– 全自动无人驾驶飞行器是实现UAM愿景的关键
– 飞机将在可供乘客等待登机的“vertiports”（垂直港）起降
波音公司及其合资公司Wisk于2022年9月20日发布了一份用于向全自动无人驾驶飞机在城市和郊区安全地运送乘客和货物的未来过渡的路线图。该运营概念列出了在美国部署城市空中交通（UAM）并将其整合到国家空域系统所需的技术，监管和社会建议。笔者认为，该运营概念的提出在NASA和FAA之前提出的运营概念的基础上向商业落地迈出了迄今为止最具有里程碑意义的一步。
图片来源：波音城市空中交通（UAM）运营概念
该运营概念不仅明确了UAM产业链中各关键利益相关方的角色，也首次提出了对于无人驾驶的城市空中交通开展的关键原则和假设：
– 安全和实惠原则，是先进空中交通（AAM）的核心原则之一。UAM是AAM的一个子集，专注于城市环境中的低空作业。
– 商业目标，具体商业模式将由在目视和仪表气象条件下的昼夜运营而定。预计将出现高通量运营，以及信息及通信、导航、监视（CNS）服务的成本分摊。
– 无处不在的自主飞行：是解锁安全和普惠飞行的关键。将取代传统的人类执飞，以及空中交通管理中的航班运行以及空管自身。
– 可扩展性：自主飞行将减少空中管制员和无人机操作人员的工作负荷从而为整个UAM生态提供可扩展性。
– 飞行器演变：UAM飞行器将是自主飞行的，而非遥控飞机。机载和/或地基检测和避障系统将处理除空中交通管理功能以外的飞行物间的交互。
– 网络安全：UAM飞机和相关系统需要强大的网络安全，以保护和抵御有意图和无意图的数字干扰。
– 空域演进：UAM飞机的生态系统并不需要超出现有的创新空域概念。老的ATM概念和现有空域结构提供的底层交通管理服务、已公布的程序和现有飞行规则提供的服务将足以满足UAM运营。然而，我们也认识到，国家空域内的任何无人UAM运营都需要空域演进，主要是通过制定规则以及联邦航空局（美国的民航监管机构）的豁免和免责。
– 基础设施演进：UAM垂直港（Vertiport）将演进以支持伴随电动UAM飞机发展的飞行规则。电网的改进将确保大规模运营的按需供应。
– 运营商（飞行服务）：机上航空电子设备套件将名义上执行飞行任务，而人高于环（“human-over-the-loop”）的监督站将拥有飞行处置的最终权限。这将包括开发接口和程序，以采用机载和多机系统自主飞行。
运营概念中还提到了以下关键赋能技术：
– 基于航迹的飞行计划
– 地空综合态势感知
– 自动化垂直港
– 指令和控制（C2）数据链基础设施
– 检测与避障及着陆风险规避功能
– 基于IP的通信
在UAM运营中的关键角色及职责如下：
UAM飞机：即使在没有可用的C2数据链的情况下，UAM飞机也将具有自主的稳定控制与自动飞行计划的执行，并将能够执行一个完整的飞行计划。它们将具备避免空中和地面的危险的能力，并在设计上兼顾乘客的安全和舒适度。
第三方服务提供方（TSP）：TSP将提供信息、电信和地面解决方案，以取代目前由机上飞行员提供的关键功能。这些功能将包括数据链、航空数据服务、基于地面的飞行冲突检测和其他服务。
垂直港及其管理者：垂直港将是UAM飞机起飞、降落、装卸乘客和接受服务的固定地点（如能源补给），它将确保安全有效的使用机场以及协调地面移动。
空域、ATC，和通信、导航、监视（CNS）基础设施：虽然UAM运营将最大限度地利用现有的航空运输系统，但在一些领域需要进行改进以使无人UAM飞机得以运营。
运营概念对于常规飞行中各种运营角色之间的交互也做了清晰阐释。无人驾驶的UAM飞机将沿着预定义的飞行路径导航。多飞行器监督员（MVS）将监控飞行，执行空中交通管制指令进行维护飞机分离，并确保飞行的安全执行。MVS将协调进场和着陆操作，以确保接近和着陆的安全操作。如果UAM飞机经历降级状态（degraded state），将制定VM（vertiport managers）的响应程序。飞行计划包括备用飞机改道。一旦着陆区被核实是安全的，UAM飞机将接近并降落。
