JR東日本展示使用垂直起降無人機進行冬季坡面勘測-也計畫測試在新幹線「公兵號」上運輸設備 JR東日本展示使用垂直起降無人機進行冬季坡面勘測-也計畫測試在新幹線「公兵號」上運輸設備

JR東日本展示使用垂直起降無人機進行冬季坡面勘測-也計畫測試在新幹線「公兵號」上運輸設備

JR東日本展示使用垂直起降無人機進行冬季坡面勘測-也計畫測試在新幹線「公兵號」上運輸設備

在降雪量大的地區,人們正利用空中視角來保護鐵路線。 JR東日本新潟分公司進行了一項示範試驗,使用垂直起降無人機以100公里/小時的速度飛行,並搭乘新幹線高速列車快速趕赴現場,使未來的鐵路維護系統成為現實。


東日本旅客鐵道株式會社新潟分公司、第一建設株式會社、東鐵工業株式會社和Aerosense株式會社這四家公司正在進行一項示範試驗,利用垂直起降無人機在冬季勘測鐵路沿線的邊坡。東日本旅客鐵道株式會社首次利用垂直起降無人機的3.5級自動飛行功能進行鐵路邊坡勘測的示範試驗已於2025年4月在只見線進行,並於同年12月在上越線進行。

此次演示中使用的飛機是AS-VT01K。此外,正在考慮使用新型AS-VT02K飛機以擴大未來的作業規模,據說該飛機具備防塵防水(IP43)等性能。 (註:這並不意味著此次冬季坡度測量演示中使用的是AS-VT02K。)

還有計劃測試使用“Hakobyun”列車行李運輸服務來運輸飛機。

從: 文献リンク冬季利用垂直起降無人機進行鐵路沿線邊坡測繪示範試驗

【社論】

垂直起降無人機是一種固定翼飛機,配備垂直起降機構,能夠像直升機一樣垂直起降,然後像固定翼飛機一樣水平飛行。多旋翼無人機的飛行時間最長只能達到約30分鐘,而本次演示中使用的AS-VT01K無人機則可透過LTE通訊進行遠端控制,支援最遠50公里的遠端自動飛行。
*部分規格參數,例如最高速度,可能不會在公開文件中列出,因此本文將重點介紹官方公告中明確列出的項目。由於固定翼飛行時能耗顯著降低,因此它是中距離巡檢的理想選擇。

此次示範試驗的顯著特點是已獲得國土交通省頒發的二級型號合格證。因此,在飛機和運行系統符合既定要求的情況下,無需事先獲得許可或批准即可進行3.5級超視距飛行(BVLOS),從而能夠快速進行勘測活動。 3.5級是指在無人居住區域上空進行BVLOS飛行時,可以省略先前所需的准入控制措施,例如部署輔助人員和設定標誌。

此次示範實驗還包括將視訊畫面即時傳輸至新潟市中央區的設施管理部門。這意味著身處異地的專家可以立即評估情況並制定應對措施。在暴雪等緊急情況下,節省的時間直接轉化為挽救生命和恢復服務的途徑。

更令人矚目的是與行李運輸公司Hakobyun的合作。新型AS-VT02K設備可收納於緊湊的兩段式運輸箱中,從而實現新幹線的快速運輸。一旦發生災害,便可利用新幹線的速度優勢,迅速將設備從東京運送至新潟。此外,隨著運輸方式的增多,即使在天氣和路況等限制條件下,也能更輕鬆地選擇最佳運輸方案。

全新 AS-VT02K 的防塵防水等級達到 IP43,即使在小雨中也能飛行。在降雪量大的地區,經常會出現雨雪交加的天氣狀況,而 AS-VT02K 能夠在傳統無人機無法飛行的惡劣天氣條件下繼續進行勘測,這極大地擴展了其作業範圍。此外,AS-VT02K 的飛行距離可達 70 公里,使其能夠勘測比 AS-VT01K 更廣泛的區域。

這項技術代表著鐵路維護人員未來提升安全性和工作效率的願景。傳統上,員工需要駕車或步行巡查邊坡,但這讓他們時時刻刻面臨雪崩和落石的風險。如果能夠利用無人機進行預先巡查,辨識危險區域,就能製定更精準的巡查方案,同時確保工人的安全。

潛在挑戰包括惡劣天氣下的飛行限制和電池技術的限制。雖然IP43防水等級可以應付小雨,但在暴雪和強風環境下飛行仍然困難。此外,根據具體情況,必須採用三種不同的方法:直升機用於大規模勘測,多旋翼飛行器用於定點勘測,垂直起降無人機用於其他用途。

自2024年3月在磐越西線進行示範試驗以來,JR東日本一直在逐步測試垂直起降無人機。這次冬季邊坡勘測是繼災害期間鐵路設施巡檢之後,該技術的另一個應用實例。這項將無人機技術應用於鐵路等公共基礎設施維護的舉措,預計將推廣至其他交通運輸業者和地方政府,以應對日本老齡化社會勞動力短缺的問題。

[術語]

垂直起降無人機
垂直起降(VTOL)是指垂直起降固定翼無人機。它是一種混合型飛行器,既能像多旋翼飛行器一樣垂直起降,又能像固定翼飛機一樣水平飛行。水平飛行時能耗顯著降低,從而實現遠距離飛行。

3.5級飛行<br>這是一種允許在無人居住區域進行超視距飛行的操作形式,無需像以前那樣採取部署助手和安裝標誌等准入控制措施。它是3級飛行的簡化版本,能夠更快地進行勘測活動。

第二類認證<br>此認證授予符合國土交通省制定的無人機安全標準的無人機。此外,透過滿足特定無人機認證和國家飛行員資格等要求,某些飛行模式不再需要事先申請許可和批准,從而可以快速運作。

IP43
這是國際公認的防塵防水性能標準。 IP4X 表示防塵性能,可防止直徑 1 毫米或更大的固體物體進入;IPX3 表示防濺水性能,允許在小雨中飛行。

正射影像<br>空拍照片經過正交投影和校正,使其看起來像是從正上方俯視看到的,就像地圖一樣。由於地形起伏和拍攝角度造成的畸變已被校正,因此可用於測量距離和麵積。

三維點雲資料<br>三維點雲資料是指以大量點的集合形式表示物體表面三維結構的資料。它由無人機拍攝的多張影像生成,能夠精確地了解結構的形狀和尺寸。

雲台相機<br>一種相機系統,它使用雲台機構(一種支撐旋轉軸的裝置)固定相機,並透過補償飛行器的抖動和振動來實現流暢的視訊拍攝。

LTE通訊
長期演進技術(LTE)是一種高速行動通訊標準。將其安裝在無人機上,可實現遠端控制和即時視訊傳輸。

[參考連結]

Aerosense 公司(外部)
一家研發和生產國產工業無人機的公司。他們提供「Aerobowing」系列垂直起降無人機。

Aerobowing AS-VT01K 產品頁面(外部連結)
一款獲得二級型號合格證的垂直起降固定翼無人機,能夠進行最遠 50 公里的遠程自動飛行。

Aerobowing AS-VT02K 產品頁面(外部連結)
一款新型垂直起降無人機,具備IP43防塵防水等級,可在小雨中飛行,最大飛行距離達70公里。

JR東日本列車行李運輸服務「Hakobyun」 (外部)
利用新幹線列車的速度和準點率,提供貨物運輸服務。目前正在測試將其作為快速運輸無人機設備的方式。

國土交通省無人機登記入口網站(外部連結)
這是一個提供日本無人機註冊、飛行許可和批准申請全面資訊的網站,同時也解釋了型號合格證制度。

[參考文章]

利用垂直起降無人機在冬季對鐵路沿線邊坡進行勘測的示範實驗 | Aerosense 公司(外部連結)
JR東日本新潟分公司與其他三家公司正式宣布開展示範試驗。會中討論了新型AS-VT02K的IP43防塵防水性能及其與列車行李運輸服務「Hakobyun」的合作。

JR東日本考慮引進能夠水平飛行、速度可達100公里/小時的垂直起降無人機前往巡檢現場(CNET Japan) (外部連結)
本書詳細介紹了 AS-VT01K 的技術規格和操作方法,包括具體性能數據,例如最大速度 100 公里/小時、自動飛行距離達 50 公里以及透過 LTE 通訊進行遠端控制。

JR東日本將使用垂直起降無人機檢查鐵路設施損壞情況 A2025全面投入使用(外部)
該公司報告稱,將於 2024 年 3 月在板越西線進行災害演示試驗。機器人將以最高 100 公里/小時的速度自動飛越 75 公里長的路段,展示正射影像和 3D 點雲資料的產生。

Aerosense 開始接受其新垂直起降無人機「Aero Bowing」的訂單,在防水性、儲存和操作性能方面均有顯著改進(外部連結)。
我們提供了新款 AS-VT02K 的詳細技術規格,包括其 IP43 防塵防水等級、緊湊的兩件式便攜箱以及 70 公里的最大飛行距離。

日本無人機法規(2025 年)— Fly Eye (外部連結)
本綜合指南提供了有關日本無人機法規的最新信息,包括對監管框架的詳細解釋,包括型號認證制度、3.5 級飛行和 DIPS 2.0 註冊制度。

[編者註]

在降雪量大的地區,無人機技術正穩定地應用於鐵路維護,這通常不是我們關注的領域,但它讓我們得以窺見未來工作的發展方向。想像一下,一架無人機可以搭乘高速列車快速抵達作業現場,為現有基礎設施的利用開闢了新的途徑。

即使在你身邊,科技也可能在不知不覺中保障人們的安全。從這個角度重新檢視日常場景或許會很有趣。