
低空交通系統(tǒng)有望在虛擬世界中先“起飛” 未來(lái)讓更多人享受全新出行方式
出門“打飛的”,這個(gè)過(guò)去出現(xiàn)在科幻電影中的場(chǎng)景,距離我們正越來(lái)越近。
在蔚藍(lán)天空下,億航無(wú)人駕駛載人航空器完成全球商業(yè)首飛演示,全球首張無(wú)人駕駛載人航空器適航證已落地這家廣州企業(yè);在虛擬空間中,香港科技大學(xué)(廣州)(以下簡(jiǎn)稱為“港科大(廣州)”的科學(xué)家們,正將傳統(tǒng)二維平面的交通網(wǎng)絡(luò)“升維”至三維立體空間。虛實(shí)之間,打開(kāi)低空經(jīng)濟(jì)的廣闊機(jī)遇。
要想富,先修路。但將“路”修到低空中去,要解決的遠(yuǎn)不止硬件問(wèn)題?!拔覀兊难芯繉?duì)象是低空交通系統(tǒng),細(xì)致到垂直升降機(jī)場(chǎng)的選址、航道的規(guī)劃乃至市場(chǎng)需求和定價(jià)策略?!备劭拼螅◤V州)智能交通學(xué)域助理教授賈帥告訴廣州日?qǐng)?bào)記者。
如今,該校正以交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)為支撐展開(kāi)研究。未來(lái),低空交通系統(tǒng)有望在虛擬世界中先“起飛”,通過(guò)模擬計(jì)算、優(yōu)化迭代,讓更多人能享受到這種更便捷、安全和綠色的全新出行方式。
課題研究:機(jī)場(chǎng)選址、航道規(guī)劃“牽一發(fā)動(dòng)全身”
1月23日,廣州日?qǐng)?bào)記者從市區(qū)來(lái)到位于廣州南沙區(qū)的港科大(廣州),耗時(shí)近1小時(shí)。若能“打飛的”,這段40公里的路途或不到10分鐘便可暢達(dá)。這也是低空出行成為近期熱詞的原因——實(shí)在太快了。
在今年廣州兩會(huì)上,市政協(xié)委員、港科大(廣州)校長(zhǎng)倪明選表示,港科大(廣州)有信心、有決心發(fā)揮自身獨(dú)特優(yōu)勢(shì),反哺廣州、回報(bào)社會(huì),助推低空經(jīng)濟(jì)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)成為大灣區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的重要引擎。
港科大(廣州)最獨(dú)特的優(yōu)勢(shì), 莫過(guò)于其融合學(xué)科的學(xué)術(shù)架構(gòu)。倪明選分析,低空經(jīng)濟(jì)的技術(shù)創(chuàng)新需要多個(gè)交叉融合學(xué)科做支撐,如數(shù)據(jù)科學(xué)、人工智能、先進(jìn)材料等?!斑@些都是港科大(廣州)重點(diǎn)發(fā)展的融合學(xué)科。”
他所說(shuō)的不是愿景,而是學(xué)校推進(jìn)中的研究項(xiàng)目。智能交通學(xué)域助理教授賈帥告訴記者,融合多個(gè)學(xué)科人才的項(xiàng)目組正以“低空交通系統(tǒng)”為切入口開(kāi)展研究。
“為什么有企業(yè)已開(kāi)發(fā)出非常成熟的飛行汽車,但常態(tài)化的低空出行還沒(méi)有進(jìn)入人們的生活中?很大一個(gè)原因就是這個(gè)系統(tǒng)還沒(méi)有設(shè)計(jì)好?!辟Z帥分析道。項(xiàng)目為此擬定了多個(gè)課題,覆蓋了市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)、垂直機(jī)場(chǎng)選址、飛行航道規(guī)劃等系統(tǒng)設(shè)計(jì)的多個(gè)方面。課題由博士和碩士團(tuán)隊(duì)共同參與研究,其中博士項(xiàng)目更聚焦于單個(gè)問(wèn)題的深入研究,提出新的解決問(wèn)題的理論方法;碩士項(xiàng)目則側(cè)重團(tuán)隊(duì)協(xié)作,重點(diǎn)在于將多個(gè)問(wèn)題的研究成果串聯(lián)成一整套系統(tǒng)解決方案。
賈帥直言,選址的問(wèn)題遠(yuǎn)比想象復(fù)雜。當(dāng)未來(lái)低空出行大面積鋪開(kāi),被設(shè)點(diǎn)高樓附近的交通網(wǎng)絡(luò)將承受更大壓力。同時(shí),由于飛行汽車難以實(shí)現(xiàn)空中懸停等客,或還需要在繁忙點(diǎn)的附近布置停機(jī)場(chǎng)。
而航道規(guī)劃,不同于打開(kāi)地圖軟件給汽車劃定的路徑規(guī)劃,“飛行汽車的路是三維的。飛得越高,要考慮到萬(wàn)一發(fā)生事故,零件散落的直徑越大,航道規(guī)劃要考慮飛行高度與地面風(fēng)險(xiǎn)面積的關(guān)聯(lián)關(guān)系,盡量避開(kāi)人流密集的地區(qū)。”賈帥說(shuō)。
實(shí)際上,已有互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)在開(kāi)發(fā)低空空域劃設(shè)與管理平臺(tái),為空域管理部門提供空域設(shè)計(jì)、航道規(guī)劃、模擬測(cè)試等功能,以打造便捷的三維航路規(guī)劃設(shè)計(jì)工具?!捌髽I(yè)的優(yōu)勢(shì)在于落地速度快,但對(duì)系統(tǒng)的深層次認(rèn)識(shí)或不如高校專業(yè)背景的研究人員?!辟Z帥表示,項(xiàng)目組其中一個(gè)目標(biāo),也是開(kāi)發(fā)出這樣一套系統(tǒng)。
研究者:“紅鳥(niǎo)碩士”在學(xué)術(shù)中引入業(yè)界視角
前不久,項(xiàng)目組完成了開(kāi)題報(bào)告,答辯的主力是“紅鳥(niǎo)碩士”——這支獨(dú)特的科研人員,也是港科大(廣州)有別于其他高校的另一個(gè)特色所在。
包括“紅鳥(niǎo)碩士”在內(nèi)的項(xiàng)目組師生正在討論低空交通問(wèn)題。
紅鳥(niǎo)碩士項(xiàng)目是香港科技大學(xué)(廣州)為實(shí)現(xiàn)“復(fù)合型創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才”培養(yǎng)目標(biāo)而設(shè)計(jì)的學(xué)術(shù)型碩士培養(yǎng)項(xiàng)目,探索“以學(xué)生為中心”的融合學(xué)科育人范式,通過(guò)項(xiàng)目進(jìn)行引導(dǎo)式教學(xué)。
賈帥打開(kāi)電腦,向記者展示了開(kāi)題報(bào)告搭建的框架:除了垂直起降機(jī)場(chǎng)選址和航道規(guī)劃外,還有需求預(yù)測(cè)、公眾接受度研究、定價(jià)策略設(shè)計(jì)三個(gè)部分?!捌渲虚_(kāi)展市場(chǎng)調(diào)研,正是有業(yè)界背景的‘紅鳥(niǎo)碩士’主動(dòng)提出的,為整個(gè)系統(tǒng)的落地提供了很好的市場(chǎng)視角?!?/span>
賈帥透露,“紅鳥(niǎo)碩士”將在明年推出三個(gè)成果:一是關(guān)于低空交通系統(tǒng)的白皮書,向公眾解讀低空交通未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模、公眾接受度和不同定價(jià)策略影響等;二是學(xué)術(shù)研究報(bào)告,將展示上述研究結(jié)果的方法和過(guò)程;三是低空交通的仿真系統(tǒng),以支撐未來(lái)對(duì)低空出行模式的持續(xù)研究。
“紅鳥(niǎo)碩士”李海玉告訴記者,讓她驚喜的是,項(xiàng)目組不僅是課題組,更像是初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)?!肮W(xué)、商學(xué)、社科等多專業(yè)的同學(xué)一起探討低空出行的政策、市場(chǎng)、運(yùn)營(yíng)、定價(jià)、仿真平臺(tái)等,人人都是項(xiàng)目的CXO?!?/span>
研究方式:數(shù)字“孿生”現(xiàn)在,仿真預(yù)測(cè)未來(lái)
采訪中,賈帥向記者描畫出未來(lái)低空出行的理想圖景:手機(jī)下單,汽車就來(lái)到家門口,接駁至最近的垂直升降機(jī)場(chǎng),走進(jìn)相應(yīng)的閘機(jī),待客“飛的”將乘客快速送至目的地附近的另一個(gè)垂直升降機(jī)場(chǎng),同樣也通過(guò)汽車實(shí)現(xiàn)接駁。“便捷與舒適的體驗(yàn),將改變?nèi)祟悓?duì)出行的想象?!?/span>
除了打“飛的”出行,低空經(jīng)濟(jì)還有更多場(chǎng)景。例如空中急救,空中“救護(hù)車”運(yùn)送傷員或醫(yī)療資源;空中物流,無(wú)人機(jī)外賣“從天而降”,快遞配送效率從“天”變成“小時(shí)”……而這背后,需要強(qiáng)大的科研力量作支撐。
2022年9月7日,港科大(廣州)聯(lián)合佳都科技集團(tuán)、廣東方緯科技有限公司啟動(dòng)了交通網(wǎng)絡(luò)數(shù)字孿生協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)的建設(shè)。
剛剛獲得“國(guó)家卓越工程師”稱號(hào)、港科大(廣州)智能交通學(xué)域?qū)嵺`教授蘇權(quán)科也是該平臺(tái)的一員。通過(guò)在港珠澳大橋管理局擔(dān)任總工程師的經(jīng)驗(yàn),他深刻地理解到,智能交通是真正互聯(lián)互通互操作的自主式交通體系。
“我們想把交通網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施控制的信號(hào)、汽車等都數(shù)字孿生到虛擬空間。然后,在虛擬空間設(shè)想各種場(chǎng)景進(jìn)行推演分析,擇優(yōu)方案,為交通大模型的研發(fā)提供全量豐富的訓(xùn)練數(shù)據(jù)。理論上,孿生的虛擬世界與現(xiàn)實(shí)空間是相向的,交通虛擬世界在按優(yōu)化的方案演變的同時(shí),現(xiàn)實(shí)世界也在受交通信號(hào)手段的指導(dǎo)發(fā)生變化。”蘇權(quán)科曾受訪表示。他希望,結(jié)合智能交通學(xué)域的學(xué)術(shù)力量,進(jìn)一步開(kāi)展關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),為我國(guó)智能交通、智慧城市發(fā)展打造基礎(chǔ)研究平臺(tái)。