空中出租车融入城市空域_英__24页_18mb

报告摘要

城市空中交通（UAM）研究报告总结

研究背景与目标

城市空中交通（UAM）作为创新航空出行（IAM）的一部分，旨在通过新型技术构建服务于城市乘客和货物运输的新型空中交通系统。DLR（德国航天中心）发起的“HorizonUAM”项目自2020年7月至2023年8月，投资910万欧元，联合NASA和Bauhaus Luftfahrt，研究UAM系统的可行性、设计及社会影响。目标是实现安全、可靠且可持续的空中出行，同时与现有交通系统整合，推动交通脱碳。

系统架构与关键模块

UAM被视为多系统集成的复杂系统，包含飞行器、基础设施、空中交通管理及公众接受度等模块。系统需在技术、运营、监管和社会层面协调，以确保高效运作。DLR采用沙盘模拟和系统综合模型，评估不同场景下的需求、价格和运营成本。主要研究模块包括：飞行器设计、垂直起降平台（Vertidrome）布局、通信导航技术、安全监测及社会接受度分析。

使用案例与技术场景

报告分析了四种典型使用场景：

城内短途（12.13公里/100公里/小时，4座）：适用于德国核心城区，允许中途停靠，无需充电。
机场穿梭（15.11公里/150公里/小时，6座）：连接机场与城市中心，配备储物空间和充电功能。
区域运输（186.35公里/150公里/小时，8座）：需求高但经济性挑战大，需优化运营成本。
城际运输（超70公里/超100公里/小时，10座）：注重乘客舒适性和长距离飞行需求。

技术发展趋势包括推进系统从全电动或混合动力（含氢燃料）过渡，自动化水平逐步提升，以及U-Space（欧洲无人机交通管理）服务等级从U1到U3。U-Space通过多链路通信、多传感器导航和实时数据交换，确保飞行安全及效率。

运营成本与市场潜力

UAM的经济可行性依赖于直接运营成本（DOC）和间接运营成本（IOC）的平衡。研究显示，即使在低票价情景下（如区域运输票价1.00欧元/公里），UAM市场也可能在2050年达到每日1900万次出行的潜力。需通过优化Vertidrome（垂直起降平台）网络密度和飞行路径，降低基础设施与车队规模要求。例如，汉堡模拟场景中，275辆飞行器可覆盖2800次每日任务，若采用电池更换而非充电，车队可减少至225辆。

安全与社会接受度

安全：UAM需融入现有航空体系，确保与传统飞行器同等安全标准。研究重点包括自主飞行的可信度、多传感器导航（应对城市楼宇遮挡和信号干扰）及网络安全防护。机器学习（如DroNoise应用程序）用于实时监测飞行器周围环境，避免碰撞。

社会接受：公众对UAM的接受度受安全性、噪音、经济性及便利性影响。调查显示，46%的参与者对UAM持正面态度，但隐私、噪音及环境影响仍是主要担忧。通过优化设计（如提升乘客隐私、降低噪音）和透明沟通，可增强社会信任。研究表明，减少飞行器可见度和提升飞行高度有助于改善公众福祉。

Vertidrome与U-Space应用

Vertidrome作为UAM地面基础设施，需兼顾安全、充电、维护及交通枢纽功能。DLR开发了基于MQTT协议的本地消息服务器，模拟中央U-Space云服务，支持飞行计划实时调度和应急信息处理。汉堡实地演示验证了Vertidrome管理工具的功能，包括自动重路由、多传感器导航和噪音监测。

未来挑战与发展方向

UAM面临三大核心挑战：经济可行性（需降低运营成本）、系统复杂性（跨领域协调与责任划分）和社会接受度（噪音、隐私及环境影响）。未来需进一步完善法规框架、发展多模式联运场景，并推动技术从自主飞行到全自动化演进。DLR计划扩展研究至区域和多模式交通，目标将UAM深化为“先进航空出行”（Advanced Air Mobility）和“创新航空出行”（Innovative Air Mobility）。