相對自駕車, 一個不太會吸引我們相關產業矚目的管理辦法訊息, 已於2016年10月由美國聯邦航空總署(Federal Aviation Administration, FAA)的更新發表中頒布了.
乍看之下, 該管理辦法或許僅適用於在美國空域飛行的航空器, 但事實上這次更新可用來一窺FAA於2020年推出的空中載具管理辦法會如何發展. 該準則主要內容為: 立法規定於2020年1月以後, 飛行於北美絕大多數區域與墨西哥灣上的載人航空器(主要針對載人航空器為主, 且飛行於美國境內Class A/B/C管理空域者), 一律要安裝上ADS-B設備.
ADS-B技術存在已久航空業採用率高
ADS-B(Automatic Dependent Surveillance–Broadcast)是廣播式自動回報監視系統, 為一種飛航管理辦法與安全技術裝備, 提供整合通訊, 導航, 監視等概念, 讓飛行安全更加全面與精確可靠.
在飛機上安裝ADS-B裝置, 除了是一種被規定的安全管理外, 其實對於應用者也是有不少好處的. 以航空公司JetBlue與United為例, 安裝後大幅提升航班效率, 能透過ADS-B飛行最短的航線, 降低燃料的使用, 減少空中交通高峰期的延誤, 節省乘客的時間, 也節省飛機整體運營成本等.
而安裝ADS-B裝置, 還可與其他系統作結合運作. 例如與機場場面偵測設備(ASDE-X)和機場地面監視能力(ASSC)系統整合, 能在機場的運行中發揮更多功能, 諸如追蹤飛機和機場地面車輛的移動, 減少機場跑道衝突等. 因此, 使用ASDE-X和ASSC, 與裝置有ADS-B飛機的飛行員, 將可以清楚看到機場地面上的飛機和車輛等資訊.
FAA為鼓勵美國境內飛機儘早於2020年前裝設好ADS-B, 2016年9月開始提供500美元的獎勵措施, 協助支付ADS-B安裝費用. 並於2017年7月再度發表推廣檔案.
觀察目前市場ADS-B裝置, 已經美國FAA核準的ADS-B out與ADS-B in裝置之設備廠商, 其實數量不算多(屬於利基型市場). ADS-B供應商可參見FAA官網公告. 然在不算多的廠商群中, 以航太經驗久遠的Garmin提供機種最多.
目前市場上價格最低廉的ADS-B Out設備由FreeFlight System推出, 該產品售價僅1,995美元; 市場最輕巧的ADS-B設備, 則以uAvionix公司的ping1090, 為目前最小的雙鏈路ADS- B收發器, 產品只有20克, 有機會成為中小型無人機可以採用的產品方案.
如果空中交通管理要推行到飛行重量25公斤以下的中小型無人機的話, 航管裝置的重量設計便將成為產品特色. 在無人機的安裝情況方面, 大疆(DJI)於2017年2月推出的商用型Matrice 200(M200)無人機已內建ADS-B接收器, 以獲取空中交通資訊, 提高飛行空域安全性.
載人的飛機曆經一個世紀蓬勃地發展, 在全球已有相當成熟且精實的國際航空飛行管理辦法或慣例存在, 但仍然持續不斷在精進與調整中. 因此裝設ADS-B對於當今航空業而言, 不算新技術也不算新理念, 且ADS-B主要是針對大型高速高空載人飛機(高性能飛行器)的要求而設計, 至今安裝比例已經頗高.
ADS-B可為典範各類或將效法導入
相關ADS-B收發技術還在演化, 裝置技術與服務內容也還在變化, 但當空中交通管理與安全監理勢在必行時, 強制以法規手法來要求全面普及, 是可以預見的辦法, 例如美國FAA已確定在2020年1月全面要求強制加裝.
同理, 面對其他無人機, 自駕車, 甚至公營或民營的代步工具服務(如地方公共腳踏車或共用電動車, 平衡車等出租車輛)等新興載具與服務的快速發展, 勢必也將如同2020年美國地區載人飛機一般, 需要有更先進且適當的管理技術與辦法, 這也是本文所探討的新管理商機.
ADS-B是采自動廣播方式, 主動發送航空器本身的呼號代碼, 機型, 位置, 高度, 速度, 航向等資訊, 給予地面管制站或鄰近其他飛行器知曉的管理機制. 但即使如此, 還是有疏漏之處, 也才會有馬航MH370空難事件, 至今未能確認失事地點的情況發生. 因此部份先進國家亦思考布建更多低空衛星, 從太空進行裝有ADS-B飛行器的追蹤管理, 以免發生類似馬航空難的事件發生, 整架飛機消失得無影無蹤. 這類飛航管理與安全監理, 不僅美國, 加拿大2020年想要全線運作, 推測其他各國也將跟進美國設定在2020年的實施裡程碑.
尤其, 未來還有更多低空, 地表, 水中等的新興陸海空載具的發展情勢, 因此類似ADS-B的管理技術或經營需求, 勢將隨之興起. 只是ADS-B的技術或裝置, 其系統費用, 功能目的, 裝置大小重量等, 不一定適用於新興的無人機, 或穿梭雩都市叢林, 遊走在地表的自駕車, 腳踏車等, 因此尚有其他不同管理系統的發展機會.
無人載具管理帶動LPWAN/管理系統商機
我們可以從ADS-B的2020年實施的訊息, 擴大思考未來各國各地方政府可能需要的無人載具安全監理, 以及公民營代步工具經營管理等商機, 成為我們產業未來的新興機會或布局方向.
以下列舉二種可能的新商機, 提供參考:
LPWAN通訊模組
基本上, 欲被監理或被管理的移動載具, 例如無人機或公共腳踏車, 每一台都需要安裝一組或多組晶片模組. 若該載具產品欲行銷全球, 則必須安裝或換裝符合不同地區規範的認證模組.
也因為這些模組, 不論單向或雙向通訊, 都必須使用電力, 這對小型無人機或腳踏車等是一種電力負擔, 因此低功耗廣域網路(LPWAN)通訊方案有機會成為首選. 而且, 幾乎所有移動式的動力載具都會有一定耗損與折損, 載具的汰舊換新或新購, 亦會增加使通訊模組的需求量.
管理系統建置/維運商機
新興的無人載具或載人移動工具, 因為絕大多僅屬於中短距離(且不跨國境)的運行, 因此是隸屬於一個國家或地方區域的應用為主. 這將促使出現各國, 甚至不同地方政府採行不盡相同的技術標準與管理方案. 當各國家或不同地方政府或不同服務業者, 可以自行針對不同載具運作, 選擇不同的管理系統與不同的資訊收集方法時, 相關業者在系統建置與整合等提供上, 就有更多量身訂作的加值服務空間.
ADS-B是在移動載具上安裝有感測器, 並具接收與發射通訊能力的管理技術, 能對其周圍附近的其他載具, 地方管理者或服務經營者, 提供精準的交通安全資訊與監視管理, 技術相當成熟穩當; 但對於低空無人機或遊走地表的自駕車, 腳踏車等, 則不一定需採用高階如美國飛航管理用的ADS-B, 而且新興的業務, 通常還需考量符合地方色彩, 地方權益, 或什國家利益等問題, 因此還有其他技術平台可為選項, 例如3G, 4G, LoRa等.
3G, 4G(甚至未來5G)的基地台, 對於多數國家而言, 大多已完善布建於民眾能活動的絕大多數區域. 因此無人載具管理若采相容於3G/4G/5G, 在基礎建設上較簡易省錢, 不必為管理小型無人載具全新建設基地台. 但觀察目前3G/4G頻寬技術與收費型式, 也不一定適合用在無人載具管理上, 譬如它會讓許多無人機增加重量, 耗電量, 併產生額外的通訊費用成本.
若採用LoRa等新興的低功耗遠距離通訊技術, 則在基礎建設上需要布建新基地台, 例如LoRa每15~20公裡需建立一座傳輸基地台, 才能實現足夠的訊號涵蓋.
以台北市而言, 估計12個LoRa基地台便可覆蓋全台北市; 而其技術特色, 在低功耗即能達成廣域的管理, 不僅對地方政府具有技術簡易與建設便利等魅力, 且布建後系統可以一物多用, 例如應用於Ubike管理, 老人手環, 寵物晶片, 計算物流配送最佳時間等, 對於商業經營服務與一般民眾的休閑無人載具應用, 也相對親民.