根據聯合國教科文組織報(bào)道，地球在過去40年中城市(shì)化(huà)的進程正在逐步加速，預計到2030年，約有60%的地球總人(rén)口将生(shēng)活在城市(shì)，這(zhè)些(xiē)人(rén)口總量将在50億左右。屆時(shí)包括中國北京、日本東京、印度德裏、巴基斯坦卡拉奇，埃及開羅等這(zhè)些(xiē)城市(shì)将會成為(wèi)世界人(rén)口的中心。而如(rú)今這(zhè)些(xiē)城市(shì)的管理(lǐ)者已經開始被日益增加的交通問題所困惱，通過研究各種管理(lǐ)方法和運行模式來(lái)緩解地面交通為(wèi)城市(shì)所帶來(lái)的壓力。四通八達的城市(shì)地下(xià)交通網絡一(yī)度舒緩了(le)地面交通所帶來(lái)的壓力，但(dàn)如(rú)今在地球的很多城市(shì)即便擁有這(zhè)樣的網絡也(yě)沒法繼續負擔日益增多的城市(shì)人(rén)口，地下(xià)交通網絡資源也(yě)變得捉襟見肘。

随着近年來(lái)無人(rén)機技術的發展和運用，城市(shì)的設計和管理(lǐ)者已經将視(shì)線轉向空中，希望利用天空這(zhè)個(gè)維度為(wèi)城市(shì)再構建一(yī)張新(xīn)的交通網絡。于是乎未來(lái)城市(shì)空中交通運行的概念便孕育而生(shēng)了(le)。在全球，空客、波音(yīn)、優步（UBER）等企業紛紛開始設計和着手構建城市(shì)空中交通運行概念。與此同時(shí)，日本、美國、歐洲諸國都陸續宣布了(le)未來(lái)城市(shì)空中交通發展路(lù)線圖，并希望通過和企業聯手一(yī)同再造新(xīn)的城市(shì)空中交通網絡。在中國，由億航、迅蟻、京東、空客中國為(wèi)代表的企業也(yě)紛至沓來(lái)，欲在中國也(yě)創造和實踐未來(lái)城市(shì)空中交通運行的理(lǐ)念，為(wèi)中國城市(shì)交通運維構建新(xīn)的網絡。

面對充滿機遇的未來(lái)城市(shì)空中交通網絡，我們有哪些(xiē)急需突破的挑戰和解決的問題呢(ne)？筆者通過與全球相關(guān)利益方的多次交流和探討(tǎo)，歸納和總結出以下(xià)方面：

飛行器(qì)系統：

• 電池技術：未來(lái)城市(shì)空中交通運行的主流交通工具将會是具備垂直起降并且具有自主飛行功能(néng)的電動無人(rén)飛行器(qì)（eVTOLs），飛行器(qì)電池技術的發展将會直接關(guān)系到未來(lái)城市(shì)空中交通運行的商(shāng)業和運行模式。電池的自重、能(néng)量密度、充放(fàng)電能(néng)力、工作(zuò)效能(néng)等會直接影響着飛行器(qì)的運載能(néng)力、飛行時(shí)間(jiān)航程、空中和起降性能(néng)、地面運維管理(lǐ)模式等方面。

• 飛行器(qì)設計制造标準：作(zuò)為(wèi)在城市(shì)上(shàng)空運行的飛行器(qì)，無論是載人(rén)飛行還是載貨飛行，其運行風(fēng)險是極高的。特别對大載重或者是載人(rén)的飛行器(qì)而言，适航審定幾乎是必定需要逾越的門檻。由于eVTOLs與傳統有人(rén)駕駛航空器(qì)在設計制造方面有别，導緻現(xiàn)有的适航審定無法直接使用，由此對于eVTOLs的适航審定方法就(jiù)要重新(xīn)制定。由于缺乏全球統一(yī)的标準和指導建議(yì)，目前全球不同地區已經出現(xiàn)分(fēn)歧，這(zhè)其實是非常危險的，對于未來(lái)全球融合統一(yī)極其不利。

• 飛行系統自動化(huà)程度和可靠性：目前飛行器(qì)可以實現(xiàn)極高的自動化(huà)（automation）程度，但(dàn)距離真正的自主化(huà)（autonomous）飛行還需假以時(shí)日。圍繞着人(rén)工智能(néng)所展開的一(yī)系列研究實踐和倫理(lǐ)探討(tǎo)一(yī)直在不斷被升級，同時(shí)人(rén)工智能(néng)的不确定性就(jiù)目前是無法被預知和評估的，這(zhè)些(xiē)對于人(rén)類真正實現(xiàn)自主飛行具有決定性的作(zuò)用。所以飛行員(yuán)作(zuò)為(wèi)保護飛行安全的最後一(yī)關(guān)，很難在短時(shí)間(jiān)裏被機器(qì)所取代。

運行軟硬件設施：

• 硬件設施：早期的城市(shì)設計在功能(néng)設計上(shàng)很少考慮到空中交通網絡，即便像東京這(zhè)樣硬件相對成熟的城市(shì)，在設計和建造的過程中已經涵蓋了(le)空中交通網絡的概念，但(dàn)是其容量、設計理(lǐ)念等還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有辦法滿足未來(lái)城市(shì)空中交通網絡的需求。如(rú)何對現(xiàn)有城市(shì)的硬件設施進行合理(lǐ)改造，或者重新(xīn)設計建造新(xīn)的硬件設施成為(wèi)城市(shì)設計者和管理(lǐ)者急需解決的問題。

• 軟件設施：設計和構建城市(shì)空中交通網絡好(hǎo)比在空中建造公共道路(lù)并為(wèi)之設計和匹配相關(guān)的管理(lǐ)系統。新(xīn)一(yī)代通訊導航監視(shì)網絡能(néng)夠确保實時(shí)大容量、高速率、低(dī)延時(shí)和精确性數據傳輸為(wèi)各類飛行器(qì)在城市(shì)上(shàng)空較低(dī)空域安全高效的自主飛行提供保障。在此基礎上(shàng)，城市(shì)空中交通管理(lǐ)系統的設計和構建，以及該系統和現(xiàn)有空中交通管理(lǐ)系統，無人(rén)機通管理(lǐ)系統之間(jiān)的邊界定義、融合策略、管理(lǐ)方法和程序等需要得到妥善解決。此外，各信息系統的安全冗餘、全系統的安全冗餘和系統性降級、系統性崩塌後的應急措施等都需要進行測試和驗證。

全球性标準體(tǐ)系匮乏

• 由于未來(lái)城市(shì)空中交通的運行與無人(rén)空中交通管理(lǐ)系統、無人(rén)機等一(yī)系列無人(rén)概念息息相關(guān)，但(dàn)目前為(wèi)止全球尚未出現(xiàn)統一(yī)和清晰的标準和規章體(tǐ)系。近年來(lái)随着無人(rén)機被廣泛的應用于商(shāng)業、應急救援、人(rén)道主義救援等方面，一(yī)定程度上(shàng)加速了(le)國際标準和指導建議(yì)修定，但(dàn)相比于科學技術發展的速度仍顯不足。為(wèi)了(le)應對這(zhè)種窘境，聯合國組織、地區、國家标準制定體(tǐ)着力進行管理(lǐ)方法和管理(lǐ)模式創新(xīn)，力求通過新(xīn)的手段和方式加速并适應新(xīn)環境下(xià)的運行的要求和發展。這(zhè)點值得鼓勵和表揚，但(dàn)同時(shí)也(yě)隐藏了(le)一(yī)些(xiē)危險的隐患。由于缺乏全球統一(yī)的指導性文件作(zuò)為(wèi)藍本，各國都又想占據全球标準制定的先手，從而導緻“各為(wèi)其政”的現(xiàn)象。這(zhè)對今後的全球統一(yī)和融合運行造成了(le)一(yī)定問題和挑戰。

市(shì)場(chǎng)和商(shāng)業運行模式

• 商(shāng)業模式：由于未來(lái)城市(shì)空中交通屬于新(xīn)興産業，目前沒有任何前例可供參考和借鑒。對于商(shāng)業模式的研究，優步和空客就(jiù)目前而言是走在前列的。就(jiù)優步而言，因為(wèi)它的地面交通運行商(shāng)業模式已經成熟，通過對地面運行模式的延伸，設計和研究出其對未來(lái)城市(shì)空中交通商(shāng)業模式。筆者認為(wèi)，這(zhè)種推演的商(shāng)業模式在運行後期是具有一(yī)定實際意義的，但(dàn)在運行初期沒有充足運能(néng)的前提下(xià)是很難實現(xiàn)的，可能(néng)需要有其他商(shāng)業模式進行周期性過渡。所以到底怎樣的商(shāng)業模式真正适合未來(lái)城市(shì)空中交通的發展需要需要進一(yī)步研究和實踐。

• 資金(jīn)：航空産業是資金(jīn)密集度很高的産業，特别是在産業發展的初期對于資金(jīn)的訴求度很高。當商(shāng)業模式尚且不明确，市(shì)場(chǎng)成熟度不足時(shí)，初創類企業容易被拖垮，行業先行者前期需要投入大量的資金(jīn)去培育市(shì)場(chǎng)和試探商(shāng)業模式。對于資金(jīn)狀況相對比較穩健的傳統航空企業或者優步這(zhè)類擁有其他産品線的企業而言可能(néng)資金(jīn)壓力要小些(xiē)，多産品線可以分(fēn)攤前期運維的風(fēng)險。

社會和公衆影響

• 公衆接納度和信任度：人(rén)類對于新(xīn)興事(shì)物的接納度、人(rén)類與機器(qì)之間(jiān)的信任度需要通過漫長時(shí)間(jiān)的磨合才能(néng)逐步建立。優步作(zuò)為(wèi)自動駕駛的先行者，一(yī)直緻力于推動自動駕駛技術，但(dàn)不幸的是去年3月(yuè)26日，一(yī)輛L4自動駕駛汽車在亞利桑那州的公共道路(lù)上(shàng)失控後撞擊一(yī)位行人(rén)并至其死亡。其後關(guān)于自動駕駛的争議(yì)就(jiù)蔓延開了(le)，社會是否已經接納了(le)自主化(huà)的機器(qì)文明？我們對于機器(qì)的信任到底有多堅實？這(zhè)些(xiē)問題一(yī)直沒有辦法得到解答(dá)。這(zhè)也(yě)将影響着未來(lái)城市(shì)空中交通運行的發展和落實。

• 噪音(yīn)和隐私：由于eVTOLs在設計的氣動布局上(shàng)于直升機有着巨大的差異，從而導緻eVTOLs的實際運行噪音(yīn)會遠(yuǎn)比直升機小。但(dàn)是由于城市(shì)空中交通的運行頻次較現(xiàn)有直升機城市(shì)運行要密集很多，所以綜合噪音(yīn)影響對人(rén)類城市(shì)居住到底産生(shēng)多大影響尚未考究。同時(shí)在密集的城市(shì)間(jiān)飛行對城市(shì)居民(mín)居住的隐私保護也(yě)必定成為(wèi)一(yī)大挑戰，影響着空中航線規劃、地面設施的部署。

• 航空知識普及度：飛行的普及程度就(jiù)開車而言要低(dī)上(shàng)很多，絕大多數的人(rén)從未有過飛行駕駛經驗，這(zhè)對于未來(lái)城市(shì)交通的推廣有着看似間(jiān)接但(dàn)确直接的影響。由于缺乏對飛行本身(shēn)的認識或缺乏對機器(qì)之間(jiān)的信任，人(rén)類很難在很短的時(shí)間(jiān)裏去适應常态化(huà)的空中交通運行。當市(shì)場(chǎng)缺乏放(fàng)大的動力時(shí)，再加之資金(jīn)鏈等綜合影響，很可能(néng)導緻市(shì)場(chǎng)停滞不前甚至出現(xiàn)倒退。這(zhè)是需要産業界提前準備和積極解決的難題。

• 其他的一(yī)些(xiē)問題：諸如(rú)未來(lái)社會就(jiù)業問題，政策連續性問題等都将間(jiān)接對未來(lái)城市(shì)空中交通的發展提出問題和挑戰。

第四次工業革命已經對全球産生(shēng)了(le)巨大和深遠(yuǎn)的影響，科學技術對于某一(yī)領域的改變将是系統化(huà)的。一(yī)個(gè)技術的改變不僅隻對該技術領域産生(shēng)影響，它一(yī)定對其他相關(guān)領域産生(shēng)系統化(huà)的影響，并且同時(shí)會帶來(lái)地緣政治、經濟發展、社會結構、公衆民(mín)生(shēng)等問題和挑戰。

在互聯互通、錯綜複雜和日新(xīn)月(yuè)異的當今社會為(wèi)了(le)應對第四次工業革命所帶來(lái)的系統性變化(huà)和挑戰，必須與所有利益相關(guān)方共同攜手合作(zuò)，這(zhè)樣才能(néng)積極和有效應對新(xīn)環境下(xià)的各種挑戰，提升全球系統領導力和決策力。（來(lái)源：世界經濟論壇）