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NASA STEReO---應(yīng)對(duì)緊急情況的空中交通管理系統(tǒng)

2020-10-23 22:36 性質(zhì)：原創(chuàng) 作者：雨歌 來(lái)源：無(wú)人機(jī)網(wǎng)
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隨著緊急情況管理人員迅速采用無(wú)人機(jī)來(lái)協(xié)助應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害（例如野火和颶風(fēng)），這些有人和無(wú)人駕駛的空中交通工具讓這些災(zāi)區(qū)上方的天空變得越來(lái)越擁擠，因此需要自...

隨著緊急情況管理人員迅速采用無(wú)人機(jī)來(lái)協(xié)助應(yīng)對(duì)自然災(zāi)害（例如野火和颶風(fēng)），這些有人和無(wú)人駕駛的空中交通工具讓這些災(zāi)區(qū)上方的天空變得越來(lái)越擁擠，因此需要自動(dòng)空中交通警察系統(tǒng)。

在NASA位于加利福尼亞州硅谷的Ames研究中心，將通過(guò)開(kāi)發(fā)用于應(yīng)急響應(yīng)的可擴(kuò)展流量管理或STEReO項(xiàng)目引領(lǐng)這一潮流。這個(gè)為期兩年的項(xiàng)目與其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)，州和地方應(yīng)急管理機(jī)構(gòu)以及私人公司合作，旨在開(kāi)發(fā)一種系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)可以自動(dòng)報(bào)告重要數(shù)據(jù)，例如無(wú)人機(jī)的身份、空間位置、任務(wù)和飛行路線，以及災(zāi)難管理團(tuán)隊(duì)。

STEReO是NASA多年的無(wú)人飛機(jī)系統(tǒng)交通管理（UTM）項(xiàng)目的產(chǎn)物，該項(xiàng)目旨在開(kāi)發(fā)下一代空中交通管理系統(tǒng)，以適應(yīng)與載人飛機(jī)和直升機(jī)共享天空的越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)。

美國(guó)國(guó)家航空航天局人類系統(tǒng)集成部研究心理學(xué)家喬伊·默瑟（Joey Mercer）在接受采訪時(shí)說(shuō)：“如果我們考慮未來(lái)將有很多UAS車輛在低空領(lǐng)空運(yùn)行，那么通過(guò)傳統(tǒng)的空中交通管制資源將很難進(jìn)行管理。當(dāng)今的商用航空和通用航空空中交通系統(tǒng)無(wú)法滿足這么高的需求。從UTM計(jì)劃的基本概念出發(fā)，我們想探索如何將這些類型的服務(wù)應(yīng)用于緊急響應(yīng)。”

項(xiàng)目開(kāi)發(fā)商計(jì)劃對(duì)應(yīng)急交通管理系統(tǒng)進(jìn)行兩次演示。第一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)飛行演示將在明年春季進(jìn)行，該演示將展示該系統(tǒng)在野火撲滅中的使用情況，該演示可能與先前由STEReO合作伙伴（如Cal Fire或US Forest Service）贊助的預(yù)定活動(dòng)一起進(jìn)行。 。第二場(chǎng)演示將于明年夏天或初秋舉行，將是在埃姆斯研究中心進(jìn)行的模擬，復(fù)制了應(yīng)對(duì)颶風(fēng)襲擊市區(qū)或郊區(qū)的條件。

在涉及使用載人飛機(jī)的典型野火響應(yīng)中，將建立一個(gè)圓柱狀領(lǐng)空，并在大約2,000英尺高的飛機(jī)上飛行的空中管理人員將繞著領(lǐng)空的周界盤旋，并注視著所有飛機(jī)起火。這可能包括載有阻燃劑的油輪飛機(jī)，引導(dǎo)油輪的鉛飛機(jī)以及載有消防人員和設(shè)備的直升機(jī)。

默瑟說(shuō)，在這種情況下，空中監(jiān)督員已經(jīng)做好了很多工作?！八麄冋谕瑫r(shí)收聽(tīng)多個(gè)頻率；他們正在努力追蹤一切。”他說(shuō)?，F(xiàn)在想象添加數(shù)十架無(wú)人機(jī)。默瑟說(shuō)：“如果他們想象必須給那些增添的飛機(jī)同他們今天對(duì)飛機(jī)一樣的關(guān)注，他們可能會(huì)承擔(dān)更多的工作量，對(duì)此他們可能會(huì)感到緊張?！?/p>

STEReO項(xiàng)目設(shè)想了一個(gè)系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，消防無(wú)人機(jī)會(huì)自動(dòng)將飛行數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒敕?wù)器，類似于有人機(jī)上應(yīng)答器進(jìn)行的數(shù)據(jù)傳輸。默瑟說(shuō)，這些數(shù)據(jù)可能包括“飛行器的呼號(hào)，遙測(cè)數(shù)據(jù)以及某種形式的意圖”。

他說(shuō)：“同一臺(tái)集中式服務(wù)器可能正在偵聽(tīng)有人駕駛飛機(jī)上的信息，并且所有這些信息都可以融合在一起并提供給客戶端顯示器，例如iPad。”

設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)是學(xué)習(xí)如何將STEReO系統(tǒng)集成到不同應(yīng)急管理團(tuán)隊(duì)所使用的各種現(xiàn)有通信系統(tǒng)中。

默瑟說(shuō)：“要求這類操作員看另一臺(tái)顯示器或攜帶另一臺(tái)設(shè)備是非常普遍的?！?nbsp;“我們將竭盡所能，嘗試在可能的情況下與現(xiàn)有基礎(chǔ)架構(gòu)進(jìn)行集成，以使我們獲得更加無(wú)縫的體驗(yàn)。”

野外消防和颶風(fēng)應(yīng)對(duì)這兩種災(zāi)難應(yīng)對(duì)方案，每個(gè)都有其獨(dú)特的系統(tǒng)設(shè)計(jì)問(wèn)題。Mercer說(shuō)，由于野火經(jīng)常發(fā)生在遠(yuǎn)離通信基礎(chǔ)設(shè)施的偏遠(yuǎn)地區(qū)，因此開(kāi)發(fā)空中交通管理系統(tǒng)的一大挑戰(zhàn)是確保始終保持連通性。

“我們已經(jīng)對(duì)UTM項(xiàng)目進(jìn)行了一些較早的飛行測(cè)試，但我們始終會(huì)進(jìn)行這些測(cè)試，前提是我們?cè)贚TE連接性或Internet可用性方面具有相當(dāng)不錯(cuò)的覆蓋率。在許多此類緊急情況下，基礎(chǔ)設(shè)施的可用性可能會(huì)降低或參差不齊。”他說(shuō)。“我們想先接受這一點(diǎn)，并開(kāi)始研究不一致或不可靠的連接，以及我們可以做些什么來(lái)保持彈性。”

另一方面，颶風(fēng)應(yīng)對(duì)方案將要求NASA開(kāi)發(fā)一種空中交通系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠在人口稠密的大風(fēng)暴可能襲擊的城市或郊區(qū)運(yùn)行。默瑟說(shuō)，場(chǎng)景中固有的差異“確實(shí)很有價(jià)值，并且會(huì)大大增強(qiáng)內(nèi)容”。他說(shuō)：“在這兩種情況下，我們將從這兩年的努力中學(xué)到很多東西，這將使我們開(kāi)始評(píng)估下一步該概念的應(yīng)用方式。”

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