航空局目前正在与行业利益相关者合作研究可靠的检测和规避 (DAA) 技术，这将促进更复杂的无人操作，可以与载人操作集成。

“在该行业能够扩大生产规模并获得监管批准以满足市场需求之后，物流方面存在挑战，尤其是支持自动货运和载客无人机的空中机队所必需的基础设施，”Blades 解释说。

他指出，在运营和认证无人机适航方面都存在一些监管挑战。Blades 表示，规则的制定将需要——或应该——在国际范围内制定，以便所有获得批准的飞机都可以在全球范围内运营，就像国际民航组织（ICAO）现在对全球空中交通的规则一样。

其中最重要的参与者将是 UAS 交通管理 (UTM) 服务提供商，他们开发 API 以将无人机和无人机飞行员与数字空域地图和实时导航服务连接起来。

总部位于伦敦的“高空天使”(Altitude Angel)就是其中一家公司。该公司的创始人兼首席执行官理查德·帕克(Richard Parker)表示，公司的目标是建立基础设施，将无人机交通整合到空域中。

“一架飞行 20 英里的无人机将飞越不同方拥有的基础设施，它可能飞过包含不同限制和不同政策的受控空域，”他说。“随着我们的前进，该无人机操作员可能需要许多不同人的许可，而这可能很难排序——这些许可链正是我们正在帮助的地方。”

帕克表示，利益相关者可能会开始就已经建立的走廊中的路线达成一致——这种方法也与成本密切相关。“建设一个全新的基础设施成本非常高，但一条既定的走廊成本非常低，”他说。

另一个复杂的问题是，无人机必须对空中救护车或警察直升机等交通工具做出快速反应，这些交通工具可以在无人机可能飞行的空域飞得很低，无需公布飞行计划就可以在任何需要的地方降落，这与商用航空工具不同。

帕克指出:“假设你已经解决了所有这些问题——出色的应用程序、出色的集成、出色的能见度、合理的成本——你仍然没有一个将这些问题联系在一起的平台。”“该平台需要标准化来自许多不同来源的数据，提供可视性，并提供导航服务，可以了解正在检测到什么，并对这些条件做出反应，以保持无人机和地面上的每个人的安全。”

安全和数据关联

美国联邦航空局表示，它已经在使用无人机系统的地点测试操作，并促进无人机在某些地区的常规操作。如今，某些视线范围内的操作人员可以使用低空授权和通知能力(LAANC)，在美国机场附近的大部分低空控制空域申请操作授权。

FAA 发言人在一封电子邮件声明中解释说，监管机构正专注于他们期望的无人机安全性能，而不是像过去那样规定满足该安全期望所需的精确、详细的设计。

“基于性能的法规建立了必须通过飞机设计实现的操作安全和性能水平，”发言人解释说。“这允许持续创新，同时满足整体安全和操作要求，并允许多种创新设计表明它们符合安全法规的意图。”

发言人澄清说，FAA 专注于将 UAS 整合到国家空域系统中的挑战，而不是建立专用的无人机走廊。

美国宇航局位于加利福尼亚州山景城的艾姆斯研究中心航空系统部门负责人桑迪洛齐托解释说，美国宇航局是这一过程中的另一个政府利益相关者。

“我们正在努力在政府和行业，包括地方政府中启用城市空中交通市场，”她说。“城市对安全数据、隐私问题、噪音问题有很多担忧——这些都是他们真正关注的事情。”

洛齐托表示，NASA 面临的挑战之一是确定如何使用、获取和提供数据的数据标准，但他指出，与地方政府的几次讨论表明，对先进无人机基础设施的好处有高度的兴趣和热情。

“我们需要让许多这样的合作伙伴一起工作，并且数据能够共享，”她说。“如果有人——美国宇航局或其他人——开发数据标准，我们认为可能会有帮助，这样人们就不会觉得他们不必出去创建自己的。”

这是她的同事、美国宇航局艾姆斯安全空域项目工程师肯弗里曼的立场，他说地方政府正在努力弄清楚如何与美国联邦航空局合作来建造无人机系统走廊。

“从行业的角度来看，必须有商业案例和强大的盈利潜力，”他说。“在他们需要时将数据提供给他们将是至关重要的。”

弗里曼设想的用例范围从快速运送医疗用品一直到可以运送四口之家的空中出租车。

“任何让汽车远离道路的东西基本上都会更有效率，”他说。“即使只有 5%-10%，如果我们可以将交通从 2D 转移到 3D 交通系统，我们就会加快地面车辆的速度。获得公众信任还需要一段时间，但技术部分不再是困难的部分。”

让公众参与

正如弗里曼所指出的，公众接受度将是任何成功的无人机公路开发计划的关键方面。虽然大规模部署无人机可以彻底改变我们的工作和生活方式，但如果公众不愿意接受这种新技术，创新就会受到阻碍。

高德纳公司高级研究总监佩德罗·帕切科表示，噪音和隐私问题必须与持续存在的安全问题一起公开解决。

”会有一个日益关注的部分人口的隐私方面的问题，如隐私声明区域和低噪声区域，必须有特定的目标，例如不允许无人驾驶飞机在特定时段飞行，”他说。

帕切科指出，柏林技术大学和非营利组织 Wissenschaft im Dialog于 2020 年 6 月进行的一项调查表明，大多数德国人反对使用空中出租车和送货无人机，但医疗用途除外。

他说，这是开始测试技术并完善它的问题，找到所谓的“角落案例”，将天气和风速等所有因素都考虑在内。

他说：“每当一项新技术上市时出现公众强烈反对时，无人机技术背后的公司都必须准备好应对这些情况，这一点很重要。” “我认为我们需要等到送货无人机的试验在更靠近城市中心的地方进行——这将是一种严峻的考验，至少在一开始会产生一些两极分化和随后的公开辩论。”

从非洲农村到美国西海岸，这些测试案例的发展速度越来越快：在西非，无人机物流公司Volansi一直在使用无人机向采矿和油气客户运送备件和关键部件，该公司联合创始人汉南·帕维兹安表示，这提供了比替代方案更快的配送解决方案。

Parvizian说：“我们创造了不同的拾取点，它们合并成一条穿过机场的路线，然后再次散开。”他把这称为空中通道合并成空中通道。

北卡罗来纳州的另一个 Volansi 项目涉及将温度敏感药物从制造设施运送到医疗中心，跨越“人口相当稠密的空域”，该公司在该区域建立了专用的空中通道。

“这不再是一个遥远的现实，”帕维齐安说。“它现在正在发生，我认为几年后随着基础设施和空中交通管理变得更加成熟，你会看到它爆炸式增长。”

发现先锋社区

建立无人机公路的一个引人注目的步骤涉及加利福尼亚州安大略市和位于底特律的初创公司 Airspace Link，后者是州和地方政府无人机飞行授权和管理解决方案的提供商。

该计划将探索包裹递送和紧急第一响应者操作的应用，与美国联邦航空局合作开辟更多空域，以支持使用 Airspace Link 技术的无人机飞行。

“安大略是美国主要货运机场之一的所在地，它是 UPS 的枢纽，也是联邦快递的支线，这使得物流成为他们希望推出的服务的最重要用例之一，”丽莎说彼得森，Airspace Link 业务发展和营销副总裁。“我们正在努力做的是与城市合作，建立共享使用的数字基础设施，并邀请实体来并在已经建立的社区中推出这些服务。”

彼得森表示，该公司还参与了北达科他州一项规模庞大、价值2800万美元的项目，该项目将建造一个50英里长的、超出现场可视范围(BVLOS)的运营基础设施，最终可扩展至整个州。

彼得森解释说：“一旦我们知道了这些流程的关键组成部分，我们就可以将这些数据集标准化，并在整个州或整个国家进行预测。”

她指出用例还包括紧急服务提供商，它们可以使用无人机快速观察现场、库存管理和空中监视。

彼得森强调了另一个潜在项目，该项目与密歇根州连接和自动驾驶汽车 (CAV) 测试走廊的扩展相关，包括无人机走廊。

“密歇根正在拥抱地面上的自动化，他们也非常有力在空中拥抱这种技术，”她说。“它变成了一种伙伴关系——我们把私营部门和公共部门结合在一起，我们是两者之间的桥梁。”

她指出，该公司每周都会加入大约两个新机构，并且地方和州政府对寻找新解决方案帮助他们将无人机安全地融入社区有着“重大兴趣”。

对于 Volansi 的 Parvizian 来说，建立复杂的无人机基础设施的理由不仅仅是商业上可行的用例，还可以提升地面基础设施的限制，进而改善环境。

“我们摧毁了我们周围的世界，让汽车能够运转，我们花费数万亿美元来维护这些道路，这是一个荒谬的数额，”他说。“如果你在垂直移动解决方案上花费一万亿美元，我们在这个过程中就会走得很远。”

他预测，最终这种地面基础设施将在很大程度上过时——或者至少被驱逐到地下——并且地面高速公路可以被宜居的绿色空间所取代。

“我们想要改变世界，我们想象这样一个世界，你不需要建立物理地面基础设施，你将能够进行点对点移动和物流，我们的生活将因此而改变， “ 他说。“我非常有信心，这就是我们一两年后要去的地方——这是改变整个世界的第一步。”