Открываем серию постов об участниках выставки «Аэронет 2035» и о героях беспилотного настоящего и будущего. Первый герой — научно-исследовательский центр «Аэроскрипт» и его цифровая платформа для дронов «Небосвод». Ведущий аналитик компании Вадим Авершин рассказал, что умеет платформа и какой будет аэромобильность в ближайшем будущем.
Что такое Небосвод
«Небосвод» — беспилотная авиационная система управления движением, или UTM-система от английского Unmanned aircraft system traffic management.
Она соединяет тех, кто запускает беспилотные воздушные суда, и тех, кто разрешает им полеты в воздушном пространстве. Для этого «Небосвод» использует данные навигации, наблюдения, метеорологическую, аэронавигационную и геопространственную информацию.
Получается цифровая диспетчерская, которая предотвращает столкновения дронов в небе и защищает каналы связи
Концепцию UTM в 2014 году впервые предложили в NASA. В России подобного проекта еще не было.
Беспилотник подключается к системе через семейство протоколов:
- первый — видно, где находится оператор и его аппарат;
- второй — извлекаются данные о фактическом маршруте;
- третий — приходит оперативная информация об ограничениях воздушного пространства.
Пользователями могут стать владельцы дронов, небольшие коммерческие компании и большие корпорации. Платформа взаимодействует со всеми региональными центрами ОрВД на территории страны.
Без разницы, где нужно полетать: в Калининграде и на Сахалине система предоставляет сервисы, которые помогут получить разрешение на использование воздушного пространства
Пока «Аэроскрипт» накапливает опыт в этом направлении, все сервисы доступны бесплатно. Позже в планах перейти на систему подписок. Для обычных пользователей сервис, скорее всего, останется бесплатным. А тем, кому понадобится больше функций, предложат подписки.
Кому помогает «Небосвод»
В «Небосводе» несколько слоев.
Первый — платформа для пользователей.
Второй — корпоративная версия, с помощью которой компании могут наблюдать, как проходят полеты по их задачам. У корпораций много эксплуатантов с разными беспилотниками: «Радар ммс», «Геоскан», «Вертолеты России». Прямо в офисном кресле можно отслеживать, кто и где летит, метеоданные, введенные режимы ограничения воздушного пространства, сводную статистику и т. д.
Третий — версия для эксплуатантов, то есть владельцев беспилотных авиакомпаний, которым «Небосвод» помогает автоматизировать процессы и контролировать, прошли ли сотрудники тесты по безопасности, кто где летает, а если не летает, то почему.
Четвертый — версия для провайдера аэронавигационного обслуживания. Он нужен для автоматизации взаимодействия с внешними пилотами. Позже сервис может масштабироваться и в других странах. Для этого систему придется адаптировать под авиационные национальные правила.
Как работает «Небосвод»
Чтобы создать систему, в первую очередь оцифровали структуру воздушного пространства: зоны ограничений, аэродромы, вертодромы, границы муниципалитетов. Все, что позволяет понять, нужно ли получать разрешение на полет дрона от диспетчеров ЕС ОрВД или нет.
В «Аэроскрипте» пространство для полетов называют «Руспейс» по аналогии с европейским U-Space
Если кому-то нужно запустить беспилотник, чтобы промониторить поля, железную дорогу или строительство, в системе на карте можно переключать слои с видами объектов и смотреть рельеф или выбирать различные элементы, например опасные зоны аэродромов и вертодромов.
Пользователь указывает, кто он, где и на чем хочет летать, где взлетать и садиться, в какое время. Система проверяет, нужно ли получать разрешение от диспетчеров ОрВД. Если нужно — платформа формирует и отправляет нужные документы, а потом сообщает о результатах согласования.
На карте показаны все зоны, которые предстоит пересечь и которые влияют на получение разрешения. В личном кабинете пилот также может посмотреть историю полетов или подключить страховку для дрона.
«Небосвод» не только интегрирует беспилотники разных производителей, но и учит их летать друг с другом в выделенном пространстве
Дальше выход на высокорисковое окружение и городскую аэромобильность. Для этого из автопилота БВС будут извлекать маршрутную информацию и в случае нештатных ситуаций отправлять команды сразу на автопилот аппарата.
Постепенно «Аэроскрипт» учится организовывать пилотируемое и беспилотное воздушное движение в едином воздушном пространстве. Наращивают риски и доходят до самого рискованного окружения — города.
Какой будет новая аэромобильность
Концепцию новой аэромобильности фокусируется на том, как организовать безопасное воздушное движение в сфере транспортировки грузов, перевозки людей и мониторинга объектов с воздуха.
Развитие доставки грузов и людей на дронах станет толчком для проекта «распределенного города», когда люди будут выбирать для жизни загородное жилье, а город станет местом для культурного досуга, спорта и бизнеса
Безопасность авиаперевозок. Сервисы связи, навигации и наблюдения помогут смягчать риски. Набор протоколов позволит подключить к «Небосводу» наземные станции управления беспилотниками с интернетом.
Экологичность. Низкий уровень шума и нулевой выброс в атмосферу способствуют тому, что общество примет новую аэромобильность. Вся техника будет сертифицирована и оснащена бортовой авионикой для качественного выполнения задач.
Обновленная система ОрВД. Это будущее технологическое ядро новой транспортной системы городов. В ее состав будет входить ряд технологий: цифровая модель воздушного пространства, сервисы автоматизации принятия решений, средства навигации, связи, наблюдения и управления радиочастотным спектром, метео-, аэро- геонавигационные и другие типы данных, нормативная база и интегральная система обеспечения авиационной̆ безопасности.
Снижение влияния человеческого фактора. Технологии постепенно вытеснят человека на внешний уровень контроля и мониторинга. Система безопасности будет онлайн отслеживать технические средства и сообщать человеку, если нужно вмешаться.
Общественная безопасность. Чтобы законы соблюдались, а незаконных запусков беспилотников не было, возможно, потребуется введение нового органа — воздушной полиции.
Чтобы система новой аэромобильности собралась воедино, нужны беспилотные аппараты с авионикой, которая соединит их с инфраструктурой связи, автоматизации, навигации, наблюдения, контроля и управления
В городской среде будут массово располагаться места взлета и посадки, так называемые вертипорты. Одно из основных мест их размещения — крыши домов. Воздушное пространство в населенных пунктах будет разделено на воздушные тоннели-коридоры на разных высотах, со своими съездами и развязками.
Автоматизация VS бюрократия
«Небосвод» помогает владельцам летательных аппаратов вести коммуникации с ведомствами, которые выдают разрешения на полеты — это погранслужба, администрации муниципалитетов, провайдер аэронавигационных услуг и владельцы зон с ограничениями воздушного пространства.
Многие муниципалитеты никогда не выдавали подобных разрешений и не знакомы с процедурой. При этом такие документы необходимы, чтобы в ОрВД дали разрешение на полет.
На территории России нет единой процедуры. Где-то требуется два дня, где-то 42. Кто-то просит заполнять документы вручную и лично приносить, а кто-то разрешает по электронной почте. Есть города федерального значения, как Москва, Питер и Севастополь, — там разрешение можно ждать больше трех месяцев.
«Небосвод» будет это автоматизировать и упрощать с помощью цифровизации бюрократических процедур.
Порядок не ломают, а автоматизируют, освобождая пользователей от заполнения массы бумаг и выполнения множества звонков
Запрет на полеты дронов VS развитие экономики
Есть две равные ценности. Это развитие экономики и поручение президента о развитии беспилотной навигации. И это безопасность, в интересах которой в более чем 30 регионах губернаторы запретили полеты коммерческих беспилотников. В результате авиакомпании не могут летать и выполнять мониторинг строек, ЛЭП, протяженных объектов инфраструктуры, свалок.
Чтобы разрешить ситуацию, нужно создать в администрациях регионов ситуационные центры для мониторинга полетов БАС с использованием «Небосвода».
С помощью компактного бортового LTE-ответчика, который также разработали в «Аэроскрипте», аппараты будут передавать телеметрию полетов в региональную систему. Это позволит снять жесткие ограничения либо в какой-то степени их смягчить.
«Небосвод» облегчит работу тем, кто вычисляет злоумышленников
Если в регионе есть нефтебаза, которую защищает комплексная сложная система безопасности с пеленгаторами и радиолокаторами, «Небосвод» может передавать ей информацию, кто ввел над этим объектом режим и собирается летать. Или кто из зарегистрированных в системе дронов сейчас летит на каком-то расстоянии от охраняемого объекта.
Чем плоха сегрегация воздушного пространства
Полеты днем, на высоте не больше 150 метров и вне зон ограничений можно не согласовывать. Во всех остальных случаях придется получить разрешение.
Согласование происходит через введение режимов. Их два типа. При местном режиме маршрут пролегает вне зоны международного аэропорта — он вводится за трое суток. При временном режиме полет затрагивает зону международного аэропорта — он вводится за пять суток.
Если беспилотник должен пролететь от Москвы до Питера, потребуется получить разрешение от всех муниципалитетов и владельцев зон, как ТЭК, заповедники и т. д., над которыми пролегает маршрут.
И тут начинаются проблемы: заявку на режим нужно подавать за 3–5 суток, и можно забронировать за собой 6 дней для полетов, но в первый день могут не дать разрешение из-за плохой погоды, в другой день полетят военные, в третий еще что-то случится. В итоге запустить дрон получится только на четвертый день.
Это потеря времени и для того, кто хотел летать, и для других людей, которые не смогут в этот день залетать в зарезервированное пространство. Им придется облетать это место. Происходит сегрегация воздушного пространства.
«Небосвод» предлагает интеграцию и устранение сегрегации воздушного пространства
Пока ситуация не меняется, организовать оперативную доставку невозможно. Например, «Озону» и «Вайлдберриз» было бы совсем невыгодно работать с таким долгим ожиданием.
Какие беспилотники сейчас летают
Основная градация БВС — до 30 и выше 30 кг. Сейчас основные работы, которые проводят с БВС до 30 кг, — это мониторинг инфраструктуры и строительства, съемка, сканирование земли для геодезии и поиска ископаемых, для составления высокоточных карт и ортофотопланов, оценки лесных массивов и контроля сельскохозяйственных работ. Среди лидеров здесь «Геоскан» и «Финко».
Тяжелых аппаратов пока в России мало. Это единичные производители: «Вертолеты России», «Аэромакс», «Радар ммс», Инновационный центр «Бирюч».
Для запуска таких аппаратов нужны сертификаты, которые получить очень сложно, долго и дорого — несколько сот миллионов рублей. При этом в сертификате остается масса ограничений: нельзя летать в контролируемом воздушном пространстве и над муниципалитетами, есть ограничения по температуре и по зоне действия аппарата. Сейчас с таким сертификатом летают только «Вертолеты России».
Как это может быть в будущем
Чтобы беспилотники стали нашей новой реальностью, нужна инфраструктура и надежные аппараты. А дальше по опыту США мы можем наращивать количество одновременно поднятых в воздух аппаратов. Первый уровень — несколько полетов. Второй — десятки. Третий — сотни. Четвертый — тысячи. Автоматизацию должны совершать наземные системы управления и сетевые шлюзы для связи бортов с землей.
Ну а дальше — как в «Пятом элементе», когда небесные дороги идут в несколько рядов. Но это совсем далекое будущее
Городская мобильность идет слоями — как дорожная сеть в воздухе. Так как светофоры в небе не поставить, регулировать движение нужно цифровым способом. Для беспилотного такси нужны магистрали и съезды на вертолетные площадки. И все это без конфликтов с пилотируемыми вертолетами и самолетами. Ведь самое сложное и важное — это безопасность.
Какая роль в аэромобильности у человека
Человека сразу из управления убрать нельзя. В будущем это будут автоматизированные системы, где человек будет в роли оператора. Но прежде пройдет много лет. А пока человек должен сам за всем наблюдать, перепроверять алгоритмы и работу машин. Скорость обработки информации при этом ниже, что сказывается на пропускной способности, но на первых этапах без этого не обойтись.
Все должно быть проверено человеком, поскольку речь идет о высоких рисках
Кто создает «Небосвод»
Основа компании — это разработчики из бывшего Всероссийского научно-исследовательского института радиоаппаратуры (АО «ВНИИРА») в Санкт-Петербурге. С советских времен это был центр компетенций по аэронавигационным технологиям. В команду входят эксперты, которые глубоко понимают технологии наблюдения за воздушным движением и предупреждения конфликтов в воздухе. Многие из них участвовали в работе глобальных международных групп EUROCAE и RTCA.
С 2019 года «Небосвод» развивается в рамках классического стартапа «Аэроскрипт». Сначала MVP, в 2021 году — первый релиз, затем продакшен и развитие продакшена.
Планы на 2023 год — время беспилотников
- Создать по всей стране зоны, выделенные для полетов БВС.
- Интегрировать как можно больше различных аппаратов в систему «Небосвод».
- Разработать новые и развить существующие сервисы для внешних пилотов БВС и компаний-эксплуатантов.
- Организовать сопряжение с системами противодействия дронам (антидронами).
- Развить концептуальные документы.