珠海航展除了一批富含新技术和新成果的军工产品外,从传统领域衍生出的新物种“飞行汽车”,让我们看到冰箱彩电大沙发的设计之后,更有高人。
小鹏汇天今年年初才在CES(国际消费类电子产品展)亮相的“陆地航母”,就把“全球首飞”的日子定在了航展的第一天。说是陆地航母,实际上是两个产品,即陆行部分的增程式混合动力皮卡,以及飞行部分的多旋翼电动垂直起降飞行器(Electric Vertical Take-off and Landing,eVTOL)。明博体育下载
皮卡又被称作陆行“母舰”,采用三轴六轮设计,具备一定的承载能力和越野能力,所以才能搭载eVTOL,作为其运载工具和充电站。在陆行模式下,陆地航母的机臂、旋翼等飞行系统可完全折叠收纳进车体内;通过折叠变形系统,可以打开机臂切换到飞行模式,在条件允许的环境下实现垂直起降。
11月12日下午两点左右,小鹏汇天的“陆地航母”展示了“低空直线加速”“螺旋上升”“匀速降高”和“精准降落”四个飞行科目,还顺便展示了“陆地航母”全球首创车载“分离结合”的过程。
虽然整个首飞没有预估的那么震撼——3分多钟才完成了飞行体与皮卡的分离、机臂和旋翼需要人工打开、整个飞行过程仅持续了6分钟……但想象一下,这款“陆地航母”可是号称“将成为全球首款面向个人用户量产交付的分体式飞行汽车”,如果以后真的能在城市场景中,实在是难点颇多。
展会上小鹏介绍,汇天已经与来自全国各地不同行业的12家批量预订意向,新订单共计2008台。
珠海航展上也不止小鹏汇天一家主机厂带这eVTOL前。广汽旗下首款飞行汽车GOVE、吉利旗下沃飞长空已完成适航取证的AE200都有展出。
但要实现上述立体交通图景,我们需要关注的不止飞行器本身,看视频中虽然震哥恰饭,博主海吹,网友还是给出了一些担忧的意见。
低空经济的理想形态是:大量低空飞行器在城市上空有条不紊地飞行,物流、人流逐渐由拥挤的地面转向空中。
交通向上,并不是能飞即可。业内人士在珠海航展期间表示,未来越来越多不同功能、不同属性、不同应用场景的低空飞行器会在同一个空域内执行任务,这需要统一的监管体系,否则无法消除安全隐患。
首先,与民航大飞机一样,低空飞行器也需要专属运行空域。我国《空域管理条例》及其配套文件《国家空域基础分类方法》已经为低空经济发展开辟了物理空间,目前空域被划分为A、B、C、D、E、G、W七大类,其中A、B、C、D、E为管制空域,G、W为非管制空域。
G类空域指B、C类空域以外线米以下的空域,以及平均海平面高度低于6000米、对民航公共运输飞行无影响的空域;W空域则指G类空域内线米以下的空域。“真高”即以飞行器正下方地点为基准平面的高度。
换句话说,线米以下的G类非管制空域,就是有利于低空飞行器灵活飞行的区域。但这也只是第一步——低空经济中的飞行器,还要和无人驾驶、低空智联网等技术和市场要素相互作用才能发展出一个综合性的经济形态。
而我们一直比较关注的是,低空飞行器怎么才能真正融入城市交通体系?这也是监管体系难以忽视的一环。
既然主机厂给出了自动驾驶的eVTOL,那我们就以自动驾驶的标准来看,一个立体交通网需要什么。
按照国际自动机工程师学会标准,汽车自动驾驶技术可划分为L0至L5共六个级别:L1至L2为辅助驾驶技术;L3是个分水岭,达到这个标准及以上为自动驾驶;L4是指在绝大部分场景下,车辆可实现自动驾驶,不需要人类驾驶员干预;L5为最高级自动驾驶,即机器全自动驾驶。如果把低空交通纳入其中,就有了L6空地全域自动化的新标准。
西安电子科技大学智慧交通研究院副院长李长乐在论文中描述,L6是比L5更高维度的未来交通愿景,“这一级别的驾驶自动化将解除物理车道限制,贯穿地面和天空两个领域,需要打造的是一个全新的‘虚拟车道’。”
在《电脑报》之前的文章中我们曾多次提及自动驾驶“车路云一体化”路线和“单车智能化”的原理,其中导航地图的重要性虽各不相同,但都不可或缺。而“虚拟车道”则是指一种三维虚拟通道导航技术。
回想一下,全球的中、高空民航客机都有自己的空管系统,这是一套以航路为基础的管理体系——民航空管机构用雷达监视飞机运行,塔台通过人工喊话与飞行员沟通。但是eVTOL基本是没有驾驶员的,高密度的飞行也不可能适用于这一方式,因此,低空也要有自己的“新航路”和管理体系。
“三维虚拟通道”就是有秩序的城市空域交通的“新航路”,而它的生成则需要实时性更高的数字孪生技术来支撑,同时还要考虑到飞行汽车交通系统(Flying Car Transportation Systems,FCTS)的数字通信和网络安全问题。
李长乐提到,在这阶段,仅地面部署的感知部件如摄像头、雷达已经不能再满足需求,城市高层建筑之间要实现全域的IoT(物联网)感知,以及空间级的高精地图构建,才能实现空地一体化交通中分层式结构的虚拟车道。
“在城市空域按高度分为若干层,且每层可生成若干条虚拟车道,车道的数量可根据流量自适应调节,不同层间通过斜坡匝道连通,路口无需交通信号灯控制。”李长乐表示,空域中每条虚拟车道会根据周围障碍物进行自适应调整,不同车道间会相互协作以达到路网最大通行能力,因此该结构所构成的虚拟路网将是实时动态的。
多层次的交通流必然要求交通管理技术的提升。这次珠海航展开幕前一天,第七届无人系统大会暨粤港澳大湾区低空经济产业大会正好也在珠海举办,会上珠海市发布了低空立体交通管理与服务系统2.0版,包括主要海域空域监视、RTK高精度导航覆盖以及在珠海九洲机场使用2.0版系统进行全国首次300米以下低空通讯覆盖等。
深圳市政府不久前也跟粤港澳大湾区数字经济研究院(IDEA研究院)合作建设了SILAS系统,用于监管不同种类低空飞行器高密度融合运行。
当然,在低空空域实现通信、导航、监视全面覆盖,是SILAS等系统发挥作用的前提,毕竟监管机构只有“看得见”,才能“管得住”。传统航空技术无法满足业内要求,行业探索者把希望寄托在5G-A的应用上。
5G-A具备更高的数据传输速率和更低的延迟,还可以根据终端与各基站之间的距离信息计算终端的位置,实现对飞行器的实就时监视。
同时,前文提到过,低空要实现的是车辆无碰撞、无拥堵的路口通行和层级切换,尤其是eVTOL的启用要按乘客需求随时分配,意味着随时会有飞行器或车辆加入、退出路网。因此,三维高精度地图会要求更快的刷新率,城市级别数字孪生系统的实时性和虚拟车道感知和决策的快速响应也都会有更高的通信要求。
北斗星通工作人员告诉记者,目前国内最先进的蜂窝车联网技术(C-V2X)的发展实际处于世界领先地位,C-V2X会利用和增强当前的蜂窝移动通信系统,再配合低轨道(LEO)卫星通信系统,将能提供了大覆盖、低延迟、高可靠性和高吞吐量的V2X通信。
总的来说,中国低空经济目前还在起步阶段,通信导航和空中交通管理的补缺建设,与飞行器一样,都是低空经济高效可行的基础建设重点。
本文转载自“ 壹零社”,原标题《皮卡装无人机,“陆地航母”的意义是什么?》。
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