在四川省成都市麓湖生態(tài)城麓客島景區(qū),不時(shí)有無人機(jī)攜帶著外賣盒緩緩降落在幾塊擋板和一張塑料布搭成的“停機(jī)坪”上,為景區(qū)游客的體力“續(xù)航”;在貴州省遵義市茅壩鎮(zhèn)的稻田上空,隨著無人機(jī)緩速向前,生物制劑也均勻地散落在稻谷上,為水稻病蟲害治理“保駕護(hù)航”;在安徽省合肥市崗集服務(wù)區(qū),無人機(jī)沿著高速公路巡航,將公路上的車水馬龍和路面狀況盡收眼底……
圖說:圖為小鵬匯天旅航者X2在廣州CBD飛行
隨著低空經(jīng)濟(jì)技術(shù)的不斷成熟和場(chǎng)景的不斷拓展,無人機(jī)等低空飛行器逐漸成為人們生產(chǎn)和生活中的重要“伙伴”,電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)、飛行汽車等新產(chǎn)品新技術(shù)更是讓夢(mèng)想照進(jìn)現(xiàn)實(shí)。與此同時(shí),在應(yīng)用逐漸深入的過程中,一張看不見摸不著的網(wǎng),護(hù)航著低空飛行。
南京智慧航空研究院副院長(zhǎng)衛(wèi)晉軍表示:“無論是低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展還是低空運(yùn)行管理,都離不開一張能夠支持多主體運(yùn)營(yíng)、多任務(wù)處理、高密度運(yùn)行、大流量傳輸?shù)牡涂罩锹?lián)網(wǎng)絡(luò),其為各類低空飛行器提供安全高效飛行所必需的空域環(huán)境?!?/p>
構(gòu)建高精智能高效的低空感知網(wǎng)
在不久前舉辦的世界移動(dòng)通信大會(huì)上海(MWC上海)展會(huì)中,低空經(jīng)濟(jì)成為“頂流”。除各式無人機(jī)外,各種支撐無人機(jī)運(yùn)作的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施格外奪人眼球。
在硬件方面,中國(guó)信科展出了其可以搭載在無人機(jī)上的毫米波通感一體基站,中興通訊則帶來了其“業(yè)內(nèi)最大帶寬毫米波AAU(有源天線處理單元)”和“5G-A雙頻合一大帶寬AAU”。
圖說:圖為中興通訊展出的業(yè)內(nèi)最大帶寬毫米波AAU
在軟件方面,三大運(yùn)營(yíng)商同樣動(dòng)作頻出。除紛紛聚焦低空智聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建工作外,面向航空器管控需求,中國(guó)電信推出了天通機(jī)載衛(wèi)星終端與低空智慧化管服平臺(tái)等系列產(chǎn)品,中國(guó)移動(dòng)發(fā)布了具備通感一體、雷視融合、航跡追蹤、探測(cè)識(shí)別等數(shù)十項(xiàng)核心能力的“中移凌云”無人機(jī)智能管控平臺(tái),中國(guó)聯(lián)通也推出其智慧用管服一體化平臺(tái)與無人機(jī)監(jiān)管和應(yīng)用服務(wù)平臺(tái),為無人機(jī)的調(diào)度管控添磚加瓦……
圖說:圖為中國(guó)電信在MWC上海展出的無人機(jī)
在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者專訪時(shí),空地一體新航行系統(tǒng)技術(shù)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任張學(xué)軍指出:“如何通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)飛行器規(guī)?;?、常態(tài)化的安全高效的飛行活動(dòng)是低空經(jīng)濟(jì)下網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心需求?!彼J(rèn)為,在這樣的核心需求驅(qū)動(dòng)下,低空智聯(lián)網(wǎng)體系建設(shè)迫在眉睫。
記者了解到,低空智聯(lián)網(wǎng)是指在低空空域3000米以下,以空天地一體的通信導(dǎo)航監(jiān)視基礎(chǔ)設(shè)施為依托,充分利用5G公網(wǎng)、低軌衛(wèi)星、寬帶通信網(wǎng)等通信技術(shù)和ADS-B(廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視)及雷達(dá)、無線電、光電等監(jiān)視手段,通過融合運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化和智能化技術(shù),構(gòu)建具有通信、監(jiān)控、服務(wù)功能的智能化數(shù)字網(wǎng)絡(luò)。
對(duì)此,三大電信運(yùn)營(yíng)商均予以高度重視。截至目前,中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通均發(fā)布了其在低空智聯(lián)網(wǎng)方面的相關(guān)布局:
中國(guó)移動(dòng)聚焦低空智聯(lián)網(wǎng)“通信、感知、管控、導(dǎo)航”四大核心能力,提出混合感知新空口、魚鱗低空新組網(wǎng)等創(chuàng)新技術(shù),打造全域可靠的“通”、多維立體的“感”、高效可控的“管”、智能精準(zhǔn)的“導(dǎo)”一體化的低空智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系;
中國(guó)電信將其全域覆蓋的4G、5G無線網(wǎng)絡(luò)資源與天翼云、衛(wèi)星、物聯(lián)網(wǎng)、量子通信等算網(wǎng)數(shù)智技術(shù)融合,形成通信、感知、智算一體化的智能低空數(shù)字化服務(wù)體系,具備“泛在連接、全域感知、智能計(jì)算”的基礎(chǔ)能力,滿足了低空經(jīng)濟(jì)場(chǎng)景下各類飛行器“高密度、高頻次、全覆蓋、大連接、高時(shí)效、高安全”的作業(yè)需求;
中國(guó)聯(lián)通則加快發(fā)展聯(lián)通天地融合智能網(wǎng)聯(lián)能力體系,推動(dòng)“端、網(wǎng)、業(yè)、管”四位一體協(xié)同創(chuàng)新,助力低空產(chǎn)業(yè)邁入“飛得好、管得好、用得好”的新階段……
對(duì)此,張學(xué)軍表示:“低空智聯(lián)網(wǎng)作為我國(guó)低空經(jīng)濟(jì)的新基建,是低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石和助推器,可以實(shí)現(xiàn)低空管理和服務(wù)體系智能化,大幅提升低空安全管理效率和低空空域資源利用率,激發(fā)低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展?jié)撃?。?/p>
要構(gòu)建高效的低空智聯(lián)網(wǎng),通信網(wǎng)絡(luò)的性能保證是重中之重。行業(yè)專家告訴記者:“低空通信網(wǎng)絡(luò)是低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,廣域覆蓋和可靠的低空通信網(wǎng)絡(luò)對(duì)于低空經(jīng)濟(jì)的規(guī)?;\(yùn)行起到?jīng)Q定性作用?!敝袊?guó)航空器擁有者及駕駛員協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)陳國(guó)華對(duì)此也表示:“在網(wǎng)絡(luò)技術(shù)賦能方面,低延遲、高可靠性的通信網(wǎng)絡(luò)是發(fā)展低空經(jīng)濟(jì)的關(guān)鍵?!泵媾R相較于其他應(yīng)用場(chǎng)景更加嚴(yán)苛的網(wǎng)絡(luò)需求,以低時(shí)延、高可靠、“性能超5G十倍”著稱的5G-A網(wǎng)絡(luò)就成為構(gòu)建低空智聯(lián)網(wǎng)的理想之選。
張學(xué)軍向記者表示,5G-A網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化了低空飛行器的覆蓋范圍和信號(hào)質(zhì)量,提供了更強(qiáng)的低空通信能力。“通過增強(qiáng)的MIMO技術(shù)和頻譜聚合,5G-A確保了高動(dòng)態(tài)環(huán)境下的通信穩(wěn)定性;此外,還引入了高精度定位技術(shù),結(jié)合多模式定位,實(shí)現(xiàn)亞米級(jí)精度,滿足無人機(jī)的精確定位需求?!睆垖W(xué)軍說道。
“當(dāng)前,我們的5G-A通感一體基站應(yīng)用4.9GHz頻段,具備感知能力,在低空?qǐng)鼍暗母兄嚯x超毫米波頻段80%,具有損耗低、信號(hào)優(yōu)、距離遠(yuǎn)、感知精度高的突出優(yōu)勢(shì)?!苯K移動(dòng)技術(shù)專家丁智告訴記者。他指出,5G-A網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)⑼ㄐ?、雷達(dá)、算力等技術(shù)“濃縮”進(jìn)一臺(tái)基站中,從而構(gòu)建一張低空連續(xù)覆蓋的“專用”網(wǎng)絡(luò),可精準(zhǔn)感知300米以下、1.2公里左右空域內(nèi)的每一架無人機(jī)位置,有效滿足低空通信連接的剛性需求。
今年6月18日,3GPP Release 18標(biāo)準(zhǔn)正式宣布凍結(jié),標(biāo)志著5G-A標(biāo)準(zhǔn)確立的同時(shí),也為5G-A商用的快速發(fā)展正式拉開序幕。6月27日,中國(guó)電信召開5G-A行動(dòng)計(jì)劃發(fā)布會(huì),重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了在低空經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)創(chuàng)新與生態(tài)合作。6月28日,華為聯(lián)合中國(guó)電信舉辦5G-A“超級(jí)空地融合”創(chuàng)新技術(shù)發(fā)布會(huì),共同推出了一系列基于高頻的創(chuàng)新技術(shù)方案,旨在滿足低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)網(wǎng)絡(luò)多維能力的需求……
可以看到,5G-A與低空經(jīng)濟(jì)兩個(gè)熱門領(lǐng)域的碰撞之下,新技術(shù)、新場(chǎng)景、新應(yīng)用的火花正不斷迸現(xiàn)。
以調(diào)度管理平臺(tái)構(gòu)建“低空大腦”
“在低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展成熟后,一座城市上空可能會(huì)有數(shù)千、上萬甚至幾十萬架無人機(jī)同時(shí)運(yùn)行,到了那時(shí),這些設(shè)備一定是需要通過一個(gè)指揮平臺(tái)統(tǒng)一指揮調(diào)度,把現(xiàn)在‘飛手’的工作交給‘低空大腦’來執(zhí)行。”在接受《中國(guó)電子報(bào)》記者專訪時(shí),中國(guó)聯(lián)通旗下子公司——河南云洹網(wǎng)聯(lián)無人機(jī)有限公司終端研發(fā)總監(jiān)陳家潤(rùn)向記者描繪了一幅低空經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展下的未來藍(lán)圖。
目前限制無人機(jī)大規(guī)模應(yīng)用的主要問題是新型航空器大規(guī)模運(yùn)行帶來的安全問題和效率問題。對(duì)此,行業(yè)專家普遍認(rèn)為,“低空大腦”是保障無人機(jī)安全運(yùn)行、低空經(jīng)濟(jì)安全發(fā)展的解決之道。
張學(xué)軍向記者詳細(xì)闡述了管理調(diào)度在低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要性:“開發(fā)智能化空中交通系統(tǒng),能夠令無人機(jī)在低空智聯(lián)網(wǎng)支撐下,靈活運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的廣域感知、計(jì)算與存儲(chǔ)資源,并結(jié)合人工智能和大數(shù)據(jù)技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)低空飛行器的統(tǒng)一調(diào)度、智能規(guī)劃、飛行管控,從而確保低空飛行器的安全和高效運(yùn)行?!?/p>
在MWC上海展會(huì)現(xiàn)場(chǎng),陳家潤(rùn)向記者展示了中國(guó)聯(lián)通打造的無人機(jī)管控平臺(tái):屏幕上,一臺(tái)無人機(jī)正在艙內(nèi)蓄勢(shì)待發(fā),隨著陳家潤(rùn)推動(dòng)搖桿,無人機(jī)也隨之做出了相應(yīng)的動(dòng)作——陳家潤(rùn)告訴記者,這架飛機(jī)正位于河南省安陽市的試驗(yàn)基地中,與控制設(shè)備所在的上海相隔1000多公里,仍能實(shí)現(xiàn)幾乎“零延遲”的遠(yuǎn)程控制。
圖說:工作人員正在向記者介紹其無人機(jī)管控平臺(tái)
構(gòu)建無人機(jī)管理調(diào)度平臺(tái),中國(guó)聯(lián)通并非“獨(dú)一份”。要以調(diào)度平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)的統(tǒng)一監(jiān)管與安防,從而向“低空大腦”靠攏,已經(jīng)成為行業(yè)共識(shí)。除聯(lián)通外,中國(guó)電信推出了天通機(jī)載衛(wèi)星終端與低空智慧化管服平臺(tái)等系列產(chǎn)品,并發(fā)布“云獵”無人機(jī)偵測(cè)反制系統(tǒng),全方位保障低空領(lǐng)域安全;中國(guó)移動(dòng)發(fā)布了具備通感一體、雷視融合、航跡追蹤、探測(cè)識(shí)別等數(shù)十項(xiàng)核心能力的“中移凌云”無人機(jī)智能管控平臺(tái);此外,中國(guó)電科旗下電科萊斯已與安徽省政府達(dá)成項(xiàng)目合作,著力打造低空空域管理系統(tǒng);同時(shí),川大智勝也正積極布局非協(xié)作式低空監(jiān)視系統(tǒng)與低空空管系統(tǒng)……
無人機(jī)監(jiān)管調(diào)度系統(tǒng)的打造,同樣離不開5G-A網(wǎng)絡(luò)的支持。
“5G-A網(wǎng)絡(luò)具有通感一體的特點(diǎn),相當(dāng)于在5G基站上加裝了雷達(dá)?!标惣覞?rùn)向記者介紹道。他認(rèn)為,空管系統(tǒng)是5G-A的網(wǎng)絡(luò)特性賦予低空經(jīng)濟(jì)的一個(gè)發(fā)展方向:“5G-A技術(shù)對(duì)于低空管制的加持,在于通過將無人機(jī)搭載的‘雷達(dá)’獲取到的數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)管平臺(tái)上,就能實(shí)現(xiàn)對(duì)空域的實(shí)時(shí)監(jiān)控,如果有飛行器在禁飛區(qū)內(nèi)‘黑飛’,平臺(tái)可以第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)……這些都是基于5G-A通感一體的網(wǎng)絡(luò)特性實(shí)現(xiàn)的。”
對(duì)此,中國(guó)電信5G共建共享工作組總經(jīng)理黃禮蓮也表示,5G-A通感一體新能力能夠滿足低空飛行器“看得見”的需求,配合監(jiān)管業(yè)務(wù)平臺(tái),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飛行器“管得住”的需求?!翱煽康耐ㄐ排c可靠的識(shí)別,都是支撐低空經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵能力。”
談到無人機(jī)監(jiān)管平臺(tái)未來的發(fā)展優(yōu)化方向,華為相關(guān)專家表示,可以從兩方面入手,增強(qiáng)管控平臺(tái)的能力:一是面向生態(tài),開放接口;二是面向上層應(yīng)用,開放API。華為方面表示,只有整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、協(xié)作共贏,方能實(shí)現(xiàn)“跨界融合”,開拓低空經(jīng)濟(jì)“新藍(lán)海”。
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