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無人機(jī)整機(jī)
無人機(jī)配件
無人機(jī)服務(wù)
設(shè)備與工具編者按：無人機(jī)(UAV)作為一種新型的交通運(yùn)輸方式，具有飛行器體積小、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)度靈活、需遠(yuǎn)程或自動(dòng)控制、安全管控等級(jí)高等特點(diǎn)，其交通管理系統(tǒng)對(duì)監(jiān)測(cè)、識(shí)別、控制、協(xié)調(diào)等能力要求較高。
從最早美國(guó)亞馬遜(AMAZON)提出的無人機(jī)快遞系統(tǒng)(AMAZON PRIME AIR), 到美國(guó)NASA提出的無人機(jī)交通管理系統(tǒng) (UTM)、歐洲無人機(jī)管理系統(tǒng)U-space、中國(guó)民航制定的民用無人機(jī)管理系統(tǒng)UOMS和日本UTM協(xié)會(huì)JUTM等，無人機(jī)交通運(yùn)輸已經(jīng)成為了當(dāng)前交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
本文旨在綜合國(guó)內(nèi)外研究與報(bào)道，介紹未來無人機(jī)交通管理系統(tǒng)的基本構(gòu)成與交通領(lǐng)域研究方向。
圖一：NASA Unmanned Aircraft System (UAS) Traffic Management (UTM)
無人機(jī)交通管理系統(tǒng)的基本架構(gòu)
UTM基本架構(gòu)與控制級(jí)別
現(xiàn)階段無論是NASA UTM還是歐洲 U-space的基本架構(gòu)均有兩個(gè)部分：云端管理端和地面服務(wù)端。具體細(xì)分包含：國(guó)家空管數(shù)據(jù)管理、國(guó)家空管系統(tǒng)、飛行情報(bào)管理系統(tǒng)、支持?jǐn)?shù)據(jù)服務(wù)商、無人機(jī)服務(wù)商、無人機(jī)實(shí)際運(yùn)營(yíng)方。
根據(jù)責(zé)任劃分，主要分為國(guó)家管理與企業(yè)私人管理兩方面。同時(shí)，根據(jù)逐步發(fā)展的條件，將UTM控制級(jí)別分為4級(jí)：
1.0多視距內(nèi)運(yùn)行：基于無人機(jī)通訊接口和管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行，通過地面基站、衛(wèi)星通訊實(shí)現(xiàn)無人機(jī)與管理中心的信息共享。
2.0多超視距運(yùn)行（非城市地區(qū)）：在鄉(xiāng)村地區(qū)實(shí)現(xiàn)超視距飛行意圖分享，在較遠(yuǎn)的距離上實(shí)現(xiàn)無人機(jī)飛行協(xié)調(diào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)地理圍欄約束無人機(jī)飛行。
3.0多超視距運(yùn)行（城鄉(xiāng)結(jié)合部、機(jī)場(chǎng)附近）：在城鄉(xiāng)結(jié)合部或機(jī)場(chǎng)等較復(fù)雜區(qū)域，實(shí)現(xiàn)常態(tài)超視距運(yùn)行，遠(yuǎn)距離無人機(jī)飛行協(xié)調(diào)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)空中V2V防撞（機(jī)對(duì)機(jī)防撞），并保障規(guī)避靜態(tài)障礙物。
4.0城市復(fù)雜超視距：在城市復(fù)雜環(huán)境實(shí)現(xiàn)超視距運(yùn)行、精確引導(dǎo)，準(zhǔn)確跟蹤和定位，實(shí)現(xiàn)規(guī)避動(dòng)態(tài)障礙，并具有處理大規(guī)模突發(fā)事件的能力。
2020年，NASA UTM已經(jīng)經(jīng)過測(cè)試將控制級(jí)別提升至2-3之間。現(xiàn)有的無人機(jī)管理系統(tǒng)已經(jīng)完成了大范圍導(dǎo)航、探測(cè)、規(guī)避、起降的測(cè)試，其中包括對(duì)大城市和復(fù)雜空域的測(cè)試。同時(shí)，完成了UTM控制系統(tǒng)的原型程序開發(fā)。
UTM配套建設(shè)與統(tǒng)一航空管理系統(tǒng)
無人機(jī)管理系統(tǒng)本身需要政府投資建設(shè)地面通訊、雷達(dá)、管理控制、數(shù)據(jù)中心等單元，保證整套系統(tǒng)的統(tǒng)一與安全；具體實(shí)施主要依托行業(yè)自主開發(fā)與部署。這一模式實(shí)際上同時(shí)保證了宏觀調(diào)控與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)活力。圖二為UTM系統(tǒng)架構(gòu)圖，主要包含國(guó)家航空管理、無人機(jī)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和公共管理部門三個(gè)責(zé)任方。
圖二：NASA UTM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
無人機(jī)交通管理系統(tǒng)現(xiàn)階段主要建設(shè)方向包括兩方面：
一是建設(shè)符合無人機(jī)特征的配套基礎(chǔ)設(shè)施，為保證無人機(jī)監(jiān)控、日常運(yùn)行、信息共享、通訊、管理、協(xié)調(diào)、廣播、限制等需求，需要建設(shè)地面監(jiān)控設(shè)施、通訊設(shè)施、保障設(shè)施，如地面雷達(dá)、無人機(jī)起降點(diǎn)等;
二是與現(xiàn)有的航空管理系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)接，構(gòu)建一個(gè)統(tǒng)一的航空器管理系統(tǒng)，用于保障無人機(jī)與傳統(tǒng)航空器（飛機(jī)、直升機(jī)等）的安全協(xié)調(diào)，保證在不改變傳統(tǒng)航空器駕駛習(xí)慣的前提下，使無人機(jī)與傳統(tǒng)航空器能夠安全運(yùn)行。
在混和航空器管理系統(tǒng)中，主要包含兩個(gè)方向：特定地點(diǎn)多種航空器飛行協(xié)調(diào)（如機(jī)場(chǎng)、城市中心）和空域劃分（如不同高度飛行不同種類飛行器和管制區(qū)域劃分）。
圖三為空域劃分，藍(lán)色為混合空管空域（機(jī)場(chǎng)、城市附近），紫色為傳統(tǒng)航空器飛行高度，淺藍(lán)色為無人機(jī)飛行高度。
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