Революционная технология, которая переопределит транспорт.
Начало транзита с земли
Что, если вместо того, чтобы полагаться на одну и ту же двумерную дорожную систему для всех наших потребностей, мы использовали трехмерное воздушное пространство для революционного изменения транспорта? Посредством использования беспилотников поставки могут осуществляться в воздухе, уменьшая нагрузку на дорожные системы, устраняя различные виды дорожного использования.
Такие компании, как FedEx, Amazon и Uber, разрабатывают системы беспилотников для доставки и демонстрируют потенциал. Этот интерес доказывает, что есть идея в идее; однако без стандартизированной структуры коммерческое использование беспилотников невозможно масштабировать и полностью использовать.
Реструктуризация воздушного пространства для дронов
В настоящее время воздушное пространство для беспилотников похоже на вождение автомобилей без дорог. Они могут эксплуатироваться, но из-за отсутствия структуры, которой необходимо следовать, существует повышенный риск несчастных случаев при увеличении объемов. Следовательно, существуют строгие ограничения на использование дронов в целях безопасности, которые ограничивают возможность масштабировать их широкое использование.
Создавая «искусственную» (виртуальную) дорожную систему для беспилотных летательных аппаратов, операторы будут иметь воздушные трассы, которые будут использоваться в качестве способа контроля и регулирования воздушного движения, позволяя большему количеству дронов находиться в воздухе.
Преподаватели в Калифорнийском университете в Беркли определили возможность для реализации этой структуры и создали прототип системы управления воздушным движением беспилотных летательных аппаратов. Их структура имеет три ключевых компонента, каждый из которых имеет решающее значение для обеспечения работы системы практически в реальном мире.
Разбивка компонентов
1. Планирование воздушного пути / воздушного пространства
Благодаря своей облачной платформе UC Berkeley может каталогизировать все здания, пространства и зоны приземления, чтобы определить воздушные пути. Над каждым зданием владелец имеет право на воздушный участок над своей землей. Владельцы могут зарегистрировать высоту своего здания и запретить доступ вокруг своего здания, чтобы создать запретную для полетов зону (обозначена красными зданиями на рисунке).
С помощью этой базы данных система может проектировать воздушные трассы и рассчитывать траектории полета для беспилотников. В целом, эта платформа работает аналогично Google Maps.
2. Дрон классификации и правоохранительных органов
Каркас дыхательных путей позволит беспилотным самолетам летать более структурированно, что означает, что в небе может быть больше дронов; однако, даже если один человек нарушает правила, результат может быть катастрофическим для системы. Следовательно, крайне важно, чтобы: а) все беспилотники в воздухе были зарегистрированы и использовали структуру, и б) дроны следовали правилам, установленным системой.
Чтобы гарантировать, что все рабочие беспилотники зарегистрированы и используют структуру, идентификация в реальном времени необходима, чтобы правоохранительные органы могли вмешаться. Легально работающие дроны смогут передавать информацию о местонахождении и курсе через сервер в режиме реального времени, тогда как незарегистрированные дроны - нет. Переданные данные будут соответствовать информации, предоставленной правоохранительным органам, которая показывает ожидаемое воздушное движение в районе. Беспилотники в воздухе, которые не соответствуют набору данных, могут быть идентифицированы и в результате безопасно уничтожены.
Чтобы убедиться, что все беспилотные самолеты соблюдают предоставленные им воздушные трассы и правила, данные о полете будут отправлены на сервер, который автоматически проверяет нарушения и может соответственно взимать штрафы.
В целом, эта двухуровневая система оптимизирует безопасное путешествие по воздуху.
3. Функции контроля и предотвращения cтолкновений
Поскольку беспилотники имеют одинаковое воздушное пространство на малых высотах с вертолетами, крайне важно, чтобы беспилотники не конфликтовали с пилотируемыми транспортными средствами. Наличие системы, которая будет активно избегать вертолетов, а также смягчать изменения в траектории полета, обеспечит беспрепятственный транзит как для дронов, так и для вертолетов.
Как беспилотный автомобиль, беспилотник обязан избегать вертолета. Вертолет взаимодействует, передавая свое местоположение, курс и скорость через ADS-B, поэтому беспилотники могут рассчитать оптимальный маневр уклонения и предотвратить конфликты.
Двигаясь вверх отсюда
Работа Калифорнийского университета в Беркли - важный первый шаг, но технология все еще имеет много ограничений. Например, по мере того, как объемы беспилотников продолжают увеличиваться, необходимо ужесточить меры по устранению незарегистрированных беспилотников в небе. Кроме того, система может доставлять беспилотники из точки А в точку В, но когда беспилотники начинают пересекать пути, необходимо регулировать транспортные потоки, подобно светофорам и дорожным знакам.
В целом, современные технологии являются лишь верхушкой айсберга, когда дело доходит до возможностей путешествий дронов.
Что может удержать будущее
Поскольку технологии продолжают развиваться, как с беспилотниками, так и с управлением воздушным движением, небо (буквально) является пределом, когда дело доходит до сферы возможностей.
Три основных области возможностей - это многослойные сети беспилотных летательных аппаратов, автономные беспилотники и предоставление возможности перевозить людей в беспилотных летательных аппаратах.
Многоуровневые сети:
В настоящее время дыхательные пути дронов аналогичны существующим дорожным системам и невыносимым коридорам средней школы; они закреплены на двухмерных плоскостях. Слоистая система дыхательных путей было бы эффективным способом пойти трехмерный, позволяя для максимизации воздушного пространства, а также отдельные беспилотные самолеты, которые имеют разные цели в воздухе.
Различные высоты воздушного пространства могут использоваться для уникальных целей, подобно тому, как разные радиочастоты представляют уникальные станции. Например, нижние уровни могут быть предназначены для более медленных полетов на короткие расстояния, тогда как более высокие уровни могут быть для более быстрых и более длинных полетов. Эта система повысит эффективность на каждом уровне из-за более высокой последовательности использования, поэтому будет меньше заторов.
Автономные сети дронов:
Хотя дроны обладают способностью работать автономно, они делают это независимо. Помимо ADS-B, который предотвращает неизбежные столкновения, нет никаких структур для координации сетей дронов.
Общаясь друг с другом, дроны могут оптимизировать потоки трафика и заблаговременно предвидеть ситуацию со всеми остальными дронами вокруг нее. Например, если один дрон должен замедлиться, чтобы совершить поворот, сеть будет знать об этом заранее, поскольку дрон уже будет связан с системой. В результате все другие беспилотники могут активно адаптироваться, чтобы система не создавала резервные копии.
Эта сеть также приведет к увеличению пропускной способности дыхательных путей, что позволит увеличить объемы беспилотных летательных аппаратов и оптимизировать воздушное пространство.
Транспорт человека
Если посылки можно перевозить с помощью дронов, почему люди не могут? Есть несколько рисков, связанных с путешествием людей-дронов, но с правильной системой, результаты невероятны.
Uber уже готовился к запуску в 2023 году Uber Air, службы совместного использования дронов. Особенно выгодно для междугородних поездок, с Uber Air, почти 2 часа езды от Сан-Франциско до Сан-Хосе будет сокращено до 15 минут.
Из-за небольших объемов трафика беспилотников в краткосрочной перспективе Uber Air будет относительно безопасным. Однако по мере того, как дыхательные пути становятся все более тесными, риски возрастают. Следовательно, с учетом интеграции двух предыдущих мер, а именно многослойных воздушных трасс и автономных систем, безопасность перевозки людей будет оптимальной.
Предыдущая статья: Важные факты о технологии Blockchain, которые должен знать каждый