随着行业和政府寻求通过专用飞行走廊支持不断增长的无人机运营，天空已准备好迎接创新。这些无人驾驶飞机系统（UAS）走廊——被设想为空中车道——可以为城市带来变革性的机遇。然而，实现无人机综合运营的道路充满了安全、监管和公众接受度方面的挑战。

空中交通网络的建设将需要广泛的合作伙伴联盟，从地方和州政府到联邦航空管理局（FAA）、NASA、私营企业以及无人机生态系统中的其他利益相关者。

据Frost & Sullivan航空航天、国防与安全副总裁Michael Blades称，这些伙伴关系面临两类障碍：技术性和监管性。

建立标准和构建网络

有人驾驶飞机一直在“看见并避让”其他飞机的原则下运行——这是无人驾驶飞机尚不具备的能力。FAA目前正与行业利益相关者合作，研究可靠的探测与避让（DAA）技术，这将使更复杂的无人驾驶操作能够安全地与有人驾驶交通融合。

“存在后勤挑战，尤其是在行业能够扩大生产并获得监管批准以满足市场需求后，支持自主货运和载客无人机机队所需的基础设施方面，”Blades解释道。

他指出了一些监管挑战，既涉及日常运营，也涉及将UAS认证为适航。Blades强调，规则的制定需要——或者应该——在国际上协调一致，以便所有获批准的飞机都能在全球运营，类似于国际民用航空组织（ICAO）今天管理全球空中交通的方式。

其中最关键的角色将是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。

其中一家公司是总部位于伦敦的Altitude Angel，其创始人兼首席执行官Richard Parker表示，公司的目标是创建将UAS交通整合到空域中的基础设施。

“一架飞行20英里的无人机将飞越不同方拥有的基础设施，它可能会飞过包含不同限制和不同管理政策的管制空域，”他说。“随着我们前进，该无人机操作员可能需要获得许多不同人的许可，这可能难以排序——我们正在帮助解决这些许可链问题。”

Parker表示，利益相关者很可能会开始在已建立的走廊中就路线达成一致——这种方法也与成本密切相关。“建设全新的基础设施成本很高，但利用已建立的走廊则成本很低，”他说。

另一个复杂问题是无人机需要快速应对空中救护车或警用直升机等车辆，这些车辆可以在低空飞行——与无人机将占据的空域相同——并且可以在没有公布飞行计划的情况下在必要时降落，这与商业航空不同。

“假设你解决了所有这些问题——出色的应用程序、出色的集成、出色的可见性、成本问题解决——你仍然没有将所有内容整合在一起的平台，”Parker指出。“该平台需要标准化来自许多不同来源的数据，提供可见性，并提供导航服务，该服务可以理解检测到的内容并响应这些条件，以确保无人机和地面上的每个人的安全。”

安全与数据关联

FAA表示，它已经在使用UAS测试站点来评估运营并促进某些地区的常规无人机飞行。某些视线内操作员今天可以使用低空授权和通知能力（LAANC）来请求在机场附近国家大部分低空管制空域进行运营的授权。

FAA发言人在电子邮件声明中解释说，该机构专注于其期望的无人机安全性能，而不是像过去那样规定满足该期望的确切详细设计。

“基于性能的法规确立了必须通过飞机设计实现的运营安全和性能水平，”发言人解释说。“这允许在满足整体安全和运营要求的同时持续创新，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，而不是建立专用的无人机走廊。

NASA是这个过程中的另一个政府利益相关者，该机构位于加利福尼亚州山景城的艾姆斯研究中心的航空系统部门负责人Sandy Lozito解释说。

“我们正在努力在政府和行业中实现城市空中交通市场，包括地方政府，”她说。“城市对安全数据、隐私问题、噪音问题非常关注——这些是他们真正关注的事情。”

Lozito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，但她指出，与地方政府的讨论显示，他们对先进无人机基础设施的好处表现出高度的兴趣和热情。

“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。“我们认为可能有帮助的一件事是，如果某人——NASA或其他机构——制定一个数据标准，这样人们就不会觉得他们必须出去创建自己的标准。”

她的同事、NASA艾姆斯研究中心的安全空域项目工程师Ken Freeman也持同样观点，他表示地方政府正试图弄清楚如何与FAA合作创建UAS走廊。

“从行业角度来看，必须有商业案例和强大的盈利潜力，”他说。“在他们需要时获得数据将是至关重要的。”

Freeman设想的使用案例范围从快速运送医疗用品到可以运送四口之家的空中出租车。

“任何让汽车离开道路的事情基本上都会更高效，”他说。“即使只有5%-10%，如果我们能将交通从2D交通系统转移到3D交通系统，我们就会加快地面车辆的速度。获得公众信任需要一段时间，但技术部分不再是困难的部分了。”

让公众参与进来

正如Freeman所指出的，公众接受度将是任何成功的无人机高速公路开发计划的关键方面。虽然大规模部署无人机可能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项新技术，创新将受到阻碍。

Gartner高级研究总监Pedro Pacheco表示，噪音和隐私等问题必须公开解决，以及持续存在的安全和安保问题。

“部分人口对隐私问题会越来越关注，例如宣布隐私区域和低噪音区域，并且必须在这方面设定具体目标，例如不允许无人机在一天中的某些时段飞行，”他说。

Pacheco提到了2020年6月由柏林工业大学和非营利组织Wissenschaft im Dialog进行的一项 调查 ，该调查显示大多数德国人会反对使用空中出租车和送货无人机，但医疗用途除外。

他说，这是一个开始测试技术并完善它的问题，找到所谓的“边缘案例”，这些案例涵盖了从天气、风速到社会观点的所有内容。

“每当新技术进入市场时出现公众反弹，无人机技术背后的公司做好准备应对这些情况是很重要的，”他说。“我认为我们需要等到送货无人机试验在更靠近城市中心的地方进行——那将是真正的考验，至少一开始会产生一些两极分化，随后引发公众辩论。”

这些测试案例正在从非洲农村到美国西海岸等不同地区获得发展势头。在西非，UAS物流公司Volansi一直使用无人机向采矿和石油天然气客户运送备件和关键部件，提供比替代方案更快的交付解决方案，联合创始人Hannan Parvizian说。

“我们创建了不同的取货点，这些取货点汇合成一条穿越机场的路线，然后再次分散开来，”Parvizian说，他将这一概念描述为空中车道汇合为空中航线。

Volansi在北卡罗来纳州的另一个项目涉及 运送 温度敏感药物，从制造设施穿越“人口相当密集的空域”到医疗中心，该公司已在该空域建立了专用的空中车道。

"这不再是遥远的未来，"帕尔维齐安说。"它正在发生，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，你会看到它爆发式增长。"

寻找先锋社区

建立无人机高速公路的一个高调步骤涉及加利福尼亚州安大略市和总部位于底特律的初创公司Airspace Link，该公司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急救人员行动中的应用，与美国联邦航空管理局合作，开放更多空域以支持使用Airspace Link技术的无人机飞行。

"安大略是美国领先的货运机场之一，是UPS的枢纽，联邦快递的支线，这使得物流成为他们寻求推出的服务最重要的用例之一，"Airspace Link业务发展和营销副总裁丽莎·彼得森说。"我们试图做的是与城市合作，建立共享的数字基础设施，并邀请实体在已经建立这些服务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个耗资2800万美元的大型项目，该项目旨在建设一条50英里长的超视距（BVLOS）运营基础设施，最终可能扩展到整个州。

"一旦我们知道了这个方案的关键组成部分，我们就可以将这些数据集标准化，并将其推广到整个州或整个国家，"彼得森解释说。

她指出，用例还包括紧急服务提供商，他们可以使用无人机快速查看现场，以及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车辆（CAV）测试走廊的扩展有关，以包括无人机走廊。

"密歇根州在地面上拥抱自动驾驶，他们非常积极地拥抱空中技术，"她说。"这成为一种伙伴关系——我们将私营部门和公共部门聚集在一起，我们是两者之间的桥梁。"

她指出，该公司每周大约引入两个新机构，并受到寻求安全地将无人机整合到其社区的新解决方案的地方和州政府的"极大兴趣"。

对于Volansi的帕尔维齐安来说，复杂的无人机基础设施的理由不仅在于商业上可行的用例，还在于突破地面基础设施的限制，进而改善环境。

"我们已经摧毁了我们周围的世界来让汽车工作，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。"如果你在垂直交通解决方案上花费一万亿美元，我们在这个过程会走得更远。"

他预测，最终这种地面基础设施将在很大程度上过时——或者至少被转移到地下——地面高速公路可能会被宜居的绿色空间所取代。

"我们想要改变世界，我们想象一个世界，你不需要建立物理地面基础设施，你将能够进行点对点的移动和物流，我们的生活将因此改变，"他说。"我非常确信，在一二十年里我们会实现这一目标——这些是改变整个世界的初步步骤。"