探访重点实验室丨天上的无人机如何实现“有路飞”“安全飞”“顺畅飞”？

四川在线记者宁宁

今年全国两会，“低空经济”首次写入《政府工作报告》。四川省政府办公厅也印发《关于促进低空经济发展的指导意见》，将在应用和制造上一起发力。

当前，四川低空经济正在乘势腾飞。其中，无人机是低空经济的细分赛道，它们如何被自由放飞、怎么得到有效管控等问题成为低空经济发展绕不开的话题。

近日，记者走进民用无人驾驶航空器交通管理四川省重点实验室(以下简称“实验室”)开展的2024年科技活动周公众开放活动，一探无人机“有路飞”“安全飞”“顺畅飞”背后的秘密。

民用无人驾驶航空器交通管理四川省重点实验室开展2024年科技活动周公众开放活动。

看应用：平台先行，盘活低空飞行

如何实现无人机“有路飞”“安全飞”“顺畅飞”？

“低空无人机飞行服务体系和平台是前提。”有了服务体系和平台，才能保障无人机产业安全有序发展。

实验室内，多个大屏颇为吸睛，展示的正是技术人员在集成化低空无人机飞行服务技术验证平台上开展研究工作的场景。

中间屏幕的地图上，分布着黄、绿、红三种颜色的小圆圈，每个圆圈里面有数字。“颜色代表了无人机的飞行状态，数字则显示着地区当前无人机在飞的实时数量。”实验室人员说，该平台提供整个空域信息、无人机识别、基本飞行申请等基础服务，还将机场、铁路、高速公路、人员密集场所及部分特定敏感区进行了标识，用空域栅格精准划分出可供顺畅飞行的无人机适飞空域。

右侧屏幕则是平台的统计界面。“统计数据非常关键，可以从中得出不少结论。”实验室人员说，从无人机的告警率和实名登记率来看，总体而言，当前无人机飞行正在逐步规范中。

据介绍，该平台对低空无人机空域及基础设施规划、容流配置、态势感知与引导等关键技术的研究和仿真验证进行了整合。“既可以开展理论和方法研究，又可以进行技术验证。”实验室人员说，截至目前，已有31家无人机主机厂、274款机型接入该平台，覆盖了全国95%以上的无人机。

当前，实验室相关技术成果已在安徽、四川、上海等地应用。下一步实验室将依托集成验证平台，进一步研究和优化关键算法，打造“空中版高德地图”，从而为无人机提供安全、智能、高效的航行服务，让无人机“有路飞”“安全飞”“顺畅飞”，更有助于进一步盘活低空经济。

探背后：需求强烈，自主研发、攻克多重难关

今年被称为低空经济元年。实验室人员有着最直接的感受——当前，几乎每天都要接待来自高校、科研机构、政府以及企业的人员调研、参观。

热闹拜访源自于需求。“当前，各地发展低空经济的愿望强烈，对搭建飞行服务体系和平台有需求。”实验室人员说，同时科研机构和高校对其科研成果在低空经济场景中应用有需求，企业想要参与低空经济发展，开展运营或服务等业务，对关键核心技术有着需求。“就对公众而言，航空领域自带神秘色彩，加之低空经济作为当下的社会热点，科普需求也非常大。”

尽管需求强烈，但在实际运行中，低空无人机飞行服务系统和平台尚属新生事物，其设计和开发难题考验着科研人员。

“这类系统平台概念不少，原型雏形也有，但真正按照有效规章标准设计并实际运行的，在全球范围看也几乎找不到案例参考。”实验室人员说，这意味着只能自主研发，从头做起，挑战着实不小。

低空无人机飞行服务体系如何设计，如何把不同服务划分到不同层级，从而兼顾服务的一体化和差异化，以及不同层级的平台之间如何进行数据交互……一个个基本问题冒了出来。

“如果划分不恰当，不仅会造成资源浪费，还会导致有些功能无法真正面向运行场景。”实验室人员强调。

体系设计好以后，低空飞行另一个基本要素问题又摆在眼前——如何规划设计空域。

在实验室人员看来，就无人机来说，低空空域的放开与否不是关键所在，精细化规划空域才是重中之重。

“也就是基于运行风险、提供服务的类型和水平及空域环境等因素来设计优化空域。”实验室人员说，要通过科学、客观的分析后再做决策，从而做到该放开的大胆放开，不该放开的坚决管住。

基本框架和基本要素有了，面向下一步低空大规模复杂的飞行，保障飞行安全并尽可能提高整体运行效率成为了又一亟待解决的难题。

“为此我们在间隔模型、风险预测、智能引导等方面做了大量基础方法研究和技术验证。”实验室人员说，近年来实验室先后承担了一系列重点科研项目，在设计国家有关法规标准、建设重要平台工程等方面取得了不少重要成果。

展未来：瞄准有人机与无人机一起飞

面向未来，实验室正在探索有人无人驾驶航空器融合运行技术验证。

“当前，有人机与无人机主要采取隔离飞行，随着未来无人机越来越多，探索二者融合飞行很有必要。”实验室人员说。

实验室内，有人无人驾驶航空器融合运行的仿真验证系统被展示出来。该系统以未来大型无人机在机场与有人驾驶航空器融合运行场景为研究对象，可为大型无人机融入机场运行所需的融合监视、滑行及起飞间隔、数字通信等技术研发提供完整的仿真和验证环境。

记者从系统上看到，大型无人机和有人驾驶航空器同时在跑道和滑行道上滑行。“根据后台生成的模拟飞行计划，这两架飞机将从同一条跑道起飞。”实验室人员说，为避免冲突，模拟塔台管制员将通过数字通信链路向无人机远程操控员发送等待指令，让其在跑道外等待。在一定间隔时间后，模拟管制员向无人机远程操控员发送数字起飞指令，远程操控员确认指令以后，操控无人机进入跑道起飞。

“未来有人机与无人机实现融合运行，不仅能提高通用机场和空域的使用效率，也为低空产业发展带来更多可能。”实验室人员说。

【新闻多一点】

民用无人驾驶航空器交通管理四川省重点实验室依托中国民用航空总局第二研究所(第一依托单位)、西南交通大学、中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心、成都纵横自动化技术股份有限公司等建设布局的重点实验室，主要面向我国民用无人机快速健康发展的迫切需求，以产业发展为导向、聚焦民用无人机交通管理技术薄弱问题，设置民用无人驾驶航空器交通管理体系与模式、民用无人驾驶航空器空域精细化管理、民用无人驾驶航空器运行安全与间隔管理以及民用无人驾驶航空器交通引导与控制四个研究方向。

受访者供图