無人機系統交通管理的發展過程

根據高盛公司的數據，從現在到2020年無人機方面將耗資1000億美元，從而支持所有監管機構批准商業性的超視距（BVLOS）飛行。美國聯邦航空局（FAA）預測，未來五年美國無人機數量將增長400％。

無人機的數量不僅會增加，體積也將變大。根據美國航空航天工業協會（AIA）的統計，在大型（重量超過55磅）無人機系統（UAS）上的開支預計將從當前的幾億上升到2036年的每年300億美元。

對於全球很多空中航行服務提供者（ANSP）來說，無人機系統交通管理（UTM）更多的是威脅而不是機遇，因為ANSP需要制定一個沒有明確預算或時間表的UTM計劃。

由於無人機將帶來巨大的經濟和技術利益，政治家和業界領導者希望儘快提供無人機配送服務，從而另一方面，監管機構擔心的是無人駕駛飛機與其他飛機相撞或在空中加入排序的可能性增加，將造成致命後果。

了解未來UTM系統用於監視和通信的5G行動電話網路、用於跟蹤和註冊的區塊鏈及用於避撞的人工智慧演算法等基礎技術的配合方式，必須掌握UTM概念和系統。

SESAR聯合執行體和FAA提供的路線圖為未來20年UTM服務的發展提供了藍圖，但未說明包括地方當局、監管機構、律師、無人機操作員、標準機構、保險公司、環境保護機構、應急服務機構以及安全和執法機構在內的所有利益相關者將如何開發UTM管理系統。

目前空中航行服務提供者也陷入了難題，他們需要在對無人機低空空域內的安全性沒有明確的法律保障的情況下建立UTM運行和商業案例概念。在過去的幾個月里，這種情況有所好轉。部分ANSP明年將為商業無人機航班提供首個付費UTM服務。根據歐洲SESAR聯合執行體U-Space路線圖，包括電子註冊、電子身份識別和地理圍欄在內的UTM基礎服務將於2019年底由SESAR聯合執行體交付，BVLOS無人機業務將於2022年開始批准飛行。某些歐洲航空服務提供商，特別是波蘭、瑞士和英國的航空服務提供商正在加快速度，有望在2020年或在更短的時間內提供BVLOS飛行的自動授權。

世界各地湧現出的UTM卓越中心使ANSP與監管機構、運營商和其他機構建立了合作夥伴關係，從而清楚了解在商業無人機運行日益複雜的情況下，需要UTM技術、體制和財務構建模塊的配合，從而安全管理低空和受管制空域中的無人機。

克服利益相關者所面臨挑戰的一種方法是建立全國無人機委員會，讓所有相關方參與，並與地方、國家和國際研究機構建立聯繫。法國一直是這一概念的先驅，法國民用航空局（DGAC）希望在今年年底前首次授權遠程無人機運行。

日本建立了一個類似的公私合作的委員會，以實現首相安倍晉三對無人機的願景，並通過「航空改革路線圖」實現UTM的戰略構想。目標是到2020年使無人機包裹遞送成為現實。

隨著低空授權和通知能力（LAANC）計劃的成功，美國運輸部於2018年5月宣布了無人駕駛飛機一體化試點項目的10個參與方。同時，迪拜民航局和新加坡民航局正在研究UTM的概念以支持自主的空中的士運行，紐西蘭的基督城也緊隨其後。

商業案例中的不確定性也逐漸變得更加清晰。空中航行服務提供者與飛行計劃軟體供應商建立了一系列合作夥伴關係，以確保無人機遠離敏感區域，並且運營商可以使用空域授權工具和最新的航空數據。這些主要都是免費服務。大多數空中航行服務提供者認為UTM服務必須由商業運營商支付，並且不受政府支持。空中航行服務提供者也無法收取目前免費提供的服務費用，因此無人機運行的收入只能從商業運營商引入BVLOS飛行中獲得。

在2018年3月的世界空中交通管理大會上，義大利的ENAV公司成為世界上第一個可以制定公開版本UTM商業計劃的空中導航服務提供者，UTM計劃應經過監管部門的批准，針對娛樂或專業的無人機運營商的UTM服務提出計費標準。

商業計劃的關鍵要素表明投資和運行成本在中期階段是足夠的，投資回報期在第三年和第五年之間，到2028年還需要5000萬-6000萬歐元的運行成本，收入為700萬-750萬歐元。

2018年至2022年，全球範圍內UTM服務收入將達到5.17億美元，隨著無人機飛行時間延長並經過更多的空域，收入水平隨之迅速上升。

所有的UTM模型都容易受到技術發展的影響。UTM與ATM不同之處在於UTM技術提供商很快就能夠提供自主和自創的UTM系統。

日本商用無人機服務公司Terra Drone已與韓國行動電話公司LG U+合作，在韓國推出了完全商業化的UTM系統，以支持災難監控和商業BVLOS運行。

運營商可以通過個人計算機（PC）、平板電腦和手機等各種攜帶型設備連接到UTM系統，並通過輸入目的地來規劃無人機飛行，當無人機識別出其他無人機、飛機和鳥類時自動停止飛行。在緊急情況下，無人機可使用降落傘降落在安全區域。

英國國家空運局（NATS）開發的工具允許無人機操作員自動授權（或拒絕）管制空域，目前用於通用航空飛行員的類似請求。在NATS的運行理念中，UTM意味著「統一的交通管理」，而不僅僅是無人機交通管理。在低高度層和高高度層空域的單一空中交通管理系統內，為低水平的自主運行所開發的系統將很快發展到更高水平。

王璨譯自互聯網

楊尚文審定

2018年6月

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