城市空中交通：航空旅行格局变化带来的主要挑战

技术进步正在推动城市空中交通 (UAM) 的发展，这是一种替代交通方式，具有多种概念，例如可与专为内部运输而设计的按需自动垂直起降飞机 (VTOL) 配合使用的车辆。 -城市客运。城市空中交通，即有人和无人机系统在大都市地区安全有效的空中旅行，正在受到政府、公司和学术界的广泛研究。然而，尽管人们对它的兴趣日益浓厚，但对其市场接受度的了解仍然有限。研究试图评估这项技术的出现可能带来的挑战。

城市空中交通市场价值预计将以 25.9% 的速度增长，从 2023 年的 31 亿美元增至 2030 年的 155.4 亿美元。

2018 年，在西班牙巴塞罗那举行的第八届国际航空运输研究会议 (ICRAT) 上发表了一篇由 NASA 支持的研究论文，题为“城市空中交通和无人系统的空中交通控制评估”。该文件讨论了 UAM 和无人机系统 (UAS) 运行可能出现的潜在挑战。它将这些行动带来的潜在挑战归类为更多的行动、高于现有密度的行动、较低高度的行动以及飞机、自动化和飞行员的性能能力和培训的异质性。

运营密度的增加可能会带来一些挑战。首先，管制员使用的现有语音驱动通信技术可能无法扩展到估计的飞行密度。如果没有进一步的自动化或决策支持，为这种操作密度发出口头命令所需的控制器数量以及托管这些通信所需的频率范围可能不可行。第二个限制是当前监视和导航技术可能存在的不足。如果在低空数百平方英里的空间内同时进行大量 UAS 或 UAM 行动，现有的一级和二级监视系统可能无法提供有效的监视。

低空要求可能会进一步限制监视和导航系统的能力。此外，由于视线障碍，这些行动可能会进入监视覆盖范围不足的地区，例如山区。同样，作为传统导航设备的 VOR 和 DME 设备可能无法提供可靠的覆盖范围。ADS-B 等二次雷达系统在低空作业期间更容易受到信号插入、干扰或信号删除的影响。由于城市峡谷影响和信号多路径，全球定位系统（GPS）技术的应用在低海拔地区运行时的可靠性相对较低。这些限制不仅影响高效的空中交通管制 (ATC)，

最后，与传统飞机系统相比，用于 UAM 和 UAS 的飞机可能具有显着不同的性能和配置，以及通信、导航和监视 (CNS) 设备。然后，本文认为不同的运营商打算对航班进行不同程度的自动化。飞机能力、自主性和设备的这种异质性可能会给空中交通管制带来混合性能的挑战。目前，ATC 通常采用 ConOps 来适应效率损失和管制员工作量增加的情况，从而将装备较少的飞机投入空域。UAM 和 UAS 的性能状态越多样化，ConOps 的影响就越严重。这些是城市空中交通的出现可能带来的重大挑战。

尽管城市空中交通运营的盛行可能会带来挑战，但网约车巨​​头优步等领先公司的兴趣不断增加，这是城市空中交通市场增长的主要推动力。研究还表明，采用这种交通方式取决于旅行时间、成本以及安全水平。然而，专家预计，消费者愿意为使用自动驾驶交通方式（尤其是城市空中交通运营）支付更高的价格。