新加坡以无人机交付助力智慧国家建设

格拉汉姆·瓦里克

新加坡正努力利用各领域的颠覆性技术，建设成为一个“智慧国家”。这些颠覆性技术包括无人机、无人驾驶汽车和自主空中出租车，能够有效地改变人群和货物在繁忙国家内流动方式。

新加坡是一个人口稠密的岛国，地面和空中等空间资源非常宝贵，急切需要提供复杂、综合的解决方案，例如安全和高效的新型自动化运输模式。

为了探讨无人机货物交付，新加坡求助于有经验的系统集成商空中客车直升机公司。2016年2月，空中客车直升机公司签署了一份新加坡民航局（CAAS）合同，在新加坡国立大学（NUS）校园内测试无人机快递服务。今年上半年，空中客车直升机公司与新加坡邮政物流合作，验证其研发的“天桥”（Skyways）系统。

不同于向澳大利亚农村家庭提供快餐或者是在英国乡村向顾客交付网上购买商品，“天桥”无人机系统是一种综合服务，包括无人机飞跃人群头顶，在新加坡国立大学校园各个站点之间自动运送包裹。如果项目获得成功，该系统可以推广至大学之外，向停泊在新加坡港的船只提供交付服务。

空中客车直升机公司亚太区负责人利奥·杰伊介绍说，“该公司的目标是探索无人机如何被用于自主货物交付，特别是在密集的城市环境中，并从监管、技术和运营需求等更高航空专业角度验证该计划的可行性。”

迄今为止，大部分工作集中在与新加坡民航局合作，制定规章制度，确保无人机在城市环境中的飞行安全。然后，研究无人机系统的运行要求，完成研发生产，验证其对规定和要求的符合性，然后在真实环境中演示验证，最后才有信心投入使用。

空中客车直升机公司为新加坡国立大学校园设计了一种站到站的自主交付系统。顾客会把他们的包裹送到邮包站，然后在一个售货亭到达目的地。利用机器臂把包裹自动装载到无人机上，然后穿过空中走廊，自动起飞并交付选定的目标站点。

着陆时，包裹将落到机器臂上，然后被放置在正确的包裹储物柜中，系統将通知收件人，包裹已经准备好可以签收。于是，包裹就放在储物柜中，直到顾客取走。顾客可以随时带着密码以及收到的广播信息，从储物柜取走包裹。

在第一次验证过程中，新加坡国立大学校园设置有三个站点，以统计不同类型的人员。三个站点的布置可以是：一个站点在宿舍区，一个在学生管理区，一个在大礼堂和校友楼旁边。站点也可以布置在不同地点：一个在建筑物顶部，另一个在公寓的院子里。

空中客车直升机公司研发了一种独特的空中交通工具“天桥”，旨在满足新加坡民航局的安全性要求。“天桥”采用了正确的材料，确保有一定的安全余量。同时，“天桥”设计有足够的功率裕度，以确保符合预期的航空产品安全水平。

“天桥”无人机是一种四旋翼无人机，能够携带2～4kg（4.4～881b.）有效载荷。“天桥”小型无人机的关键系统是完全冗余的。一旦某个系统失效，无人机仍然可以运行。如果系统有异常，“天桥”小型无人机可以按照设计要求降落在最近的准备站点。

为了增加安全性，“天桥”无人机配备有多重自主导航系统。除了全球定位系统（GPS），在每个配送站还配备有一个由空中客车防务与空间部研发的非GPS高精度定位系统，在无人机每次接近配送站校正其定位精度。

在新加坡国立大学的初次使用中，电池被自动更换。在系统设计中，“天桥”无人机的设计已经考虑了后续的改进，考虑了最大自主性，能够自动更换电池或者自主充电。

“天桥”无人机能自主起飞和降落，一旦包裹进入系统，必须要接受操作中心监控。该系统由操作员确保一切操作有序进行，一旦出现差错，他们可以采取紧急行动。

到目前为止，空中客车直升机公司已经研制了2架原型机，分别在法国和新加坡进行飞行测试。目前，试用服务设备正在新加坡国立大学安装。一旦空中客车直升机公司从最初的使用案例中得到足够充分的样本数据，就会扩展到其他地区，部署更多站点。