交通网“升维” 到低空“修路”

本文转自：广州日报

交通网“升维” 到低空“修路”

低空交通系统有望在虚拟世界中先“起飞” 未来让更多人享受全新出行方式

包括“红鸟硕士”在内的项目组师生正在讨论低空交通问题。

跃上新高度

广州进行时 13

出门“打飞的”，这个过去出现在科幻电影中的场景，距离我们正越来越近。

在蔚蓝天空下，亿航无人驾驶载人航空器完成全球商业首飞演示，全球首张无人驾驶载人航空器适航证已落地这家广州企业；在虚拟空间中，香港科技大学（广州）（以下简称为“港科大（广州）”的科学家们，正将传统二维平面的交通网络“升维”至三维立体空间。虚实之间，打开低空经济的广阔机遇。

要想富，先修路。但将“路”修到低空中去，要解决的远不止硬件问题。“我们的研究对象是低空交通系统，细致到垂直升降机场的选址、航道的规划乃至市场需求和定价策略。”港科大（广州）智能交通学域助理教授贾帅告诉广州日报记者。

如今，该校正以交通网络数字孪生协同创新平台为支撑展开研究。未来，低空交通系统有望在虚拟世界中先“起飞”，通过模拟计算、优化迭代，让更多人能享受到这种更便捷、安全和绿色的全新出行方式。

文/广州日报全媒体记者方晴

图/受访者提供

课题研究：机场选址、航道规划“牵一发动全身”

1月23日，广州日报记者从市区来到位于广州南沙区的港科大（广州），耗时近1小时。若能“打飞的”，这段40公里的路途或不到10分钟便可畅达。这也是低空出行成为近期热词的原因——实在太快了。

在今年广州两会上，市政协委员、港科大（广州）校长倪明选表示，港科大（广州）有信心、有决心发挥自身独特优势，反哺广州、回报社会，助推低空经济等战略性新兴产业成为大湾区高质量发展的重要引擎。

港科大（广州）最独特的优势， 莫过于其融合学科的学术架构。倪明选分析，低空经济的技术创新需要多个交叉融合学科做支撑，如数据科学、人工智能、先进材料等。“这些都是港科大（广州）重点发展的融合学科。”

他所说的不是愿景，而是学校推进中的研究项目。智能交通学域助理教授贾帅告诉记者，融合多个学科人才的项目组正以“低空交通系统”为切入口开展研究。

“为什么有企业已开发出非常成熟的飞行汽车，但常态化的低空出行还没有进入人们的生活中？很大一个原因就是这个系统还没有设计好。”贾帅分析道。项目为此拟定了多个课题，覆盖了市场规模预测、垂直机场选址、飞行航道规划等系统设计的多个方面。课题由博士和硕士团队共同参与研究，其中博士项目更聚焦于单个问题的深入研究，提出新的解决问题的理论方法；硕士项目则侧重团队协作，重点在于将多个问题的研究成果串联成一整套系统解决方案。

贾帅直言，选址的问题远比想象复杂。当未来低空出行大面积铺开，被设点高楼附近的交通网络将承受更大压力。同时，由于飞行汽车难以实现空中悬停等客，或还需要在繁忙点的附近布置停机场。

而航道规划，不同于打开地图软件给汽车划定的路径规划，“飞行汽车的路是三维的。飞得越高，要考虑到万一发生事故，零件散落的直径越大，航道规划要考虑飞行高度与地面风险面积的关联关系，尽量避开人流密集的地区。”贾帅说。

实际上，已有互联网企业在开发低空空域划设与管理平台，为空域管理部门提供空域设计、航道规划、模拟测试等功能，以打造便捷的三维航路规划设计工具。“企业的优势在于落地速度快，但对系统的深层次认识或不如高校专业背景的研究人员。”贾帅表示，项目组其中一个目标，也是开发出这样一套系统。

研究者：“红鸟硕士”在学术中引入业界视角

前不久，项目组完成了开题报告，答辩的主力是“红鸟硕士”——这支独特的科研人员，也是港科大（广州）有别于其他高校的另一个特色所在。

红鸟硕士项目是香港科技大学（广州）为实现“复合型创新创业领军人才”培养目标而设计的学术型硕士培养项目，探索“以学生为中心”的融合学科育人范式，通过项目进行引导式教学。

贾帅打开电脑，向记者展示了开题报告搭建的框架：除了垂直起降机场选址和航道规划外，还有需求预测、公众接受度研究、定价策略设计三个部分。“其中开展市场调研，正是有业界背景的‘红鸟硕士’主动提出的，为整个系统的落地提供了很好的市场视角。”

贾帅透露，“红鸟硕士”将在明年推出三个成果：一是关于低空交通系统的白皮书，向公众解读低空交通未来市场规模、公众接受度和不同定价策略影响等；二是学术研究报告，将展示上述研究结果的方法和过程；三是低空交通的仿真系统，以支撑未来对低空出行模式的持续研究。

“红鸟硕士”李海玉告诉记者，让她惊喜的是，项目组不仅是课题组，更像是初创团队。“工学、商学、社科等多专业的同学一起探讨低空出行的政策、市场、运营、定价、仿真平台等，人人都是项目的CXO。”

研究方式：数字“孪生”现在，仿真预测未来

采访中，贾帅向记者描画出未来低空出行的理想图景：手机下单，汽车就来到家门口，接驳至最近的垂直升降机场，走进相应的闸机，待客“飞的”将乘客快速送至目的地附近的另一个垂直升降机场，同样也通过汽车实现接驳。“便捷与舒适的体验，将改变人类对出行的想象。”

除了打“飞的”出行，低空经济还有更多场景。例如空中急救，空中“救护车”运送伤员或医疗资源；空中物流，无人机外卖“从天而降”，快递配送效率从“天”变成“小时”……而这背后，需要强大的科研力量作支撑。

2022年9月7日，港科大（广州）联合佳都科技集团、广东方纬科技有限公司启动了交通网络数字孪生协同创新平台的建设。

刚刚获得“国家卓越工程师”称号、港科大（广州）智能交通学域实践教授苏权科也是该平台的一员。通过在港珠澳大桥管理局担任总工程师的经验，他深刻地理解到，智能交通是真正互联互通互操作的自主式交通体系。

“我们想把交通网络基础设施控制的信号、汽车等都数字孪生到虚拟空间。然后，在虚拟空间设想各种场景进行推演分析，择优方案，为交通大模型的研发提供全量丰富的训练数据。理论上，孪生的虚拟世界与现实空间是相向的，交通虚拟世界在按优化的方案演变的同时，现实世界也在受交通信号手段的指导发生变化。”苏权科曾受访表示。他希望，结合智能交通学域的学术力量，进一步开展关键核心技术攻关，为我国智能交通、智慧城市发展打造基础研究平台。