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隨著越來越多的公司使用無人機運送小包裹，無人機在城市物流中的應(yīng)用在全球范圍內(nèi)日益廣泛。
亞馬遜是采用無人機的最大公司之一，而Chipotle是最新采用無人機運送食品的公司之一。隨著無人機配送的便利性和優(yōu)勢(例如有助于避免交通擁堵)被越來越多的公司所認可，更多的無人機可能會占據(jù)低空空間。
隨著城市向智慧城市轉(zhuǎn)型，多個流程實現(xiàn)自動化，技術(shù)系統(tǒng)之間能夠更高效地實時通信，無人機送貨可能會變得更加普遍。
它們將能夠與周圍環(huán)境動態(tài)互動，并更快地響應(yīng)周圍變化。然而，隨著越來越多的無人機占據(jù)低空空域，這些額外的空中交通需要更有效地管理——類似于傳統(tǒng)的空中交通——以防止無人機碰撞和空中交通瓶頸。
雖然現(xiàn)有的技術(shù)可以創(chuàng)建能夠控制城市諸多靜態(tài)要素的智慧城市，但無人機的快速移動特性——理論上可以在空中選擇多種路徑(相比于遵循既定路線和地圖的汽車)——帶來了更大的挑戰(zhàn)。
在來自多個組織的無人機編隊能夠在智慧城市環(huán)境中自由移動之前，仍有許多技術(shù)挑戰(zhàn)需要解決。
安全和通信挑戰(zhàn)
由于許多無人機可能攜帶其配送對象的個人信息，安全和數(shù)據(jù)隱私問題是其中最嚴峻的挑戰(zhàn)之一。
因此，無人機需要有強大的安全協(xié)議和法規(guī)來防止這種情況發(fā)生，尤其是在它們連接到智慧城市環(huán)境中更廣泛的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)時。
無人機還搭載了許多攝像頭和其他傳感器，這些傳感器可能包含基于其所見內(nèi)容的寶貴信息和數(shù)據(jù)，而這些信息和數(shù)據(jù)也可能被潛在的黑客獲取。
然而，在智慧城市中實施無人機自主網(wǎng)絡(luò)安全系統(tǒng)非常困難，因為無人機與其他通信技術(shù)運行在相同的頻段。
這種干擾會導(dǎo)致錯誤和數(shù)據(jù)丟失，進而影響無人機的導(dǎo)航精度。因此，無人機運行時存在很大的干擾和中斷風(fēng)險。
如果要讓無人機在智慧城市中的使用增長到如同科幻電影中場景般的程度，就需要部署能夠處理無人機高帶寬、并管理和協(xié)調(diào)多架無人機形成高效空中交通模式的通信系統(tǒng)。
只有通過全球安全的通信渠道，才能避免危及公共安全的事故和事件。
無人機、其他飛行器(空中和地面)、地面控制站和空中交通管制之間的安全實時通信渠道，可以確保無人機在高流量智慧城市環(huán)境中始終受到安全控制和管理。
這些通信渠道提供關(guān)鍵的實時信息，例如天氣狀況、空中交通更新和緊急警報，幫助無人機更有效地導(dǎo)航、規(guī)劃路線并根據(jù)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件確定何時移動。
智慧城市無人機面臨的另一個通信挑戰(zhàn)是缺乏標準化，導(dǎo)致不同無人機之間以及無人機與智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施之間的互操作性差。
每架無人機都會收集大量數(shù)據(jù)。然而，如果這些技術(shù)的操作程序不相同，或者缺乏某種程度的數(shù)據(jù)融合，無法將不同類型的數(shù)據(jù)處理成通用格式，那么不同技術(shù)之間就有可能產(chǎn)生混淆。
最后，城市智慧城市環(huán)境中存在大量高層建筑和其他物理基礎(chǔ)設(shè)施，這些設(shè)施可能會干擾無人機與地面站(以及等待配送的消費者)之間的通信。
即使是暫時失去聯(lián)系，也會影響實時數(shù)據(jù)傳輸，從而可能影響無人機在配送過程中的飛行時間和軌跡。因此，通信網(wǎng)絡(luò)需要覆蓋范圍廣，并注意任何視線障礙和通信盲區(qū)，以防止無人機出現(xiàn)延遲。
功能空間有限
雖然通信網(wǎng)絡(luò)對更廣泛的智慧城市網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成了重大挑戰(zhàn)，但大多數(shù)無人機的體積小也帶來了直接挑戰(zhàn)。
體積小意味著空間狹小，這可能會限制某些無人機在某些配送和應(yīng)用場景中的應(yīng)用，具體取決于其尺寸。
對于為企業(yè)或客戶配送的商用無人機來說，存儲空間有限，這使得許多無人機難以運輸大件和笨重的物品。
不同的任務(wù)需要不同尺寸的無人機，在規(guī)劃空中交通路線時需要考慮所有尺寸。增加庫存空間也可能會減少其他組件(例如電池)的空間。
在電池方面，貨物和其他組件的數(shù)量將決定哪種電池可以安裝在無人機上。同樣，與貨物空間一樣，有些無人機可能配備較小的電池，只能進行短途配送，而有些無人機則配備性能更強大的電池，可以進行更長的飛行，所有這些都需要妥善管理。
然而，電池技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新或許能有所幫助，因為電池續(xù)航時間短的無人機在繁忙的城市環(huán)境中可能會遇到困難，因為這些環(huán)境中需要消耗更多電量進行通信、監(jiān)控、物體識別和實時決策，而且無人機還可能根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌顩r隨時停止啟動/改變速度。
電池續(xù)航時間短還可能限制無人機實時處理數(shù)據(jù)的能力，這也直接關(guān)系到通信和安全問題，因為這會降低它們在繁忙環(huán)境中的響應(yīng)速度。
需要低空交通管理嗎?
雖然將無人機融入智慧城市環(huán)境面臨挑戰(zhàn)，這需要強大的無人機技術(shù)，但一個用于低空交通的綜合空中交通管制系統(tǒng)對于協(xié)調(diào)和平衡無人機交通至關(guān)重要。
這可能包括多種算法，以實現(xiàn)沖突管理、容量-交通平衡和數(shù)字空域管理，因為這將使控制系統(tǒng)能夠開發(fā)出一個控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠為最終將出現(xiàn)在智慧城市中的眾多無人機提供高度的態(tài)勢感知、路線規(guī)劃能力和智能調(diào)度操作。
區(qū)塊鏈能提供幫助嗎?
雖然需要重點解決無人機的直接能力和更廣泛的智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施挑戰(zhàn)，但這并不意味著其他技術(shù)無法幫助提高關(guān)鍵技術(shù)的穩(wěn)健性。
一個已被提出的例子是使用區(qū)塊鏈，這是一種利用加密技術(shù)來促進計算機之間安全通信和交易的去中心化數(shù)字賬本。
由于網(wǎng)絡(luò)安全、通信和個人數(shù)據(jù)面臨諸多挑戰(zhàn)，區(qū)塊鏈有可能幫助解決智能城市環(huán)境中無人機面臨的多項技術(shù)挑戰(zhàn)。
區(qū)塊鏈技術(shù)有望解決這些挑戰(zhàn)的主要方法包括：
創(chuàng)建去中心化的無人機交通管理系統(tǒng)，實現(xiàn)無人機之間的實時操作和協(xié)調(diào)，從而降低碰撞風(fēng)險;
促進無人機與應(yīng)急響應(yīng)人員之間更快速、更安全的通信，以便在發(fā)生事故或其他事件時更快地做出響應(yīng);
創(chuàng)建不可破解的傳感器數(shù)據(jù)記錄，確保其安全存儲并僅在授權(quán)利益相關(guān)者之間共享;
創(chuàng)建智能合約，允許無人機自主完成配送，無需人工干預(yù)，同時確保無人機位置和包裹當(dāng)前配送狀態(tài)的完全透明性。
區(qū)塊鏈、其他先進技術(shù)或多種技術(shù)的結(jié)合是否能夠有效應(yīng)對眾多技術(shù)挑戰(zhàn)，仍有待觀察。顯而易見的是，如果我們想要在智慧城市中看到無人機編隊，仍有許多問題需要解決。
無人機在物流應(yīng)用中具有諸多優(yōu)勢，而且人們對其的使用和興趣正在日益增長。隨著社會向更加智能的城市環(huán)境邁進，無人機在天空中無縫飛行可能會成為我們每天都能看到的常見景象。
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