货殖列传｜霍尼韦尔肖进：城市空中交通是蓝海，三维立体发展

1903年，莱特兄弟首次在地球上驾驶人造飞机试飞，此后飞机的概念便大抵如此。100多年过去了，航空业的新变革会在哪里？
霍尼韦尔航空航天集团中国首席技术官肖进描绘了这样的未来城市空中交通（UAM）场景：无人机在各自的运行走廊穿梭投递外卖，浙江舟山的海鲜坐飞行器一小时飞抵上海；坐电梯上城市高楼顶部，搭乘飞行器飞往另一个运输节点，旅客落地再换乘地面交通。
“人类对自由飞翔的想法一直都在。”肖进在接受澎湃新闻（www.thepaper.cn）专访时表示，城市空中交通的想法更是体现了这一点，它开拓了地面交通和传统航空运输以外的第三维立体交通，“绝对是片蓝海”。城市空中交通、马斯克“地球一小时交通圈”等新想法的出现让肖进觉得航空又到了另一个变革时代，如果能够实现城市空中交通，这比“过去这100年迈了更大一步”。
城市空中交通通常指以即飞即停、安全高效的有人驾驶/无人驾驶为特征的按需自动化航空客运或货运服务。根据摩根士丹利的研究报告，到2040年，全球城市空中交通的市场规模将达到1.5万亿美元，而空中物流将有望率先实现商业化应用。
未来的城市交通为何一定会向空中拓展？肖进解释，城市空中交通能够填补传统航空工业的空白，解决航程300海里（即555.6千米）以内坐飞机不合算而地面又拥堵的出行问题。
运货需求上，肖进说，到2023年，全球大体有7000多亿个包裹交付，这一数据还不包括外卖，如果将来外卖也通过无人机投递，市场非常大。而客户对货物交付日期的期望值也越来越高，改用城市空中交通运送可避免因交通拥堵而不能及时交付的情况，降低仓储容量和存货要求。
如果说建机场占地大，修地铁、轻轨投资高，那么城市空中交通的投资相对节省，主要利用现有机场，也可以在高楼顶部设置运输节点。城市空中交通分层、立体，满足点对点运输，而一旦落地使用，出行时间大大减少，那么城市CBD也可以分布得更广。
自动驾驶汽车从L0发展到L5，城市空中交通的发展也一样，从基础的自动到完全的自主，飞行员的培训时间和工作量逐渐减少，随之而来的是增加飞行器的自主飞行能力。
霍尼韦尔正在简化飞行器操作，他们甚至邀请飞行员体验操纵研制阶段的人机界面或驾驶舱，并得到了“无聊”的反馈，而这正是研发人员想看到的，“飞行界面简单化了，那么更多的人能够去操作。”
但城市空中交通真正落地，在安全、环保、载荷、航程、成本、网络安全、空管等方面都面临挑战。就空管而言，在隔离空域运行良好，一旦进入混合空域运行，就对设备提出了更高的技术要求。
国际标准需要统一，公众的接受也需要时间。安全和环境是影响公众接受度最重要的两个因素，由于在城市上空飞行，安全要求不能降低，飞行器重量和体积不能太大，还必须安静，“总不能限制晚上不许飞，或者某个时段不许飞。”
而技术上实现完全自主还面临AI取证难题。人工智能用于航空并不像传统意义上航空开发那样完全透明、100%可测，“人工智能用了很多神经网络，很多过程对我们来说是不可知的、不可解释的。”
这些都在摸索和研发中，“有很多挑战和机会，但我觉得机会非常大，而且非常令人激动，因为毕竟是人类出行的一个革命性改变。”
全球几乎所有商用、防务和航空飞机上均有霍尼韦尔航空航天集团各类产品和服务的身影。对于城市空中交通的发展，“我们在航空业有很强的经验，根据应用场景的不同去优化，同时也满足安全要求。”肖进说。

霍尼韦尔航空航天集团中国首席技术官肖进

以下是采访实录：
【未来城市交通为何一定会向空中拓展？】
澎湃新闻：城市空中交通通常指以即飞即停、无人驾驶为特征的按需自动化航空客运或货运服务。具体来讲，城市空中交通有哪些形式？
霍尼韦尔航空航天集团中国首席技术官肖进： 一种是小型商业级的，像大疆无人机，可能会用来做一些勘探或检测。这一类重量轻，安全等级、设计保障度相对都比较低。
第二种是运货。随着重量的增加，可以分为两个市场，一个是“最后一公里”的运送，另一个是从枢纽机场到地区机场之后，地区机场再往分配中心的运货，它的载重会重一点。如果用卡车运，地面有拥堵，那么城市空中交通就能解决这些问题。
第三种是运人。大城市都很拥堵，通勤时间基本上平均一小时以上。有一个统计说，每年因为交通拥堵，大城市每人损失200小时，中型城市可能损失100-150小时。从这个角度来说，城市空中交通开拓第三维立体交通，能大大减轻交通压力。
澎湃新闻：未来的城市交通为何一定会向空中拓展？城市空中交通相比地面交通，有哪些优势？
肖进： 美国60年代有部动画片《杰森一家》，那时候就有空中出行的场景，上班、送小孩、购物都通过城市空中交通实现。所以人类很早就已经开始考虑这个问题了。现在除了初创企业以外，传统航空工业也开始布局，车企也开始进入未来城市空中交通，现在有很多项目，行业非常热。
航程在300海里（即555.6千米）以上，可以坐飞机；300海里以内，地面交通比较有效，如果乘坐现代传统航空，要去机场、安检、起飞、降落，时间上不合算。所以从这个角度来说，要解决地面拥堵问题，城市空中交通能够填补传统航空工业的空白。
从基础设施建设上来说，如果建机场，占地非常大。比如美国丹佛机场每年要运5800万客人，但它占地33000英亩。地铁也很快，但地铁、轻轨的投资动辄几十亿上百亿。
地面交通对基础设施的要求非常高，地面要修路、加红绿灯、交通管控，在山区成本更高。而在空中，这些基础设施投资都没有了，城市空中交通的投资相对节省，也比较有效，主要利用现有机场，直升机坪或高楼楼顶。
从城市分布来说，一旦能使用城市空中交通，城市的商业聚集地可以分布更广。如果使用城市空中交通，可以大大减少出行时间，那么商业聚集地或CBD可以更好分布。所以这是我们认为交通会往空中拓展的原因。
我们以航空的标准去设计城市空中交通，商业航空从制造到运行有非常严谨的安全体系，把运行风险降到最低。这种安全文化传承到城市空中交通，安全性反而更能提高，减少事故率。
澎湃新闻：市场端有哪些需求？
肖进： 从需求上来说，过去10年，电子商务的增长速度每年超过15%。我们有个数据，到2023年，全球大体有7000多亿个包裹交付，而且现在客户对电子商务交付日期的期望值越来越高。现在的仓储当然用了很多人工智能技术，但如果还是纯地面交通，还是会受制于地面拥堵。
因为交通拥堵导致不能及时交付，就必须仓储扩容或囤更多货。如果改用城市空中交通，就可以及时交付到客户，这对仓储容量和存货要求就低了。因为它是完全即时的，根据客户下单，仓库有货，货能及时运到，中间环节的节省非常大。
目前我们看到电子商务市场最大的国家是中国、美国、日本。而且全球7000多亿个包裹还不包括外卖，如果将来外卖也通过无人机投递，市场非常大。
城市空中交通的意义不光是载人，还有无人载货，在城市空中的范围，把乘客或货物安全快速有效送达目的地，真正意义上开启第三个维度。平时我们可能需要45分钟甚至一小时的出行时间，通过城市空中交通可能可以减少到5-10分钟，这对交通出行、电子商务带来的是革命性的改变。
但大家会说，直升机也有同样功效。相比直升机的涡轴发动机，城市空中交通用的是电动垂直起降，它的优势第一是使用电力作为能源，排放少，机械系统维护成本低很多。
第二个优势是，直升机一般是一个主旋翼加一个尾旋翼，我们是分布式电力推进系统，一般来说现在都是多旋翼的，噪音会降低，安全冗余度会高很多，也通过旋翼不同的水平和垂直方位布置，支持更节能的飞行。
当然还有噪音和排放，像上海这样的城市，如果有1000台直升机天天在飞，噪音、排放肯定是个非常大的问题。
【未来的出行：高楼顶乘飞行器，落地换乘地面交通】
澎湃新闻：利用城市空中交通飞行系统，未来的出行场景是怎样的？
肖进： Uber的elevator项目成立初期，就为我们描述了空中出租车出现后的出行方式。就像我们的打车软件一样，旅客在出行前通过平台预定出行方案，平台根据旅客的选择和要求制定地面和空中混合的出行方案。
行程开始前，无人出租车把旅客从家里送到城市空中交通的运输节点，类似于一个直升机场，但也可能是高楼顶部，要坐电梯上去，再用城市空中交通的飞行器把旅客送到另一个运输节点，落地以后再快速换乘地面交通，这样可以衔接机场、火车站、出租车，这是我们想象中未来的出行方式。
当然像Uber或其他打车软件，因为有大量地面数据，他们知道哪里最堵，哪里可能应该需要用空中交通来替代地面交通，他们可能会更好地规划哪里应该有垂直起降点。
澎湃新闻：会有哪些不同的飞行器来支撑城市空中交通？
肖进： 一种是多旋翼飞行器。一种是旋翼+尾推，垂直起降时用旋翼，一旦达到巡航高度进行水平飞行时，通过尾推进行巡航。还有一种是倾转旋翼，机翼上带的旋翼可以改变方向。
各有各的好处，多旋翼飞行器比较简单，倾转旋翼相对比较复杂，维护成本可能会高，但它本身自带的重量可能会轻，因为它的旋翼是复用的，水平推进和垂直起降可以共用。如果从巡航距离来说，肯定选择倾转旋翼或有水平推力的飞行器。
澎湃新闻：要实现城市空中交通，有哪些技术需要关注？
肖进： 从推进技术来说，推进的动力方式一种是全电，用锂电池或燃料电池，目前电池的功率密度只能支持飞行100英里-125英里（约161千米-201千米）。如果是城际空运或长距离飞行，还是要考虑混动。
从飞机级的设计来说，肯定是要安静，因为这是在城市上空飞行，总不能限制晚上不许飞，或者某个时段不许飞。
从控制来说，要考虑怎样实现简单控制，最后实现无人化。考虑到飞行员的需求量，假如上海将来有1000个飞行员，飞行员的培训成本很高。
我们现在也在做飞行器简化操作，从电子驾驶舱的维度来说，人机界面怎样简单化，而不是像现在普通飞机的界面那样复杂，培训成本非常高，我们希望将来比较简单。所以我们做了一些预先研究，在美国总部把一些飞行员请到我们公司，让他们体验在研制阶段的人机界面或驾驶舱的操纵。
他们的反应是说太没劲，坐着很无聊。这其实反而是我们想看到的，职业飞行员觉得没有意思，因为很多操作包括飞行界面简单化了，那么更多的人能够去操作。
就像我们跑到别的城市租车，从来没开过的车基本上几分钟之内我们就能知道怎么开。这是未来我们想看到的场景，开始是有飞行员的，慢慢过渡到完全无人，当然这还需要一段时间。
【货运先于载客，隔绝的小山村适合无人货运】
澎湃新闻：城市空中交通的发展会经历一个怎样的过程？
肖进： 我们认为，城市空中交通和汽车的发展一样，自动驾驶汽车有L0到L5，城市空中交通也会有这么一个过程，从基础的自动到完全的自主。从技术的研发过程来说，也慢慢会把飞行员的工作量、培训时间减弱，随之而来的是增加飞机自主飞行的能力。
澎湃新闻：从基础的自动到完全的自主，有没有区分明确的阶段、每一个阶段要解决的主要问题是什么？
肖进： 国际上现在没有统一的标准，但欧洲航空安全局对通过AI来实现全自动的城市空中交通分了三个阶段。L1阶段人作为辅助和增强，L2阶段人和机器是合作。
L3分为两个阶段，一个阶段是人还是监视系统，另一个阶段是人不再监视系统。这其实是一个很重要的课题，就是AI怎样取证，这是整个航空界现在都在关注的课题。
澎湃新闻：相比载客，运货可能会先行？
肖进： 我个人判断是的。中国可能在运货这方面的需求会更大，因为电子商务的推广更大，而且载货先期可以积累很多运行经验，为将来载人的安全规范、规章制定提供很多经验。
澎湃新闻：地面交通有内环、中环、外环，空中交通是否也会形成一些空中干线，在空中交错？
肖进： 城市空中交通相比地面交通的优势在于分层、立体，最理想是点对点飞行，不走环路，省时节能。在大城市也可能在地面交通的高速环线上设计空中走廊，集中管理噪声。
到了城市空中交通繁忙的时候，需要有一套中央智能自动的空管系统给每架飞机发布路径、高度、 爬升、下降、紧急迫降的指令，保障飞机间隔安全。
估计每个地区的城市空中交通设计不会千篇一律。在通航发达的地区，可以在现有的基础设施上进行功能性的添加，在通航不发达的地区，在基础设施设计之初，就有很大的灵活度，可以自由决定飞机最低性能要求，在不同高度层安排不同速度的运行走廊的可能性，通过智能空管系统按天气、交通情况动态决定空中交错点，用软件来定下动态的空中道路。
从这个角度来说，城市空中交通的一个很大优点是立体化，可以在不同高度安排运行走廊，在很大程度上可以避免空中拥堵的现象，操作面更大，不光是平面。
澎湃新闻：从运货到载人，城市空中交通的落地有没有一个时间上的判断？
肖进： 还是要援引欧洲航空安全局的判断。如果是取证，基本上离运营不远了。他们认为2024年能够有第一台电力垂直起降飞行器取证，2024年取证，那么一般2025年进入商业运营。
我们更多的是支持城市空中交通厂商的路线图，我们是系统供应商，从这个角度来说，我们很难去判断他们什么时候能走向市场，因为这是他们自己的规划。这是一个多方协调的结果，有市政，有适航当局，有城市空中交通供应商。
欧洲、美国有很多这方面的企业，中国的亿航也走在前面。适航当局、城市空中交通供应商，包括霍尼韦尔这样的系统供应商，大家都在积极地看，这绝对是片蓝海。
澎湃新闻：中国在城市空中交通方面的现状是怎样的？哪个城市最有可能最先实施？
肖进： 首批民用无人机驾驶航空试验名单有13个地区，比如上海金山区目标定位是海岛场景，浙江杭州是城市场景，四川自贡是支线物流场景，广西壮族自治区贺州是综合应用拓展场景，河南安阳是城市场景，江苏南京是综合应用拓展场景。13个试验区都有相关的场景在规划中。
金山区选择的是海港模式，比如舟山的海鲜一个小时运到上海市区。中国西部地区也有需求，因为公路网不是这么发达，西部山区的应用场景会更多一点。中国有很多小山村比较隔绝，交通不是很方便，但有很多土产品要卖出来，有很多电商的货物运进去，适合无人货运，也不需要建基础设施，造高速公路、穿山打洞投入非常大。
【安全、环保、载荷、航程、成本、网络安全、空管都要摸索】
澎湃新闻：实现城市空中交通系统，还有哪些方面需要克服？
肖进： 航空器本身的能力方面，安全、环保、载荷、航程、成本，这些因素是最关键的，这几方面都满足的航空器其实还不多。
从运营来说，航程、载荷和对应的成本最为关键。承载的重量少，可以飞得远；如果承载多，就飞得短。如果都满足，成本就高了。所以这是个铁三角，技术上要优化，迎合运营要求。
从公众的接受度来说，安全和环境是最重要两个因素。欧洲航空局今年5月份发布的一个报告说，城市空中交通在欧洲社会接受度的调研中，欧洲对安全和环境的担忧达到了37%和38%。
从解决路径来看，技术要不断优化，环境上，混动或全电肯定能解决这方面的顾虑；安全上，使用航空要求的设计保障度，就像我们的飞控系统达到10亿分之一的安全度，这可能提升公众接受度。
另外，当时汽车刚刚投入市场进入人类生活时，马路上也很乱。慢慢开始设立交通法规，有交警，然后有交通灯。规划以后，人就适应了。今天你看上空，啥都没有，明天你看到上面有很多飞行器在飞，大家就说会不会掉下来。怎么更好地规划它们的飞行，使得更安全，这也是一个方面。
关于空中管理，目前全国有13个试飞区在做这方面的概念验证。怎样做好空管，大家都还在探讨，这也是一个全新的课题，但目前可能还是以在人员稀少的地区与有人飞行隔离运行为主。
比如商用无人机有商用无人机的空管提供者，城市空中交通有城市空中交通的空管提供者，通用航空有特定的低空域管理，正常的121部运输航空有民航空管空中交通管制人员。
各方共享数据，协调运行每一类航空器都在自己的区域里独立运行，符合该空域中的运行要求和标准。一旦飞到别人的空域，或把乘客由城市空中交通飞机送到运输航空机场转航班，那就要去符合别人空域的运行程序和标准。
还有这些试飞区主要是在验证在目视天气条件的飞行运行，下一步是怎么安全进行全天候的仪表飞行。在多高楼风大的城市，还要布置低空的风温微天气观察预报，决定运行程序和标准。
但这还在概念验证阶段，我相信，随着技术、法规的完善，对我们来说，我认为在不久的将来是可以开始运营的。未来人工智能、大数据进入以后，空管、飞行线路的计划，可能就会智能自主化。目前这都在摸索和研发中。
还有网络安全，未来一旦被黑客入侵，带来的损害比较大。所以在设计保障里，网络安全怎么保障是要考虑的。还有空管、运营，城市市政的规定，公众的接受度都要考虑。
澎湃新闻：成本、技术、基础设施、空管、运营商、公众接受度这些环节中，哪一个环节进展最慢，影响了城市空中交通的落地？
肖进： 初期基础设施问题相对来说不大，因为有现成机场、直升机平台，当然扩容以后可能需要建垂直起降平台。关于是否需要建充电或燃料加注站在直升机平台附近，
如果未来直接是电池动力的飞机，要解决在哪里建充换电和储存点来支持高峰时段的问题；如果要现充，那么对电网的要求，可能需要有个模型，比如哪里瞬间对电力的需求比较大。在直升机平台充电，也需要对平台楼宇的配电系统和快速大电流充电的防火系统进行升级改造。
就空管而言，因为城市空中交通对技术的融合要求比较高，所以空中运营和空管挑战会大一点。目前隔离空域的运行可能还好，一旦要进入混合空域运行，对通信导航监视设备和覆盖上的要求相对更大一点， 也看每一国家的空域改革和立体交通规划的支持。
公众的接受度也需要时间，还有国际标准，现在中国民航和美国联邦航空管理局、欧洲航空安全局都有很多交流，怎样形成统一的标准。技术上，最后要实现完全自主，AI的应用，AI怎样去取证，这需要克服。
就成本来说，成本跟批量成反比，需要有主流的飞机设计，大批量生产，降低成本。
澎湃新闻：载荷、航程、成本，这三方面怎样平衡？
肖进： 平衡各方面的要求完全是根据运营场景和运营要求来实现的。比如载货达到一吨以上，而且运营场景要达到600英里（约966千米）以上，那么目前的条件是不可能用全电的，需要用混动。比如在市内载人，20分钟的航程，可以用全电。
城市空中交通飞行器是2人座还是4人座，是旋翼机还是旋翼机带水平推进功能，这在重量上也需要平衡，和应用场景也有关。当然跟我们本身技术的推演也有关系，跟适航当局对运营的要求也有关系，在运营中有新的经验产生，对系统的要求可能也有变化，这是一个不停迭代和演进的过程。
航空工业其实也是这样，我们这么多规范也是由血的教训产生的。这是一个全新领域，当然这站在了巨人的肩膀上，人类在航空方面已经有这么多年的积累，城市空中交通是一个很有效的跨界融合，航空工业、汽车工业和互联网技术的结合。
城市空中交通飞行器多多少少离汽车比较近，AI、机器学习、物联网、5G这些新技术融合进去，因为城市空中交通在低空运行，运行速度比较慢。
但由于在城市上空，安全要求也不能降低，又不可能体积做得很大，重量很重，有很多挑战和机会，但我觉得机会非常大，而且非常令人激动，因为毕竟是人类出行的一个革命性改变。我们在航空业有很强的经验，根据应用场景的不同去优化，同时也满足安全要求。
澎湃新闻：物联网、大数据、人工智能、5G在地面有了越来越多的应用。拓展到空中时，如何帮助到无人飞行器、城市空中出租车等？
肖进： 物联网、大数据、人工智能、5G可以和地面有很多联动。比如将来的无人运货，地面的运货车、仓储可以联动。比如空中哪里拥堵以后，马上把这些信息反馈到地面控制中心，地面控制中心经过优化算法，告诉你可以调整高度和飞行计划。
人工智能一开始可能是用在交通规划、路径优化，下一步可能会用到更高等级的设备中，比如导航、防撞这些跟飞机安全直接有关的功能。
我们也在看怎么把视觉和大气数据、惯导、卫星导航进行多传感器融合，用人工智能来判断现在的姿态和未来可能会出现的碰撞情况，大大增加情景意识能力，对飞行员的工作要求就会降低，到最后可能就不需要飞行员了，完全智能化了。
但人工智能的认证对我们来说还是个挑战。因为它不像传统意义上航空开发那样完全透明、100%可测，人工智能用了很多神经网络，很多过程对我们来说是不可知的、不可解释的。如何向适航当局证明人工智能的安全性还需要很多的努力，我们也在做这方面的工作。
【人类对自由飞翔的想法一直都在，航空又到了一个变革时代】
澎湃新闻：如何评价SpaceX“星舰”的“地球一小时”交通圈？
肖进： 这是马斯克革命性的想法。我本人对他非常崇拜，完全是改变人类出行，纽约上完班，到伦敦吃个晚餐，再回到上海睡觉。而且是利用他自己的火箭进入轨道运行，最高时速27000公里。
就跟现在的城市空中交通一样，对人类的出行和生活方式的改变都是革命性的。我自己作为一个航空从业者，也非常想为这方面的新技术出力。
现在也是一个变革的时代，好多新的企业或新的想法开始进入航空业，城市空中交通领域很多初创企业并不是航空背景，但带来很多新的思维。
对于怎么实现，航天方面，也有安全性的要求，起飞以后怎样保证安全、运行中万一遇到安全性问题怎么解决。飞机上有人突发心脏病，飞机可以安全迫降。火箭在轨道上运行怎么应急处理？因为要载人，从安全性角度来说都是一样要考虑的。
这个技术其实是为了将来去火星做准备，但如果真的要用于客运，如果载人量不小，适航当局法规对于载人的要求跟用于航天上有什么区别，我觉得也是一个探索。
但我个人对此非常敬仰，我们这一代人如果真能在这个变革性的时代贡献自己的力量，也非常令人兴奋。1903年莱特兄弟首次在地球上驾驶人造飞机试飞，之后飞机基本上就是这个概念了。到现在城市空中交通的出现、马斯克很多新的想法出现，我觉得航空又到了另一个变革时代。
人类对自由飞翔的想法一直都在，城市空中交通的想法更体现了这一点。如果坐了城市空中交通，日常生活中的出行更多就在空中了。这个梦想的实现比我们过去这100年迈了更大一步，时间也到了，各种技术的成熟度足够了。(本文来自澎湃新闻，更多原创资讯请下载“澎湃新闻”APP)