Stephan van Vuren

Stephan van Vuren

Um fluxo de trabalho contínuo: como funcionam as operações modernas com drones de segurança pública, do despacho (CAD) à frota em docas

Agentes da polícia numa sala de controlo a gerir operações de drones de segurança pública em ecrãs em tempo real

Uma força policial moderna está a adquirir um fluxo de trabalho. O drone é apenas uma parte dele.

Essa distinção importa mais do que parece. Um drone por si só é apenas um sensor num suporte. Um programa de drones é um conjunto de decisões articuladas entre si. É recebida uma chamada, uma aeronave descola, a transmissão chega ao operador, uma unidade no terreno age com base nela, o espaço aéreo permanece seguro, a prova é preservada, a frota mantém-se operacional. O drone é um componente dessa cadeia. A plataforma que interliga toda esta cadeia é o sistema que a chefia está de facto a adquirir.

O que se segue descreve como devem funcionar as operações de drones de segurança pública, do início ao fim, em 2026. É o modelo sobre o qual a AirHub foi construída. A Polícia do Dubai já o utiliza como uma rede ativa à escala municipal de "Drones como Primeiros Respondentes", sendo esta a direção para a qual as equipas de segurança pública em toda a Europa e Médio Oriente estão a caminhar.

O cenário, num único parágrafo

Uma chamada de emergência reporta um indivíduo armado numa estação de trânsito. O sistema de Despacho Assistido por Computador (CAD) cria a ocorrência. A AirHub recebe o registo, identifica a estação de acoplamento (dock) mais próxima na cobertura dos edifícios, lança autonomamente um drone acoplado e transmite o vídeo para o operador de serviço em poucos segundos. A camada de IA identifica uma pessoa que corresponde à descrição. A camada de contra-UAS confirma que não existem drones hostis na zona. A transmissão aparece no centro de controlo a par do CCTV da estação e é enviada para os dispositivos móveis das unidades que se dirigem ao local. Cada ação, cada fotograma, cada comando são registados. A aeronave regressa à dock para recarregar e fica pronta para o próximo incidente. Um piloto supervisiona o processo do início ao fim, sem necessidade de se deslocar ao local.

Este é o ciclo. Eis o que acontece nos bastidores.

Fase 1: o CAD introduz o incidente no fluxo de trabalho

O gatilho inicial é sempre um sistema de despacho. O Despacho Assistido por Computador (CAD), seja através do Hexagon, Frequentis ou de uma plataforma regional, é onde uma chamada para o 112 ou 911 se transforma num incidente estruturado: localização, tipo, prioridade e unidades atribuídas.

Para que um programa de drones seja operacionalmente relevante, o sistema de despacho tem de comunicar de forma automática com a plataforma de drones. Um fluxo de trabalho manual — em que um despachante vê uma chamada, pega no telefone e solicita um drone — acrescenta minutos de que a operação não dispõe. Em implementações de Drones como Primeiros Respondentes, o tempo de resposta ideal mede-se em dezenas de segundos. A Polícia do Dubai opera com uma meta inferior a 90 segundos em toda a cidade, e esse objetivo seria inalcançável sem a integração do CAD.

A AirHub liga-se aos sistemas de despacho através da sua API aberta, permitindo que um incidente criado numa plataforma CAD envie uma tarefa a um drone de forma automática. O tipo de incidente e a localização determinam qual é a dock mais próxima, qual o perfil de altitude a voar, qual o ângulo de câmara predefinido e que sensores ativar a caminho.

O princípio aqui é simples. O despachante continua a trabalhar como despachante. O drone passa a ser apenas mais uma unidade que este pode mobilizar.

Fase 2: a dock assume a missão

A fase seguinte é a descolagem. Num programa profissional, isto acontece sem que ninguém tenha de se deslocar à cobertura de um edifício.

Uma dock — seja uma DJI Dock, uma Skydio Dock ou outro sistema de drone-na-caixa (drone-in-a-box) orquestrado pela AirHub — é instalada na cobertura de uma esquadra, numa torre ou num poste perimetral. Assim que a tarefa acionada pelo CAD é recebida, a dock abre-se, a aeronave descola, sobe até à altitude configurada e dirige-se ao local da ocorrência. O operador de serviço vê a confirmação de descolagem, a transmissão em direto e a telemetria meros segundos após a criação do incidente.

A aeronave não voa às cegas. A AirHub já verificou o espaço aéreo, validou a geo-vedação (geofence), aplicou a área operacional relevante bem como o volume de contingência e selecionou uma rota que respeita a margem de segurança de risco terrestre. O piloto, formalmente o piloto remoto em comando, supervisiona o voo. É isto que o quadro regulamentar prevê, e é isto que permite escalar um programa para lá dos limites do pilotagem manual.

Para os programas que misturam ativos acoplados em docas com outros operados no terreno, o mesmo fluxo de trabalho corre em paralelo. Uma patrulha que tenha um comando no carro pode receber tarefas através da AirHub exatamente da mesma forma que uma dock as recebe. O despachante não precisa de saber qual está mais perto. A plataforma sabe.

Fase 3: o reconhecimento de imagem por IA torna a transmissão de vídeo acionável

Uma transmissão de vídeo em direto é útil. Uma transmissão em direto que identifica objetos relevantes de forma automática é decisiva.

A IA ao nível da aeronave e da plataforma é capaz de detetar e classificar objetos, tais como pessoas, veículos e anomalias, com módulos adicionais específicos para cada missão. A aeronave capta a cena visual e a camada de IA transforma-a em eventos estruturados. Uma pessoa que corresponda à descrição gera um alerta com carimbo temporal, localização e um fotograma capturado, em vez de ficar perdida em vinte minutos de filmagens em órbita.

Para o operador, isto transforma a observação passiva em busca ativa. Um operador de serviço pode supervisionar várias transmissões em direto ao mesmo tempo com o apoio da IA.

Para os investigadores envolvidos na fase posterior, a camada de IA torna as filmagens pesquisáveis. Uma consulta como "mostra-me todos os veículos que passaram pela entrada sul entre as 22:00 e as 23:00" passa a ser uma tarefa rápida em vez de uma longa revisão manual.

O ponto fulcral é que a IA funciona como uma camada de apoio. A plataforma disponibiliza a informação e o ser humano toma a decisão. A AirHub foi projetada deliberadamente em torno dessa fronteira, sendo este um dos fatores que nos permite criar programas capazes de resistir ao escrutínio de procuradores, provedores de justiça e auditores de contratação pública.

Fase 4: a deteção e desvio por contra-UAS mantêm o espaço aéreo seguro

Uma vez no ar o drone de segurança pública, surge outra questão igualmente importante. O que mais se encontra no espaço aéreo circundante?

É aqui que a camada de contra-UAS entra no fluxo de trabalho. Os sensores de deteção, que incluem radares, RF, acústica, recetores Remote ID e sistemas visuais, alimentam o mesmo mapa operacional em que o drone se desloca. O tráfego tripulado cooperativo surge através de ADS-B, os planadores e aviação ligeira via FLARM, e os drones não cooperativos através de sensores de contra-UAS.

Para o operador a gerir a missão, isto traz duas grandes vantagens. A primeira é a prevenção de colisões. Se um helicóptero da polícia estiver a aproximar-se, o drone desce ou muda de posição antes que qualquer um dos pilotos tenha de fazer uma chamada de rádio. A segunda é a perceção de ameaças. Um drone não identificado que se aproxime do mesmo incidente surge como um trajeto no mapa, com uma classificação, rumo e pontuação de fiabilidade.

No ecossistema AirHub, esta é a camada SecHub, um motor de fusão de sensores e contra-UAS agnóstico em relação ao hardware, que integra a deteção, avaliação e resposta na mesma imagem operacional do drone aliado. Para a segurança pública, esta combinação é cada vez mais indispensável. Um programa que ignore a vertente de contra-UAS acabará por colidir com um problema que não foi capaz de prever.

Fase 5: a integração do VMS faz chegar a transmissão a quem precisa dela

A sala de controlo que acompanha o incidente raramente é reservada à monitorização de drones. Trata-se tipicamente de uma sala de segurança ou de comando operada através de um Sistema de Gestão de Vídeo (VMS) como o Genetec Security Center, Milestone XProtect ou Hexagon HxGN OnCall. O operador já tem anos de experiência na utilização desse VMS, pelo que pedir-lhe para alternar para uma ferramenta externa dedicada ao drone seria uma má opção de design.

A arquitetura correta coloca a transmissão do drone dentro do VMS como uma fonte de vídeo nativa, juntamente com o CCTV fixo, as câmaras corporais (bodycams), as câmaras ANPR e qualquer outro visor com que o operador já trabalhe. A AirHub transmite através de protocolos abertos como RTSP e RTMP, permitindo que o VMS receba a transmissão como uma fonte de vídeo padrão, sem infraestruturas personalizadas para cada local.

O impacto pedagógico no operador é enorme. A transmissão do drone surge ao lado do CCTV perimetral. A deteção de contra-UAS surge como uma camada de alerta. A câmara corporal do agente que responde no local surge no painel adjacente. Um operador, um conjunto de ferramentas, uma visão operacional unificada.

É também aqui que o SecHub fecha o ciclo. O mesmo VMS que exibe a transmissão do drone mostra as deteções de contra-UAS, garantindo que o operador que visualiza a ameaça é o mesmo que tem capacidade de agir sobre ela.

Fase 6: a partilha de vídeo integra as equipas no terreno na operação

Nem todos os que necessitam de aceder à transmissão de vídeo se encontram na sala de comando. Podem ser a patrulha a caminho, o supervisor no veículo de comando, a equipa tática instalada no perímetro, o procurador de serviço ou um organismo parceiro numa operação conjunta. Qualquer um deles poderá precisar de aceder, com diferentes níveis de permissão e por períodos de tempo distintos.

Uma plataforma moderna de drones trata a partilha de vídeo como uma funcionalidade prioritária. Disponibiliza uma ligação em direto, um código de acesso com limite temporal, um conjunto de permissões que determina quem pode ver o quê e uma interface compatível com dispositivos móveis que funciona no próprio telemóvel ou tablet do agente no terreno. A AirHub permite ao operador na sala de controlo partilhar a transmissão com as pessoas certas em segundos, sem necessidade de copiar ficheiros, enviar gravações de ecrã ou perder o rasto de quem visualizou a informação.

O princípio mantém-se em todo o fluxo de trabalho. A transmissão acompanha a operação, dirigindo-se a quem precisa dela e pelo tempo que for estritamente necessário.

Fase 7: o registo da cadeia de custódia da prova e do rasto de auditoria

Tudo o que se desenrola no fluxo de trabalho é registado. Esta informação é recolhida como propriedade estrutural da própria plataforma, integrada desde a origem.

Registos de voo, identificação do piloto, autorizações de espaço aéreo, aplicação de geo-vedações, definições de volumes de contingência, parâmetros de segurança de risco terrestre, eventos detetados por IA, deteções de contra-UAS, segmentos de vídeo, informação sobre quem visualizou cada transmissão em que momento e que patrulha teve acesso por quanto tempo. Todos estes dados são capturados, carimbados temporalmente e disponibilizados para consulta rápida.

Isto é relevante para três públicos distintos. O primeiro é o Ministério Público, porque o valor probatório das imagens de um drone depende da robustez da cadeia de custódia que as rodeia. O segundo é a entidade reguladora, porque todas as aprovações de voos BVLOS (além da linha de vista), sobrevoos de populações ou autorizações especiais implicam a obrigação de demonstrar que a operação decorreu em conformidade com o aprovado. O terceiro é a chefia, uma vez que a revisão anual do programa deve ser resolvida com uma simples consulta, em vez de exigir seis pessoas e um mês de esforço pericial forense.

A AirHub trata os registos de atividade como a memória institucional do programa. São estes que garantem a fiabilidade da operação perante qualquer auditoria.

Fase 8: a gestão de frota mantém as docks operacionais para a próxima chamada

A última fase determina se haverá capacidade de responder ao próximo ciclo de incidentes.

Um drone acoplado numa dock só é útil se estiver pronto a descolar assim que surgir um alerta. Isso exige baterias carregadas dentro do ciclo limite, hélices em perfeito estado de conservação, sensores calibrados, firmware atualizado, geo-vedações válidas, condições meteorológicas conformes, conectividade verificada, pilotos elegíveis na escala de serviço e manutenção programada antes que se atinja o limite do prazo.

Numa frota de dez docks, esta gestão manual é viável. Numa frota de uma centena, este fator determina a viabilidade geral do programa.

A AirHub gere a frota de modo centralizado. Cada dock, aeronave, bateria, comando e piloto tem um estado operacional associado, visível ao gestor do programa num painel centralizado, com alertas preventivos antes que qualquer situação se torne problemática. Os períodos de manutenção de rotina são programados em função da procura estimada. As escalas dos pilotos são articuladas com a disponibilidade das docks. Os ciclos das baterias são monitorizados de acordo com as especificações do fabricante.

O fluxo de trabalho é o produto final

Quando se discute a implementação de programas de drones para segurança pública, há a tentação de focar as atenções na aeronave física. A aeronave é o elemento visível. No entanto, é também o componente mais pequeno do sistema global que o operador está de facto a adquirir.

O que uma força de segurança pública profissional está de facto a comprar é uma plataforma que mantém unida toda esta cadeia, desde a chamada de denúncia ao encerramento do processo criminal. Integração de CAD à partida. Descolagem autónoma a meio caminho. Soluções de IA, contra-UAS, integração de VMS, partilha, registo legal e gestão de frota perfeitamente articuladas do início ao fim. Trata-se de uma plataforma soberana e que pode ser instalada localmente (on-premise) quando exigido, sendo agnóstica em termos de hardware quer se trate de equipamentos DJI, Skydio, Parrot ou do ecossistema de protocolos abertos.

É exatamente isto que a AirHub, a SecHub e o nosso ecossistema de parceiros estão preparados para oferecer. O drone é apenas uma parte da solução. A solução integrada é o produto.

Gostaria de saber como a AirHub gere este fluxo de trabalho ponta a ponta para equipas de segurança pública? Reserve uma demonstração com um dos nossos especialistas.

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A equipa da AirHub a voar um drone DJI

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Uma Verificação da Realidade: O Caminho à Frente para a Indústria de Drones

Com a entrada em vigor do regulamento U-space no mês passado, foi dado um grande passo na indústria de drones em rápido desenvolvimento. Mas será que o U-space é a solução universal que esta indústria precisa? Para mim, a resposta a curto prazo é "Não". Ainda há muitos desafios que precisam ser enfrentados antes de podermos implantar drones em larga escala e colher os benefícios econômicos e sociais associados. Permitam-me destacar alguns.


1. Regulamentos harmonizados

Com a introdução dos regulamentos da Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA) para Sistemas de Aeronaves Não Tripuladas (UAS) em 31 de dezembro de 2020, o objetivo era harmonizar os regulamentos de drones em toda a União Europeia e facilitar a incorporação de drones nos fluxos de trabalho das empresas. E embora eu seja um grande fã dos regulamentos da EASA, esses objetivos ainda não foram alcançados.

O quadro da EASA dividiu as operações de UAS nas Categorias Aberta, Específica e Certificada. Esta divisão fornece uma boa abordagem, onde operações de baixo risco estão na Categoria Aberta, com regras e limitações claras, e operações de alto risco estão na Categoria Certificada, com regulamentos semelhantes aos das aeronaves tripuladas e requisitos e limitações claros. O problema reside na Categoria Específica, onde ocorrem as operações de UAS com os maiores benefícios sociais e econômicos esperados.

A Avaliação de Risco de Operações Específicas (SORA) foi introduzida dentro desta categoria para avaliar o risco de um determinado tipo de operação e determinar os requisitos para pilotos, aeronaves e organizações realizarem operações seguras. Embora a SORA seja uma ótima ferramenta, é complicada para empresas sem experiência na indústria da aviação ou outras indústrias de alto risco utilizarem, e ainda está em desenvolvimento, com muitos padrões e práticas recomendadas faltando.

A falta desses padrões e práticas recomendadas resulta em uma ampla gama de interpretações entre as Autoridades de Aviação Civil (CAAs) europeias. Isso começa com o conteúdo necessário do Conceito de Operações (ConOps) e se estende à interpretação da Classe de Risco no Solo (um porto na Bélgica é considerado uma área populosa, enquanto nos Países Baixos é considerada pouco populosa), a classificação da Classe de Risco Aéreo (o que constitui Espaço Aéreo Atípico?), as mitigações necessárias para reduzir o ARC para operações BVLOS (além da linha de visão) e os requisitos para contenção para evitar que drones entrem em espaço aéreo ou áreas terrestres adjacentes.

Essas áreas cinzentas dificultam para os operadores de UAS aplicarem a SORA "corretamente" e para as CAAs aprovarem operações de maneira uniforme e eficiente, resultando em longos tempos de processamento para Autorizações Operacionais. Este problema também afeta o processo de obtenção de autorizações transfronteiriças. A meta dos regulamentos da EASA era criar um campo de jogo igual para operações de drones na Europa, permitindo que os operadores realizassem suas operações facilmente em todos os Estados Membros. No entanto, isso não é a realidade, pois os operadores de UAS que solicitam autorização transfronteiriça encontram os mesmos problemas de diferenças de interpretação entre as CAAs, resultando em operações atrasadas ou canceladas devido a altos custos (ou seja, é mais barato contratar um "cara local").

Person wearing a jacket with the AirHub logo standing outside while looking at a drone in the sky


2. Licenças e certificados

A adoção da tecnologia de drones em vários setores, desde primeiros socorristas até grandes empresas de petróleo e gás, construção e utilidades, tem sido impressionante. As organizações muitas vezes começam com uma pequena prova de conceito e rapidamente ampliam suas equipes de drones, explorando as possibilidades de operações de drones mais sofisticadas em áreas urbanas e ao longo de longas distâncias. Para realizar essas operações, as organizações precisarão de pilotos de drones altamente qualificados e experientes. No entanto, pode ser difícil garantir que você contrate um piloto de drone competente. Na aviação tripulada, existe um sistema claro com organizações de treinamento aprovadas que formam pilotos para vários tipos de operações de voo, desde voos recreativos em aeronaves monomotoras até operações de linhas aéreas. Esses pilotos passam por exames padronizados para suas licenças básicas e classificações específicas de aeronaves e operações.

Na Categoria Específica, este sistema ainda está em falta. É desafiador para os pilotos demonstrarem suas qualificações e experiências, especialmente com a ampla gama de Níveis de Garantia e Integridade Específicos (SAIL), Cenários Padrão (STS) e Avaliações de Risco Pré-Definidas (PDRA). É difícil determinar o tipo e o conteúdo da educação e treinamento necessários, o nível de habilidade necessário para passar nos exames (se existirem) e obter uma licença reconhecida em toda a Europa com as classificações corretas.

Uma situação similar existe com os requisitos de aeronavegabilidade para drones que podem ser operados dentro da Categoria Específica. Operações nas categorias de baixo risco (SAIL I e II) exigem apenas que o operador declare a aeronavegabilidade do drone, enquanto operações nas categorias de risco médio (SAIL III e IV) exigem um Relatório de Verificação de Projeto (DVR) da EASA.

Um requisito DVR não é uma má ideia, especialmente para operações que poderiam ser realizadas dentro desses níveis SAIL. No entanto, muitos padrões e meios aceitáveis de conformidade ainda estão faltando ou são inacessíveis para os operadores de drones. Obter um DVR requer uma grande quantidade de dados e informações sobre o design e fabricação da aeronave, estação de controle em solo e sistemas e serviços operacionais, muitas vezes não disponíveis a partir do fabricante. Além disso, o processo de obtenção de um DVR da EASA é demorado e caro.

Além disso, um DVR é aplicável apenas para um tipo de operação (ConOps), tornando pouco atrativo, especialmente para pequenos fabricantes, iniciar o processo de obtenção de um DVR para sua aeronave. Atualmente, o maior fabricante de drones não possui drones para os quais um DVR tenha sido emitido, tornando impossível para os operadores de UAS obter os dados e informações necessários ou realizar a grande quantidade de testes de voo necessários, e assim sendo impossível para eles realizarem operações mais complexas.


3. Caso de negócio

Como mencionado, a introdução do U-space será um grande passo para permitir a integração segura e eficiente de grandes quantidades de voos de drones dentro do nosso espaço aéreo mais baixo. No entanto, para as operações de hoje, realizadas principalmente manualmente e dentro da linha de visão (VLOS) de pelo menos um piloto remoto e, frequentemente, um observador ou observadores adicionais, o U-space não será uma necessidade. Se "queremos" que grandes quantidades de voos de drones se tornem realidade, isso deve fazer sentido do ponto de vista econômico e social.

Para alcançar isso, precisaremos - no mínimo - de algumas coisas: operações BVLOS, automação de operações de voo e automação do processamento de dados. Em qualquer negócio, a escala é frequentemente necessária para aumentar a eficiência, e o mesmo é verdadeiro para a indústria de drones. As operações de hoje são conduzidas principalmente dentro do VLOS do piloto remoto, pois o BVLOS ainda não é permitido em muitos países sem fechar o espaço aéreo em que o drone opera. Tenho que admitir que isso faz sentido enquanto não houver um requisito para que aeronaves tripuladas e não tripuladas transmitam suas posições umas às outras e os padrões para a tecnologia necessária para isso ainda estejam faltando. Felizmente, estamos vendo muito progresso nessa área, tanto do ponto de vista regulatório quanto tecnológico, portanto, esperançosamente, esse problema será resolvido nos próximos anos.

No entanto, simplesmente ver uns aos outros não é suficiente; tecnologia avançada deve ser desenvolvida para evitar colisões taticamente, especialmente ao realizar operações sem um link direto de comando e controle entre a aeronave e a estação em solo, como através de links 4G/5G ou satélite. Esta forma de automação permitirá que o piloto tenha um papel mais de monitoramento em vez de pilotar ativamente a aeronave. À medida que o piloto é gradualmente retirado do circuito, eventualmente, um piloto poderá operar vários drones ao mesmo tempo. Esta combinação de fazer mais com menos pessoas e ser capaz de cobrir maiores distâncias aumentará as chances de ter um caso de negócios positivo para muitas operações complexas, incluindo a tão falada entrega na "última milha" por drones.

Pilotar drones altamente automatizados e BVLOS é uma coisa, mas ser capaz de transformar rapidamente os dados coletados em dados acionáveis é outra. O processamento de dados de drones hoje ainda requer frequentemente um processo altamente manual de obter os dados do drone para um computador, carregá-los em uma plataforma (nuvem) e processá-los em um produto final. Drones conectados à Internet, combinados com o aumento do poder de computação e inteligência artificial, otimizarão esse processo nos próximos anos e serão essenciais para que a maioria das organizações tenha um caso de negócios positivo.


4. Abraçamento social

Então, digamos que todos os obstáculos regulatórios e tecnológicos que permitiriam o crescimento foram superados e os casos de negócios se mostraram positivos. Nesse cenário, veríamos um aumento substancial no uso de drones no espaço aéreo inferior, não apenas em áreas rurais, mas também em cidades. Aqueles na indústria de drones não teriam muita dificuldade com isso, mas a opinião pública em geral sobre drones não é (ainda) positiva, como demonstrado por muitas pesquisas.

Isso apresenta um grande desafio para a nossa indústria, pois precisamos demonstrar o valor dos drones não apenas para alguns, mas para a sociedade como um todo, enquanto minimizamos os pontos negativos, como poluição sonora e visual. Por exemplo, muitas pessoas não estão cientes de como os drones são usados por primeiros socorristas, como bombeiros e polícia, para auxiliar no combate a incêndios, prevenção de crimes, operações de busca e salvamento e manutenção de infraestrutura, para citar alguns. Cabe a nós, na indústria, e aos usuários dessa tecnologia educar o público sobre esses benefícios e mudar a percepção negativa que as pessoas têm dos drones.

No entanto, simplesmente mostrar o valor dos drones não é suficiente. Também devemos considerar como integrar drones em nossa sociedade de uma forma que equilibre os benefícios sociais e econômicos. Isso pode envolver restringir drones a certas áreas ou rotas dentro das cidades, limitar o número de drones permitidos, ou definir requisitos técnicos, como limites para emissões de decibéis. Assim como na aviação tripulada, isso exigirá uma combinação de avanços tecnológicos e o desenvolvimento dos procedimentos corretos.


Conclusão

Depois de ler meus pensamentos acima, você pode pensar que estou pessimista sobre o futuro da indústria de drones, mas é exatamente o oposto. A inovação sempre leva mais tempo do que o inicialmente antecipado, especialmente em um ambiente altamente regulamentado como a aviação. A velocidade com que os quadros regulamentares para operações de UAS e U-space foram estabelecidos pela EASA (e, portanto, pelos Estados Membros da UE) é notável. É claro que muitos padrões ainda estão faltando, e a indústria ainda não pode atingir todo o seu potencial, mas isso é apenas uma questão de alguns anos. Anos que a indústria também precisa para desenvolver novas e melhoradas tecnologias, como a tecnologia de baterias e designs de rotores mais silenciosos, além de refinar casos de negócios, como entrega de drones e U-space. Portanto, estou na verdade muito otimista de que o futuro da indústria de drones é promissor e que, como sociedade, nos beneficiaremos grandemente da tecnologia de aviação não tripulada.

Um drone voando ao lado de um avião de passageiros em relação ao U-Space

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Como o U-space impactará o SORA

© Aerospace Manufacturing

A partir de 26 de janeiro de 2023, o quadro regulamentar U-space entrará em vigor na Europa. No entanto, a designação de U-space não seguirá imediatamente. É importante que os governos locais, os Provedores de Serviços de Navegação Aérea (ANSPs) e os operadores de Sistemas de Aeronaves Não Tripuladas (UAS) considerem os efeitos do espaço aéreo U-space. Este artigo concentra-se na relação entre o U-space e a Avaliação Específica de Risco Operacional (SORA).


Abordagem SORA

A abordagem SORA inclui o Modelo de Risco Aéreo, que avalia o risco de um encontro com tráfego aéreo tripulado. O princípio baseia-se na definição da Classe Inicial de Risco Aéreo (ARC) do volume operacional, enquanto mitigações adequadas podem reduzir a ARC inicial para uma ARC residual (final). Junto com a Classe de Risco Terrestre (GRC), o nível final de Garantia e Integridade Específica (SAIL) é determinado. Este resultado representa o risco das operações UAS e os requisitos correspondentes (Objetivos de Segurança Operacional, OSOs) para a operação.

A Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA) define a ARC como uma "classificação qualitativa da taxa com que um UAS encontraria uma aeronave tripulada no espaço aéreo civil típico generalizado." A ARC pode ser dividida em quatro níveis (ARC-a, -b, -c, -d) com um risco crescente de colisão entre um UAS e uma aeronave tripulada. Pode ser determinada usando a árvore de decisão publicada no Regulamento UE 2019/947 (Sistemas de Aeronaves Não Tripuladas).

A redução da ARC inicial pode ser alcançada aplicando mitigações estratégicas através de restrições operacionais (do lado do operador UAS) ou estruturas e regras comuns (por exemplo, estrutura do espaço aéreo e/ou procedimentos de tráfego). O risco residual pode ser mitigado ainda mais por meio de mitigações táticas, que se aplicam a operações fora da linha de visão visual (BVLOS). Para voos com linha de visão visual (estendida), o princípio de "ver e evitar" pode ser mantido mantendo-se um olho no UAS.


U-space dentro do modelo SORA  

Dentro da metodologia SORA, o Modelo de Risco Aéreo permite mitigações provenientes dos serviços prestados dentro do espaço aéreo U-space. Desde que o SORA 2.0 foi publicado nos estágios iniciais de desenvolvimento do U-space, o modelo não abordou mais o papel do U-space no SORA. No entanto, com a implementação do Regulamento UE 2021/664 (regulamento U-space) e os correspondentes Meios Aceitáveis de Conformidade (AMC) e Material de Orientação (GM), a EASA fornece uma recomendação para a ARC residual após implementar o U-space: "É recomendado aplicar uma ARC residual 'ARC-b' para U-space tanto em espaço aéreo controlado quanto não controlado." A autoridade competente decidirá se adota ou não a recomendação.

Sem o U-space, ARC-b é definido como o espaço aéreo abaixo de 500 pés em espaço aéreo não controlado sobre áreas rurais. A recomendação de ARC-b para U-space baseia-se na aplicação dos meios estratégicos e táticos que apoiam a implementação do espaço aéreo U-space. Portanto, deve ser demonstrado que o volume do espaço aéreo U-space, incluindo os serviços, é comparável a operações ARC-b para aproveitar a redução da ARC (uma abordagem semelhante da redução da ARC sem serviços U-space).

Esta condição operacional (a redução para ARC-b) será determinada através da Avaliação de Risco de Espaço Aéreo U-space. A avaliação de risco cobre tanto os riscos terrestres quanto aéreos e leva em consideração aspectos de segurança, privacidade, segurança e ambientais. O resultado da avaliação de risco, incluindo o resultado das audiências das partes interessadas, resultará em um plano de implementação do U-space para o Estado-membro que inclui os requisitos de desempenho do espaço aéreo U-space.

As seções seguintes abordarão mais detalhadamente a relação entre o U-space e as mitigações SORA.


Mitigações estratégicas do U-space por estrutura e regras comuns

O serviço de autorização de voo do U-space (que é um serviço obrigatório do U-space) pode ser usado como uma mitigação estratégica para separar aeronaves UAS e tripuladas (e outros voos UAS). Uma vez que o operador UAS não controla o volume do espaço aéreo, o operador deve apresentar um plano de voo, que será verificado em relação aos voos planejados e já ativos pelo Provedor de Serviços U-space (USSP). É um exemplo de mitigação através da estrutura comum do espaço aéreo (U-space). Com base no processo de autorização de voo, o USSP garante a separação através do controle procedimental no espaço aéreo.


Mitigações táticas do U-space

Enquanto o U-space é usado como o sistema de gerenciamento de tráfego para operações UAS, inicialmente abaixo de 500 pés, aeronaves tripuladas tradicionais ainda podem operar dentro do U-space se cumprirem o Regulamento UE 2021/666 para e-conspicuity. O Regulamento 666 exige que aeronaves tripuladas, operando no espaço aéreo U-space, se tornem eletronicamente visíveis ao USSP. Este princípio aplica-se ao espaço aéreo não controlado.

Para o espaço aéreo controlado, o Regulamento UE 2021/665 é aplicável. Como o tráfego no espaço aéreo U-space será conhecido (através do serviço de identificação de rede e sistemas de detecção), o risco de encontros com tráfego tripulado pode ser mitigado pelo conceito de Reconfiguração Dinâmica. O conceito visa segregar o tráfego tripulado e não tripulado dentro do espaço aéreo U-space. Requer cooperação entre o USSP (ou múltiplos USSPs, se aplicável) e o ANSP.


Requisitos de Desempenho de Mitigação Tática (TMPR)

Para operações BVLOS (Beyond Visual Line of Sight), o operador UAS deve demonstrar que cumpre os TMPRs. O U-space não altera este processo, no entanto, fornece formas e meios adicionais para cumprir os requisitos de detecção. O operador pode confiar no Serviço de Informação de Tráfego U-space como meio de detectar tráfego na área, de modo a apoiar os operadores UAS na evitação de colisões com tráfego tripulado (e não tripulado). Portanto, destaca a importância do Serviço de Informação de Tráfego fornecido pelo USSP ao operador UAS em relação à mitigação de risco aéreo dentro do SORA. 

No entanto, o serviço não dá ao USSP (ou ANSP) responsabilidade pela operação. O operador UAS continua responsável pela segurança do voo e por cumprir as condições operacionais U-space. O U-space é uma forma de mitigar o risco de colisão, mas ainda requer que os operadores solicitem uma autorização operacional seguindo a abordagem SORA.

Com base no plano de implementação do U-space (resultado da avaliação de risco e do resultado das audiências das partes interessadas), o Estado-Membro pode definir requisitos de desempenho adicionais, mais exigentes do que os TMPRs. Isso significa que os operadores UAS devem demonstrar os requisitos mais exigentes (TMPRs ou os requisitos de desempenho do U-space) à autoridade competente (como por aplicação SORA) para obter uma autorização europeia para voar.


Conclusão

O modelo SORA permite o U-space como uma maneira de mitigar a ARC inicial. A EASA recomenda definir a ARC residual para espaço aéreo U-space como ARC-b, que representa o risco de encontrar tráfego tripulado abaixo de 500 pés em espaço aéreo não controlado sobre áreas rurais. Os serviços U-space permitirão essa maneira de mitigar a ARC inicial, tanto estrategicamente quanto taticamente. Portanto, é importante considerar os critérios de desempenho em relação ao SORA e TMPRs durante a Avaliação de Risco de Espaço Aéreo U-space e monitorar continuamente os critérios de desempenho. Desta forma, os operadores UAS são capazes de aproveitar os serviços U-space em relação à sua aplicação SORA.

Um drone tripulado aterrando entre arranha-céus

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Sete Demonstrações na Europa sobre a Integração Segura de Aeronaves Não Tripuladas

Em apenas alguns anos, a mobilidade aérea urbana será uma realidade, permitindo que as pessoas viajem de forma conveniente em um modo mais adequado às cidades e seus residentes. Integrar esses grandes drones do futuro com segurança no nosso espaço aéreo urbano exige muita coordenação e uma grande quantidade de testes. Nos próximos meses, o projeto europeu AMU-LED realizará vários voos de demonstração em ambientes urbanos no Reino Unido, nos Países Baixos e na Espanha.

E se o futuro tiver ambulâncias transportando pacientes e medicamentos críticos pelo ar? E se os bombeiros pudessem combater incêndios com segurança e eficiência sem colocar vidas humanas em perigo? Um futuro onde as pessoas podem viajar mais rápido e de forma mais eficiente de ponto a ponto, com serviços melhores e otimizados para as cidades e seus residentes. Esse futuro não é uma mera visão, é uma realidade que chegará a nós em questão de anos: Mobilidade Aérea Urbana (UAM). UAM é um conceito de mobilidade transformacional para áreas urbanas, usando vários tipos de drones para realizar qualquer tipo de missão que vise melhorar o bem-estar de indivíduos e organizações.


U-space

Um dos principais facilitadores para UAM é o U-space, uma estrutura de gestão de tráfego aéreo para permitir a integração segura e protegida de drones. Assim como o sistema de gestão de tráfego aéreo para aeronaves gerais, o U-space garantirá que as operações com drones sejam realizadas de forma segura e eficiente. No entanto, o sistema será mais automatizado do que o atual controle de tráfego aéreo, com menos interação humana e a capacidade de lidar com mais voos simultaneamente. O U-space pode ser definido como um conjunto de serviços e procedimentos específicos projetados para garantir o acesso seguro e eficiente ao espaço aéreo para um grande número de drones que incorporam altos níveis de digitalização e automação.


Cenários em ambientes urbanos

Muito trabalho foi dedicado ao desenvolvimento do U-space e UAM por meio de projetos de pesquisa e inovação e desenvolvimentos tecnológicos. Uma dessas iniciativas é o projeto AMU-LED, um projeto de demonstração em grande escala (VLD) financiado pela SESAR Joint Undertaking no âmbito do programa de pesquisa e inovação Horizon 2020 da União Europeia. O AMU-LED demonstrará a integração segura de aeronaves tripuladas e não tripuladas por meio da implantação do U-space, com o objetivo final de concretizar cidades inteligentes cada vez mais sustentáveis. Isso será feito realizando demonstrações de voo com vários cenários, situações e casos de uso em ambientes urbanos.

Nessas demos, o projeto usará grandes plataformas elétricas de Decolagem e Pouso Vertical (eVTOL) para transporte de passageiros e carga, combinadas com Sistemas Aéreos Não Tripulados (UAS) menores realizando entrega de mercadorias e suprimentos médicos, vigilância ou apoio a serviços de emergência.


Objetivos do AMU-LED

O projeto começou há dois anos, em janeiro de 2020, com dois objetivos principais de demonstrar a interação segura do UAM com outros usuários do espaço aéreo e de demonstrar voos seguros de UAM. Após uma preparação minuciosa, as demonstrações de voo que ocorrerão no AMU-LED podem ser consideradas como o produto final do projeto, colocando em prática o conceito de operações, casos de uso, cenários, arquitetura de sistemas e o sistema U-space que será definido no projeto.

“Após realizar uma quantidade impressionante de trabalho, onde nosso consórcio concebeu e implementou conceitos de operações inovadores para UAM, preparou casos de uso futuristas, mas já próximos, como serviços de transporte aéreo ou entrega de encomendas de última milha, e integrou serviços inovadores de gestão de tráfego não tripulado, finalmente estamos prontos para a decolagem”, esclarece Pablo Menéndez-Ponte Alonso, líder do projeto UTM da NTT DATA Espanha que coordena o consórcio europeu de 17 entidades diferentes que participam do projeto AMU-LED. “Cranfield é nossa primeira, embora essencial demonstração, pois nos permitirá compreender a prontidão dessa tecnologia ao enfrentar o desafio real.”

Eventualmente, haverá sete demonstrações no total, ocorrendo ao longo do verão de 2022, em Cranfield (Reino Unido), Amsterdã (PN), Enschede (PN), Roterdã (PN) e Santiago de Compostela (ES).


Troca de informações

A variedade de locais permite que o projeto teste e demonstre vários aspectos relevantes de diferentes maneiras, por exemplo, avaliando a maneira mais eficiente de trocar informações entre os atores (como os drones, seus pilotos e o sistema de gestão de tráfego aéreo). O projeto testará dois conceitos diferentes para distribuição de dados relevantes: uma arquitetura centralizada e uma descentralizada. A arquitetura descentralizada será testada em Cranfield, Enschede e Roterdã, e a arquitetura centralizada será testada em Amsterdã e Santiago de Compostela.

As informações a serem trocadas dizem respeito a todos os tipos de dados, por exemplo, informações estratégicas e táticas antes e durante o voo, dados de rastreamento (informações em tempo real sobre a posição do drone), serviço consultivo tático de desconexão (informações para evitar quaisquer conflitos antes e durante o voo) e dados de Tempo e CNS (Comunicação, Navegação e Vigilância).


O que esperar durante as demonstrações?

Além disso, como o U-space e o UAM ainda são conceitos em desenvolvimento, o AMU-LED seguiu os três pilares da inovação – viabilidade, viabilidade e desejabilidade, para garantir que as demonstrações cubram as bases para a implementação eficaz do UAM.

Em junho, as demonstrações começam com o caso de viabilidade em Cranfield, provando a prontidão da solução AMU-LED, tecnologias e sistemas. Esses testes são liderados pela Universidade de Cranfield e ocorrerão no Aeroporto de Cranfield, uma instalação única que possui seu próprio Provedor de Serviços de Navegação Aérea e controladores de tráfego aéreo, e seus próprios pilotos e aeronaves. Esta demonstração será um pré-requisito para as demonstrações subsequentes, provando que a solução AMU-LED está pronta e é segura para ser testada em ambientes mais complexos. Uma segunda parte da demonstração de Cranfield ocorrerá em setembro.

Após provar a viabilidade da solução AMU-LED, em agosto o projeto continuará testando a desejabilidade da sua solução em Amsterdã e Enschede, focando na aceitação pública e no impacto social.

Em Amsterdã, os testes são liderados pelo Centro Aeroespacial Real dos Países Baixos (NLR) e acontecerão no coração da cidade, no Marineterrein. Usando um grupo de foco para coletar dados, a equipe realizará várias demonstrações de voo, testando diferentes aspectos do U-space e certos indicadores de aceitação pública, como incômodo de ruído, segurança percebida, confiança na tecnologia, preocupações com privacidade ou poluição visual. Medidas de mitigação para as preocupações levantadas pelo grupo de foco serão propostas com base nos dados coletados.

Enschede seguirá, demonstrando o impacto social do UAM. Space53, um centro de teste e inovação para sistemas não tripulados, está encarregado desta demonstração, que ocorrerá entre a localização do Space53 na Base de Tecnologia e o Aeroporto de Twente, e a cidade de Enschede. Mostrando vários casos de uso socialmente relevantes, como entrega médica, combate a incêndios ou vigilância policial, esta demonstração provará o impacto social que o UAM criará quando implementado.

Em Roterdã, a viabilidade econômica do UAM será demonstrada também em agosto. Este teste está sendo coordenado pela AirHub e ocorrerá na área portuária da cidade. Será feito em colaboração com a Autoridade do Porto de Roterdã, que deseja investigar a viabilidade de transportar tripulações de navios diretamente do navio para o hotel. Outros casos de uso também serão mostrados, voando diferentes UAVs e aeronaves VTOL.

A cidade de Santiago de Compostela sediará a demonstração final do AMU-LED, onde todos os aspectos anteriores – viabilidade, viabilidade e desejabilidade – se unem em um grande show final. Coordenada pelo centro de tecnologia ITG – Fundación Instituto Tecnológico de Galicia, a demonstração se concentrará na implementação correta de todos os aspectos em ambientes urbanos, como a demonstração final de como o U-space pode habilitar a Mobilidade Aérea Urbana. Isso será demonstrado em setembro e outubro.

Ao longo dessas demonstrações, a equipe do projeto coletará dados sobre os vários aspectos sendo testados, que então serão analisados. Isso permitirá que o projeto elabore resultados para o desenvolvimento adicional do U-space, fornecendo informações sobre a maneira mais eficiente para o U-space habilitar o UAM, fornecendo uma solução segura, eficaz e viável para cidades inteligentes.

Este projeto recebeu financiamento da SESAR Joint Undertaking (JU) sob o acordo de subvenção No 101017702. A JU recebe apoio do programa de pesquisa e inovação Horizon 2020 da União Europeia e dos membros da SESAR JU além da União.