张立
文/羊城晚报全媒体记者 李钢
图/主办方提供
随着低空经济的兴起，无人机配送、载人无人机等创新服务正在悄然进入大众的日常生活。未来，众多无人机在空中频繁穿梭，将是“谁”在规划着它们的飞行线路，又如何保障低空飞行的安全？近日，由广州市科学技术局主办，广东科学中心、羊城晚报社联合承办的珠江科学大讲堂130讲，特意邀请了中科星图首席科学家张立为大家作《数智低空大脑——空天信息赋能下的低空经济创新平台》的科普讲座，深度解析数智低空大脑如何保障空域安全以及低空经济在各行业的应用案例。
构建起“虚实相生”的地球
“低空经济的核心是要保障其安全性。”张立指出。虽然空中看起来没有什么障碍，但实际上却有着各种各样的限制，例如高层的建筑物、植被、起伏的山峦以及禁飞区，因此，无人机并不是想飞哪就飞哪。
“低空飞行其实也有‘路’的概念，如同汽车在道路上行驶一样。”张立说，与地面道路不同的是，空中的“路”是立体分层的，因此要保障安全飞行，首先要构建起低空经济的数字化基础设施。
这一基础设施从广义上来说，既包括了无人机技术、地面起降场、城市空中运输网络等，还包含空域划分规则、飞行管理规则、航空器管理规则等完整的标准规范。低空安全保障则包括数字空运、航路规划、情报服务、通讯服务等内容。
张立表示，要保障低空安全，要从数据支撑、空间感知和全量网格计算三方面下功夫建设对地观测网。
“对地观测网是虚实相生的，‘虚’指的是，利用各种观测手段，构建起一个虚拟的地球。‘实’指的是真实地球中生物、岩石、水、电磁和大气五大圈层的数据。整体加起来就包含了10个圈层的数据，形成一个虚实相生的地球。”
张立介绍，也有人提出还要加入人类活动的信息——人文圈层，建立包含11个圈层的数据。有了这样的数据之后，将其聚合到超级计算机上，通过云上的服务，为低空经济服务。
“‘低空数智大脑’实际上是把我们在航天航空领域掌握的所有能力，在云端为大众提供服务。”在这样的数智化地球上，只要简单地画个圈，就可以获得选择区域中的各种数据。
“这个大的数据底座支撑起了数智低空大脑。而其总体思路，就是通过感知、运营服务和飞行场景的打通，让整个低空飞行场景能够有序安全地运营。”张立说。
航线规划、无人机飞行都将是全自动的
“万一无人机出故障怎么办？如果掉下来，首先要保证不能砸到地面的人和财物，所以在进行航线规划时，也会更多地沿着地面的水系、植被等通道去设计飞行线路。这样的安全性支撑，实际上就来自于各种各样的数据。”
此外，天气情况同样是要被格外重视的因素。张立说，以往的天气预报是高空式、大范围的预报，而低空飞行需要的是更精准的、小范围的短（期）临（时）预报，数智低空大脑就可以做到从25公里范围1小时至局部100米15分钟的预报，对于低空强对流同样可以通过模型进行精确计算，这对于低空飞行的安全性来说非常重要。
“未来，这种能力将会结合到具体的产品中，就如同使用导航地图一样，只需要设置起点和终点，无人机就可以被告知，哪里在下雨不能飞，哪里有强风不能去。规避这些风险因素之后，形成一条安全可靠的航线。”
此外，还需要保障低空飞行时电磁环境的安全性。
“我们还要考虑各种黑飞行为的存在，例如，曾经有个机场，3次探测到附近有无人机在飞行，但是没有找到这架飞机，因此导致了上百架航班的延误。”面对这种威胁，数智低空大脑通过电磁卫星以及地面设备，可以及时发现黑飞行为，并及时介入。
“我们的地面设备能够覆盖10公里范围，它的优点是被动式运行，也就是说，它本身并不发射任何电磁波，但是却可以探测发现附近的电磁波。只要无人机有电磁信号，就可以及时锁定无人机和飞手的位置。”
张立介绍说，通过多年来在通用航空领域的探索和建设，中科星图提供了许多用于低空交通服务的软件、平台和功能，可以对空域、飞行活动、低空态势进行完整的监控，并且已经覆盖了飞行前至飞行后的全流程，让飞行服务更加完善。而且，对于空域的量化是网格化的，将核心信息叠加到空域中，能够提高低空空域的分析能力。
“航线规划是全自动的，而且未来的无人机飞行会以全自动规划为主，如果靠人来驾驶，其管理难度会变得非常大。”
未来用手机下单无人机送饮料到你面前
对于大众来说，低空经济的未来会带来何种效益？对此，张立认为，未来的出行、日常巡场、物流配送、文艺传媒等都会出现很多的应用场景。
“京东和顺丰已经开始用无人机进行物流配送，通过与无人车的配合，已经形成了比较成熟的模式，尤其是在针对偏远地带的物流配送上，其带来的成本效益非常明显，因此，物流一定会是未来无人机应用的重要场景之一。”
想想看，如果你在路上突然想喝饮料，直接在手机上下个单，过一会儿无人机就将饮料送到你的面前，这种服务提供的不只是商品的价值，还有情绪价值。
张立介绍说，南京的长江流域上有个江上服务区，原先物资配送需要靠人力和船，但是现在已经采用了无人机，运输成本从原本的上千元直接降到了二三十元。
无人机或许还将改变旅游的形态。“将会出现这样一种模式，人们可以在数字地图上，通过无人机的实时画面，完成对景区的‘游览’。”张立说道。