無人機整機
無人機配件
無人機服務
設備與工具
圖三：飛行空域高度劃分
無人機運輸功能、特點及適用場景
無人機運輸具有以下優(yōu)點：
1.相比地面運輸，無人機運輸方便高效，節(jié)約基礎設施投資，節(jié)省土地資源.
2.相比一般航空運輸和直升機運輸，無人機運輸成本低，調(diào)度靈活.
3.與物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)結合緊密，更容易進行成本與運力優(yōu)化.
4.節(jié)約人力資源，在特殊時期提供高效的物流保障.
現(xiàn)階段無人機貨物運輸主要是應用于短途運輸。現(xiàn)有的無人機貨物運輸設計實際上處于整個物流鏈條的末端，即代替快遞員最終投遞的過程，因此無人機無法使用固定翼，只能采用螺旋翼設計。
為保障最終投遞目的地的安全，無人機貨運交通管理首要目標為規(guī)避建筑物、人群等，主要的實現(xiàn)方式為劃定禁飛區(qū)域和規(guī)劃行進路線。
無人機載人運輸(UAM)是一種未來城市交通解決方案，如空客集團(Airbus)提出的無人機載人運輸概念CityAirbus、億航公司的EHang 184、世界第一架純電動直升機VOLOCOPTER、飛行汽車Lilium Jet以及Uber的航空器出租服務Elevate等。
UAM的主要參數(shù)均為滿足城市內(nèi)短途載人運輸，如EHang 184雙人版載重220千克/續(xù)航能力35千米，同時包含無人駕駛、遠程駕駛、自主操作等功能，可以覆蓋人口密集地區(qū)的客運航班，包括空中出租、私人出行等。
無人機交通管理系統(tǒng)的交通運輸領域研究
無人機本身具備探測、航拍、廣播等功能，但這些并沒有上升到交通運輸管理的層面，因此無人機交通管理系統(tǒng)主要針對大規(guī)模無人機的貨運和載人飛行能力，或無人機與其他飛行器的交叉空域。
無人機關于起降、通訊、感知、避讓等方面均為航空、機械、電子、計算機領域的研究。對于交通方面，無人機交通管理系統(tǒng)主要為如下幾個方面：
（1） 交通規(guī)劃
無論是貨運物流或載人飛行，無人機交通管理系統(tǒng)均要有交通領域參與到規(guī)劃設計當中，比如無人機投機物流中心（UAV DELIVERY HUB）的選址、飛行器范圍高度空域設計、飛行器路網(wǎng)節(jié)點選擇等，這些都需要交通規(guī)劃方面研究開發(fā)對應的模型、規(guī)則，主要的設計思路是根據(jù)無人機運輸?shù)奶攸c規(guī)劃選址或分配飛行區(qū)域。
主要關鍵字：UAV DELIVERY HUB location、UAV facility location、UAV platform等。
（2） 空中走廊設計
雖然不同于傳統(tǒng)二維路網(wǎng)，空域是三維，但無人機交通系統(tǒng)，也需要為無人機的交通管理，設計一套基于空中走廊的路網(wǎng)。
空中走廊為一定高度范圍內(nèi)的飛行通道，無人機飛行器需在特定的高度內(nèi)飛行，形成與地面道路類似的通道。因此基于無人機小型靈活、無人駕駛等特點，需要為無人機的空中走廊及其延伸路網(wǎng)設計一套技術標準和相應規(guī)則，保證無人機交通運輸中的安全性。
有一種研究意向是將無人機路網(wǎng)設計在公路上方，以高速公路、城市封閉快速路為主要框架。主要關鍵字：UAV path planning、UAV path following等。
圖四：空中走廊路網(wǎng)概念圖
（3） 航空器空管協(xié)調(diào)
針對無人機安全性考慮，需要針對無人機日常飛行進行管理，主要體現(xiàn)在飛行OD的路徑選擇協(xié)調(diào)、機場附近空管協(xié)調(diào)、城市中心無人機空管協(xié)調(diào)等，需要考慮無人機通訊、飛行參數(shù)等要素，合理分配無人機飛行時與其他航空器的關系，制定各種反應模型，如跟弛模型、變道模型、交互模型等。
主要關鍵字：UAV Coordination、UAV Navigation、UAV Operation等。
現(xiàn)階段無人機貨運和載人空運已經(jīng)有了實質性的發(fā)展，AMAZON PRIME AIR在2017年進行了樣機測試。
2018年，京東無人機快遞在宿遷、西安、北京等多地進行了試運行，已獲得四地的飛行許可，勘測測試了上萬里飛行里程。同年，餓了么無人機送餐服務在上海金山區(qū)試運行，開始了無人機商用送餐服務。
雖然現(xiàn)有的運輸服務只限于農(nóng)村和郊區(qū)等環(huán)境簡單、人員稀少地區(qū)，但是隨著技術發(fā)展和實驗的進行，無人機運輸服務必將擴展到城市中心或其他環(huán)境復雜、人員密集地區(qū)，必將帶來新的機遇和挑戰(zhàn)。
無人機這一未來可能成倍增長的新型交通運輸方式，其所必須的交通管理系統(tǒng)需要遵循安全性第一位、空域共享、無人機自動駕駛、機隊交互自動管理、世界范圍內(nèi)協(xié)調(diào)等原則，同時也可以借鑒傳統(tǒng)交通管理系統(tǒng)的研究成果，以求適應全新的交通管理領域。
來源：北京交通發(fā)展研究院
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