相对自驾车, 一个不太会吸引我们相关产业瞩目的管理办法讯息, 已于2016年10月由美国联邦航空总署(Federal Aviation Administration, FAA)的更新发表中颁布了.
乍看之下, 该管理办法或许仅适用于在美国空域飞行的航空器, 但事实上这次更新可用来一窥FAA于2020年推出的空中载具管理办法会如何发展. 该准则主要内容为: 立法规定于2020年1月以后, 飞行于北美绝大多数区域与墨西哥湾上的载人航空器(主要针对载人航空器为主, 且飞行于美国境内Class A/B/C管理空域者), 一律要安装上ADS-B设备.
ADS-B技术存在已久航空业采用率高
ADS-B(Automatic Dependent Surveillance–Broadcast)是广播式自动回报监视系统, 为一种飞航管理办法与安全技术装备, 提供整合通讯, 导航, 监视等概念, 让飞行安全更加全面与精确可靠.
在飞机上安装ADS-B装置, 除了是一种被规定的安全管理外, 其实对于应用者也是有不少好处的. 以航空公司JetBlue与United为例, 安装后大幅提升航班效率, 能透过ADS-B飞行最短的航线, 降低燃料的使用, 减少空中交通高峰期的延误, 节省乘客的时间, 也节省飞机整体运营成本等.
而安装ADS-B装置, 还可与其他系统作结合运作. 例如与机场场面侦测设备(ASDE-X)和机场地面监视能力(ASSC)系统整合, 能在机场的运行中发挥更多功能, 诸如追踪飞机和机场地面车辆的移动, 减少机场跑道冲突等. 因此, 使用ASDE-X和ASSC, 与装置有ADS-B飞机的飞行员, 将可以清楚看到机场地面上的飞机和车辆等资讯.
FAA为鼓励美国境内飞机尽早于2020年前装设好ADS-B, 2016年9月开始提供500美元的奖励措施, 协助支付ADS-B安装费用. 并于2017年7月再度发表推广文件.
观察目前市场ADS-B装置, 已经美国FAA核准的ADS-B out与ADS-B in装置之设备厂商, 其实数量不算多(属于利基型市场). ADS-B供应商可参见FAA官网公告. 然在不算多的厂商群中, 以航太经验久远的Garmin提供机种最多.
目前市场上价格最低廉的ADS-B Out设备由FreeFlight System推出, 该产品售价仅1,995美元; 市场最轻巧的ADS-B设备, 则以uAvionix公司的ping1090, 为目前最小的双链路ADS- B收发器, 产品只有20克, 有机会成为中小型无人机可以采用的产品方案.
如果空中交通管理要推行到飞行重量25公斤以下的中小型无人机的话, 航管装置的重量设计便将成为产品特色. 在无人机的安装情况方面, 大疆(DJI)于2017年2月推出的商用型Matrice 200(M200)无人机已内建ADS-B接收器, 以获取空中交通资讯, 提高飞行空域安全性.
载人的飞机历经一个世纪蓬勃地发展, 在全球已有相当成熟且精实的国际航空飞行管理办法或惯例存在, 但仍然持续不断在精进与调整中. 因此装设ADS-B对于当今航空业而言, 不算新技术也不算新理念, 且ADS-B主要是针对大型高速高空载人飞机(高性能飞行器)的要求而设计, 至今安装比例已经颇高.
ADS-B可为典范各类或将效法导入
相关ADS-B收发技术还在演进, 装置技术与服务内容也还在变化, 但当空中交通管理与安全监理势在必行时, 强制以法规手法来要求全面普及, 是可以预见的办法, 例如美国FAA已确定在2020年1月全面要求强制加装.
同理, 面对其他无人机, 自驾车, 甚至公营或民营的代步工具服务(如地方公共脚踏车或共享电动车, 平衡车等出租车辆)等新兴载具与服务的快速发展, 势必也将如同2020年美国地区载人飞机一般, 需要有更先进且适当的管理技术与办法, 这也是本文所探讨的新管理商机.
ADS-B是采自动广播方式, 主动发送航空器本身的呼号代码, 机型, 位置, 高度, 速度, 航向等资讯, 给予地面管制站或邻近其他飞行器知晓的管理机制. 但即使如此, 还是有疏漏之处, 也才会有马航MH370空难事件, 至今未能确认失事地点的情况发生. 因此部份先进国家亦思考布建更多低空卫星, 从太空进行装有ADS-B飞行器的追踪管理, 以免发生类似马航空难的事件发生, 整架飞机消失得无影无踪. 这类飞航管理与安全监理, 不仅美国, 加拿大2020年想要全线运作, 推测其他各国也将跟进美国设定在2020年的实施里程碑.
尤其, 未来还有更多低空, 地表, 水中等的新兴陆海空载具的发展情势, 因此类似ADS-B的管理技术或经营需求, 势将随之兴起. 只是ADS-B的技术或装置, 其系统费用, 功能目的, 装置大小重量等, 不一定适用于新兴的无人机, 或穿梭于都市丛林, 游走在地表的自驾车, 脚踏车等, 因此尚有其他不同管理系统的发展机会.
无人载具管理带动LPWAN/管理系统商机
我们可以从ADS-B的2020年实施的讯息, 扩大思考未来各国各地方政府可能需要的无人载具安全监理, 以及公民营代步工具经营管理等商机, 成为我们产业未来的新兴机会或布局方向.
以下列举二种可能的新商机, 提供参考:
LPWAN通讯模组
基本上, 欲被监理或被管理的移动载具, 例如无人机或公共脚踏车, 每一台都需要安装一组或多组晶片模组. 若该载具产品欲行销全球, 则必须安装或换装符合不同地区规范的认证模组.
也因为这些模组, 不论单向或双向通讯, 都必须使用电力, 这对小型无人机或脚踏车等是一种电力负担, 因此低功耗广域网路(LPWAN)通讯方案有机会成为首选. 而且, 几乎所有移动式的动力载具都会有一定耗损与折损, 载具的汰旧换新或新购, 亦会增加使通讯模组的需求量.
管理系统建置/维运商机
新兴的无人载具或载人移动工具, 因为绝大多仅属于中短距离(且不跨国境)的运行, 因此是隶属于一个国家或地方区域的应用为主. 这将促使出现各国, 甚至不同地方政府采行不尽相同的技术标准与管理方案. 当各国家或不同地方政府或不同服务业者, 可以自行针对不同载具运作, 选择不同的管理系统与不同的资讯收集方法时, 相关业者在系统建置与整合等提供上, 就有更多量身订作的加值服务空间.
ADS-B是在移动载具上安装有感测器, 并具接收与发射通讯能力的管理技术, 能对其周围附近的其他载具, 地方管理者或服务经营者, 提供精准的交通安全资讯与监视管理, 技术相当成熟稳当; 但对于低空无人机或游走地表的自驾车, 脚踏车等, 则不一定需采用高阶如美国飞航管理用的ADS-B, 而且新兴的业务, 通常还需考量符合地方色彩, 地方权益, 或什国家利益等问题, 因此还有其他技术平台可为选项, 例如3G, 4G, LoRa等.
3G, 4G(甚至未来5G)的基地台, 对于多数国家而言, 大多已完善布建于民众能活动的绝大多数区域. 因此无人载具管理若采相容于3G/4G/5G, 在基础建设上较简易省钱, 不必为管理小型无人载具全新建设基地台. 但观察目前3G/4G频宽技术与收费型式, 也不一定适合用在无人载具管理上, 譬如它会让许多无人机增加重量, 耗电量, 并产生额外的通讯费用成本.
若采用LoRa等新兴的低功耗远距离通讯技术, 则在基础建设上需要布建新基地台, 例如LoRa每15~20公里需建立一座传输基地台, 才能实现足够的讯号涵盖.
以台北市而言, 估计12个LoRa基地台便可覆盖全台北市; 而其技术特色, 在低功耗即能达成广域的管理, 不仅对地方政府具有技术简易与建设便利等魅力, 且布建后系统可以一物多用, 例如应用于Ubike管理, 老人手环, 宠物晶片, 计算物流配送最佳时间等, 对于商业经营服务与一般民众的休闲无人载具应用, 也相对亲民.