19、智慧城市中的无人机交通管理与安全隐私问题

智慧城市中的无人机交通管理与安全隐私问题

1. 城市飞行物体的特殊路线规划

在城市中为飞行物体设置特殊路线是合理的。这些路线可以是虚拟的管道或走廊，类似于飞机航线或有类似行驶限制和规定的街道，允许飞行物体在其中移动。

1.1 传感器监测

许多智慧城市已经开始在路灯杆上安装传感器节点，用于监测和跟踪在传感器高度以下飞行的无人机。例如，圣地亚哥在路灯上安装了3000个传感器点，这是一项3000万美元的城市照明系统升级计划的一部分，由AT&T负责数据连接。

1.2 低空空域交通管理系统项目

俄亥俄无人机系统中心和俄亥俄州立大学计划合作开展一个名为“33号智能移动走廊”的项目，使用无源雷达开发低空空域交通管理系统。

1.3 空间句法工具

空间句法（Space Syntax）是另一种可以集成到智慧城市数字基础设施中的工具，包括智能路灯。它结合结构和环境信息，在天空中设计具有特定高度、路线和时间的街道，以避免碰撞和隐私问题。它需要使用地理信息系统（GIS）等平台，以便与城市规划者可用的其他数据层相连接，提高规划效率。

然而，设计虚拟管道也面临一些问题。并非所有城市都有GIS地图，而且并非所有城市的GIS地图都是最新的。考虑树木高度和其他城市设施等因素，对城市来说是一个真正的挑战。或许为智能基础设施设计传感技术，使其能够识别虚拟管道的限制是第一步。这有可能减少记录街道空间三维信息所需的预算。同时，需要制定策略确保这一过程自动进行，并建立一个能够及时更新并向市政当局报告所需维护服务的系统。城市中需要监测的情况包括修剪可能干扰虚拟管道或天空路线的树木、更换城市设施以及新建可能占用天空空间的高层建筑等。

2. 保护城市空间和天空的措施

2.1 多方合作

通过无人机制造商、政策制定者和城市规划者的合作，可以保护城市空间和天空。对无人机设计进行一些简单而周全的修改，即使是非智慧城市也能受益于安全可靠的公共空间。

2.2 技术嵌入

对于智慧城市，可以将“基于图像处理的解决方案”等技术嵌入路灯摄像头或安全摄像头中，以识别无人机的牌照号码，确定其是否被允许在城市环境中飞行，并向监测或行动机构发送相应指令。

2.3 交通管理系统更新

城市规划者应在其GIS数据库和交通管理系统中添加一种新的交通方式。在飞行出租车和无人机配送占据天空之前，应在城市内部和城市之间设计并实施空中交通控制系统，同时考虑飞行路线和降落地点。如果允许飞行出租车在乘客需要的任何地方降落，将会造成极大的混乱。这些降落地点作为一种新的土地用途，应添加到城市总体规划中，并与其他交通枢纽和站点相连接，以融入现有的交通系统。

3. 未来研究的问题

以下是一些可能成为未来研究起点的问题：
1. 是否应该让城市的天空也出现交通拥堵？或者现在可能已经太晚了，因为不同类型的飞行物体已经出现在城市的天空中。
2. 考虑到飞行是对我们脆弱星球造成最大碳足迹并加速气候变化的因素之一，我们是否还应该以如此惊人的速度征服天空？
3. 当智能可持续城市试图清理街道上的汽车，为行人、自行车和公共交通分配更多空间以减少汽车的碳足迹时，让其上空的空域变得不安全是否明智？
4. 是否有可能为城市基础设施开发智能技术，例如利用环境“反向散射”无线电信号为路灯中无电池的温度和摄像头传感器供电，以持续监测和感知无人机或无人驾驶飞行器是否超过离地面122米的高度阈值，并立即采取行动安全捕获或使其失效？
5. 如果无GPS飞行的无人机技术成功开发，那么可以采用哪些跟踪选项来找到或捕获在未经授权空域飞行的非法无人机？

3.1 相关表格

问题	描述
天空交通问题	是否应让城市天空出现交通拥堵，现状是否已无法改变
碳排放问题	飞行增加碳足迹，是否还应快速发展空中交通
空域安全问题	智能城市清理街道，上空空域安全是否重要
智能技术问题	能否开发智能技术监测和处理违规无人机
跟踪选项问题	无GPS无人机非法飞行时的跟踪方法

3.2 流程图

graph LR
    A[城市飞行物体管理] --> B[特殊路线规划]
    A --> C[保护措施]
    A --> D[未来研究问题]
    B --> B1[传感器监测]
    B --> B2[低空空域交通管理系统]
    B --> B3[空间句法工具]
    C --> C1[多方合作]
    C --> C2[技术嵌入]
    C --> C3[交通管理系统更新]
    D --> D1[天空交通问题]
    D --> D2[碳排放问题]
    D --> D3[空域安全问题]
    D --> D4[智能技术问题]
    D --> D5[跟踪选项问题]

4. 城市飞行物体管理的关键要素总结

4.1 关键要素列表

为了更好地管理城市中的飞行物体，以下是一些关键要素的总结：
1. 路线规划 ：设置虚拟管道或走廊作为特殊路线，规范飞行物体的移动。
2. 传感器应用 ：在路灯杆等位置安装传感器节点，用于监测和跟踪飞行物体。
3. 技术工具 ：利用空间句法等工具，结合GIS平台进行城市飞行空间的规划和设计。
4. 多方合作 ：无人机制造商、政策制定者和城市规划者共同合作，保障城市空间安全。
5. 技术嵌入 ：将图像处理等技术嵌入摄像头，实现对无人机的识别和管理。
6. 交通系统更新 ：在GIS数据库和交通管理系统中添加新的交通方式，规划飞行路线和降落地点。

4.2 关键要素表格

关键要素	具体内容
路线规划	虚拟管道或走廊，类似飞机航线和街道规定
传感器应用	路灯杆安装传感器，监测低空飞行物体
技术工具	空间句法结合GIS进行飞行空间设计
多方合作	制造商、政策制定者和规划者协作
技术嵌入	图像处理技术嵌入摄像头管理无人机
交通系统更新	添加新交通方式，规划飞行和降落地点

5. 城市飞行物体管理的实施流程

5.1 实施流程步骤

城市飞行物体管理的实施可以按照以下步骤进行：
1. 调研与规划 ：对城市的空域情况、飞行需求等进行调研，制定飞行物体管理的规划方案。
2. 基础设施建设 ：安装传感器节点，搭建GIS平台等基础设施。
3. 技术集成 ：将空间句法、图像处理等技术集成到管理系统中。
4. 政策制定 ：政策制定者制定相关的飞行规定和管理政策。
5. 系统测试 ：对整个管理系统进行测试，确保其正常运行。
6. 正式实施 ：在城市中正式实施飞行物体管理系统，并持续进行监测和优化。

5.2 实施流程流程图

graph LR
    A[调研与规划] --> B[基础设施建设]
    B --> C[技术集成]
    C --> D[政策制定]
    D --> E[系统测试]
    E --> F[正式实施]

6. 总结

城市中的飞行物体管理是一个复杂而重要的问题，涉及到交通规划、安全保障、隐私保护等多个方面。通过合理规划飞行路线、应用传感器技术、多方合作以及更新交通管理系统等措施，可以有效地管理城市中的飞行物体，保障城市空间的安全和有序。同时，未来还需要进一步研究和解决一些问题，如碳排放、空域安全和智能技术应用等，以实现城市飞行交通的可持续发展。在实施城市飞行物体管理时，应按照调研规划、基础设施建设、技术集成、政策制定、系统测试和正式实施等步骤进行，确保管理系统的有效运行。通过这些努力，我们可以更好地迎接飞行出租车和无人机配送等新兴交通方式的到来，为城市的发展和居民的生活带来更多便利。