一、需求概述
1、在山區(qū)、河流、湖泊、島嶼等天塹地域，陸路或水路運輸很難甚至根本無法通達(dá)。這將嚴(yán)重阻礙在天塹地域?qū)嵤┚o急救援行動，延誤應(yīng)急救災(zāi)物資的及時送達(dá)使用。
2、有人駕駛直升機是保障應(yīng)急物流的重要手段，但在天塹地域地形復(fù)雜、氣候多變，有人機救援需超低空飛行作業(yè)，對駕駛員的人身安全構(gòu)成威脅，嚴(yán)重影響應(yīng)急物流的效率。隨著科技的發(fā)展，無人機可有效解決有人機存在的人身安全隱患，將擔(dān)當(dāng)起應(yīng)急物流的重任。
3、無人機應(yīng)急物流主要需求體現(xiàn)在，一是航線開通的及時性；二是物流運輸?shù)哪芰Γ蝗俏锪鬟\輸?shù)目煽啃浴?/p>
二、總體方案
1、將具有自動駕駛儀的有人直升機改造為無人直升機。無人直升機應(yīng)滿足陸路或水路運輸標(biāo)準(zhǔn)，以避免因使用空域的影響，耽誤無人機及時到達(dá)救援現(xiàn)場。
2、在盡可能接近救援現(xiàn)場，并且陸路或水路可到達(dá)的位置，建立應(yīng)急物流機場；在救援現(xiàn)場設(shè)立無人直升機的起降點。
3、在應(yīng)急物流機場和無人機起降點之間，以移動通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，采用偽衛(wèi)星技術(shù)和航管雷達(dá)技術(shù)，建立無人機應(yīng)急物流航線的航行管制系統(tǒng)。機場和起降點分別設(shè)立航管指揮中心和救援現(xiàn)場航管站。
4、無人直升機和救援物資通過陸路或水路運抵應(yīng)急物流機場，無人機裝載救援物資沿物流航線飛行，在無人機起降點降落并卸載。無人機航行時由航線航管系統(tǒng)保障航行管制。
5、鑒于人身安全的考慮，無人機不允許搭載人員。但在萬分緊急的情況下，無人機可做為搶運危重傷病員的特殊應(yīng)急措施。
三、無人機應(yīng)急物流實施過程
1、應(yīng)急響應(yīng)
1）接到應(yīng)急響應(yīng)警報，無人機應(yīng)急物流救援隊?wèi)?yīng)派先遣隊迅速到達(dá)救援現(xiàn)場，使用無人機對救援區(qū)域進(jìn)行航測，繪制區(qū)域地形地貌圖。
2）根據(jù)救援區(qū)域地形圖，確定并分別建立應(yīng)急物流機場和現(xiàn)場起降點。設(shè)置救援區(qū)域航線氣象站。
3）規(guī)劃機場至起降點的物流航線。使用無人機對所規(guī)劃的物流航線進(jìn)行堪測，主要測試全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)導(dǎo)航信號連續(xù)性和可靠性，測試移動通信系統(tǒng)信號的覆蓋率和傳輸速率。評估測試結(jié)果，有必要時重新規(guī)劃物流航線。需要說明，不是所有救援地域都具有無人機應(yīng)急物流條件，在規(guī)劃航線不具備建立可靠的航管系統(tǒng)時，應(yīng)該采取其他應(yīng)急物流保障措施。
2、設(shè)置物流航線航管系統(tǒng)
1）根據(jù)航線堪測結(jié)果，分別在機場和起降點架設(shè)移動通信宏基站。對于航線較長或者通信信號受到遮擋干擾的航線，移動通信基站采用系留旋翼升空平臺提高基站升空高度，保障全航線無人機數(shù)據(jù)鏈暢通連續(xù)。若有必要，還需要在航線沿途架設(shè)其他的基站。
2）根據(jù)航線堪測結(jié)果，若GNSS導(dǎo)航信號無法保障航線導(dǎo)航的連續(xù)性和可靠性，采用偽衛(wèi)星技術(shù)，在機場和起降點基站，或者另外架設(shè)的基站，設(shè)置偽衛(wèi)星保障導(dǎo)航的可靠性。在機場和起降點基站，可采用RTK技術(shù)設(shè)置輔助導(dǎo)航設(shè)備，以提高導(dǎo)航的精度。
3）若有必要，在機場和起降點基站應(yīng)該架設(shè)一次航管雷達(dá)，以便對航線空域非協(xié)同空中目標(biāo)實施航行管制。
4）航線航管系統(tǒng)建立完成后，使用無人機對全航線進(jìn)行試飛，檢測航線航管系統(tǒng)各項性能。滿足基本性能即可開通物流運輸。
3、物流航線管制
1）根據(jù)航管系統(tǒng)導(dǎo)航精度，物流航線至少劃設(shè)兩個高度層，往返航線分別在不同高度層飛行；同一高度層可調(diào)整無人機航行間隔，提高無人機運輸密度。
2）物流無人機必須在航管系統(tǒng)注冊，服從航管系統(tǒng)管制。無人機在航線航行以自主駕駛為主，通過移動通信基站向航管系統(tǒng)廣播通報無人機狀態(tài)信息。
3）無人機駕駛員應(yīng)該時刻監(jiān)視無人機飛行狀態(tài)，必要時聽從航管員的指令，適當(dāng)遙控調(diào)整無人機飛行狀態(tài)或者采用超視距駕駛方式駕駛無人機。無人機起降時，駕駛員應(yīng)采用外控駕駛方式，在目視距離內(nèi)控制無人機起降。
4）航線氣象站應(yīng)及時預(yù)報航線飛行氣象情況，通報航線航管員和無人機駕駛員。
5）設(shè)置的一次航管雷達(dá)站，應(yīng)密切監(jiān)視航線空域內(nèi)的空中目標(biāo)，校驗應(yīng)急物流無人機的位置，及時報告非協(xié)同空中目標(biāo)位置狀況，提供航行告警服務(wù)。
四、性能評估
1、航線開通的及時性
航線及時開通主要取決于救援地區(qū)航線航管系統(tǒng)建設(shè)條件。
1）取決于救援地區(qū)移動通信基站的覆蓋率。我國東南地區(qū)人口密集，現(xiàn)有基站覆蓋率高，反之西北地區(qū)基站覆蓋率較低。在無現(xiàn)有基站可利用的情況下，航線航管通信只能依賴于在機場和起降點兩端臨時架設(shè)的通過衛(wèi)星傳輸入網(wǎng)的移動通信基站。
2）取決于地形地貌對GNSS導(dǎo)航信號的影響。山區(qū)、河流上游區(qū)域?qū)?dǎo)航信號有較大的遮擋，而湖泊、島嶼區(qū)域?qū)Ш叫盘栞^為可靠。
3）按邊遠(yuǎn)山區(qū)最困難情況估計，除不具備可靠航管條件外，采取得力措施，可以力爭在應(yīng)急響應(yīng)24小時內(nèi)開通無人機應(yīng)急物流航線。
2、物流運輸?shù)哪芰?/p>
物流運輸?shù)哪芰χ饕Q于應(yīng)急物流航線的航管效率。無人機在航線主要是自主駕駛飛行，如同地面的有軌交通，人為因素干擾小，保障好航線導(dǎo)航精度和導(dǎo)航可靠性，可大大減小無人機飛行間隔，提高航線空域的利用率。
3、物流運輸?shù)目煽啃?/p>
物流運輸?shù)目煽啃灾饕Q于無人直升機可靠性和航線航管系統(tǒng)可靠性。
1）無人直升機采用通過標(biāo)準(zhǔn)適航的有人直升機進(jìn)行無人化改造，并應(yīng)用于限定的隔離空域航線，對其適航認(rèn)證可按特殊限用類適航標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，實際上簡化了無人機設(shè)計制造難度，提高了無人機的可靠性。
2）航線航管系統(tǒng)的可靠性是保障運輸可靠的關(guān)鍵，應(yīng)用成熟的移動通信系統(tǒng)作為通信基礎(chǔ)，采用偽衛(wèi)星和RTK等技術(shù)提高導(dǎo)航的可靠性，由區(qū)域航空氣象站提供氣象保障，使航線中的無人機可以安全有序高效飛行。
4、要點小結(jié)
無人機應(yīng)急物流預(yù)案要點：一是有人直升機無人化改造為無人直升機；二是采用偽衛(wèi)星技術(shù)提高導(dǎo)航的可靠性；三是以移動通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)快速建立無人機應(yīng)急物流航線的航管系統(tǒng)。
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