誰來管理“天行者”

建立城市立體交通的關鍵問題是：該由誰來保證飛行汽車的安全？光靠視力來指引飛行器是不夠的，還需要導航和通信技術來防止它們彼此相撞或撞上建筑物。

如何在上下班高峰期，10分鐘之內從北京的天壇到奧體中心？或者從上海的徐家匯到四川北路？不論是的士還是地鐵，任何地面的交通方式似乎都不可能完成這個任務。城市的交通效率要有本質的飛躍，空中交通也許是唯一的可能。未來的城市是飛行汽車的城市。未來學家保羅#8226;薩福這樣認為，但是，他也清楚地知道，如果在一個城市上空，像蜂群一樣飛行著上萬輛汽車是巨大的麻煩。一旦發生了連環撞車事故，不但不會有人生還，還會天降橫禍到大街上。更不用說有人喝醉了酒，在高樓縫隙間飆車，一不當心就可能在你熟睡時闖進了你房間的窗戶。三維的城市交通似乎更自由，速度更快，但是一旦發生事故損失也更慘重，并且會傷及無辜。

那么誰來保證飛行汽車的安全？天空雖然遼闊，光靠視力來指引飛行器還是不夠的，需要導航和通信技術來防止它們彼此相撞或撞上建筑物。人類的航空史已經接近百年，一套嚴謹的空中交通管理的技術系統已經非常成熟，有各種方法來防止碰撞，但是在繁忙的空中交通面前越來越顯得局促，難以避免意外的發生。

生死關頭聽誰的？

2001年1月31下午3時55分，日本中部的駿河灣上空11280米高處，兩架客機上的空中防撞系統同時響起了警報：即將相撞，需要采取緊急措施！這兩架客機分別是日本航空907號班機，一架波音747客機和日本航空958號班機，一架麥道DC-10-40客機。它們都配備了第二代空中防撞系統（TCAS II）。兩架飛機上的TCAS II相互發射無線電信號，通過應答的時間差計算出了互相之間的距離，同時使用方向天線確定了對方的方位。空中防撞系統的電腦計算出，兩架飛機將會在1分鐘之內相撞。這種事件在飛行中會偶爾發生，雖然看起來天空的高度無邊無際，但是適合飛行而且氣流平穩的高度是有限的。如果調整失誤，兩架飛機偶爾會在同一高度層飛行。防撞系統成功地發現了這個失誤，似乎又避免了一場空難。它讓907號班機上升，同時958號班機下降，以便避開彼此。

但是意外發生了。這時907號班機收到了另一個指令，這是來自東京航空交通管制中心的要求，讓它下降以躲避對方。東京交通管制中心是負責管理這一片空域的地面機構，它通過無線電指揮空域上的飛行器，就像空中的交警指揮著天空中的十字路口。空中管制員已經在雷達上發現這兩架飛機可能會撞上，于是讓907號班機下降躲避。但是年輕的空管員是剛來的實習生，忘了同時讓958號班機上升。

面對空管員和防撞器相反的指令，907號的機長沒有幾秒鐘可以猶豫。他迅速決定，遵從交通管制中心的指令。這個決定是致命的，兩架飛機同時下降，越來越接近。空管員發現自己犯了錯誤，但是為時已晚。幸運的是，當時天空的能見度良好，雙方的機長都看見了自己正在迎面撞向對方，迅速做出了反應。907號班機快速下降，而958號班機改為上升，兩架飛機相隔40米掠過，避免了一場災難，只有907號班機上未系安全帶的100多名乘客，因為飛機急劇變向而受傷。

另一架客機就沒有那么幸運。一年半之后，俄羅斯巴什克利安航空2937次航班在德國于柏林根上空和一架快遞飛機相撞，71人遇難。防撞系統也不是萬能的。雖然國際民航組織很快作出規定，當空管員和防撞系統的指令相矛盾時，優先聽從防撞系統的指令，但是這并沒有讓事故絕跡。2006年9月29日，戈爾航空1907號班機在巴西亞馬遜森林上空和一架公務機相撞，155人全部遇難，起因是防撞系統被誤操作關閉，而當地的空管員只有1個月工作經驗，并且疲于加班。無論如何，這也暴露出今天空中交通系統的漏洞，需要改進它以適應更加復雜和繁忙的航空現狀。

未來的空中交通管理

民航的空中交通管制系統有一套嚴謹的操作規程，在它的調配下，飛機事先申請好航線，在地面的控制指揮下從一個機場飛到另一個機場。這個過程分為3個部分：在機場時飛機按照機場管制的安排，起飛和降落時則由儀表著陸系統引導，而在空中平飛時則由當地的區域管制中心提供管制服務。聯絡和導航則依靠無線電通信、雷達等電子技術。這一套系統的框架是在1950年代確立的，各種新的通信導航技術只是對它進行修補。

雷達并不能迅速確定飛機的方位，需要經過半分鐘以上的時間才能得出精確的位置。管制員必須為這個時間間隔留出較大的安全緩沖區，就和雨天濕滑的公路上需要保持更長的車距一樣道理。從1970年代開始興起了廉價航空，遍布全球的空中客運越來越繁忙，尤其是在機場上空盤旋等候降落的情況越來越多，航班延誤讓航空公司損失慘重。在大霧或者雷暴這樣特別惡劣的天氣條件下，或者在航線中特別荒蕪、沒有雷達引導的地區，飛行的安全還是不能保證。美國聯邦航空局的副局長羅伯特#8226;斯特吉爾認為，這樣下去，2015年空中交通系統就可能面臨崩潰。空中的交通需要重新規劃。

天空的容量并不是無限的，需要提高利用效率。到了20世紀末，空中交通管理（ATM）的概念流行起來。不同于過去的空中交通管制（ATC）主要是為了安全考慮而制定規則，空中交通管理要整合通信、導航和監視，最大限度地提高空中的交通容量。

全球定位系統（GPS）等衛星定位技術讓精確的導航成為可能，它幾乎能沒有盲點的覆蓋全球。在新一代的空中導航系統中，它和俄羅斯的衛星定位技術LONASS以及地面的導航系統結合在一起，可以指導飛機進行精確的飛行甚至著陸。衛星通信和數據鏈技術可以讓空中的通信不受干擾，而地面監視飛機的雷達和導航系統的信息將在新航行系統中整合起來，避免空中的相撞事件。每一個單獨的技術都能修補舊的空中交通系統，但是新的系統將要把它們完全整合起來，徹底改變空中交通的運作方式。

美國將新的空中交通模式叫做“ 下一代空中交通系統”（NextGen）。它要打破過去空中交通中固定航線的模式。飛機的航線更加靈活，因為周圍的飛機都能精確定位，并且在電腦的設計下沿著各自的線路相安無事地飛行，可以少走很多彎路。按照下一代空中交通系統的設計，一趟從華盛頓特區到波士頓的航班，可以節省下30%的時間，344升燃油和300千米路程。這套系統已經在阿拉斯加試運營，計劃在2025年完成美國的航空體系的全面改造，但是目前還受到資金問題的限制。

歐洲的航空改造計劃稱為“單一歐洲天空空中管理研究”（SESAR）。歐洲的一體化不僅要在地面上消除國界的限制，在天空中要形成一個更統一的通信導航網。而中國的通信導航監視/空中交通管理（CNS/ATM）系統的試驗也已經在新疆等西部航線展開。

個人化的自由飛翔

然而，不論新舊的空中交通系統，離隨心所欲飛翔都差得很遠。如果你有一輛飛行汽車，每次出行卻都要花好長時間向空管員申請航線，豈不是件很麻煩的事情？更何況，如果飛在半路上突然改變主意不去北五環吃飯，改去西面逛公園，也沒有辦法改變航線。難道就不能對低空、近距離的飛行實施更靈活的管理方式么？

“自由飛行”（Free Flight）的理念，就是要徹底取消空管員。飛行器怎么飛，飛行員自己說了算。這一個概念是國際民用航空組織的未來空中導航系統小組于1991年提出的。自由而安全的飛行，必須要有電腦網絡將導航和通信系統結為一個整體，向飛行員呈現可能安全飛行的方向以及最佳線路。這一個改進就像長途電話，由過去的人工撥號轉接，改進到現代的自動程控交換機。這是一個根本性的革命。

空中交通系統是一個復雜系統。和所有的復雜系統一樣，自主調節的效率總是比集中調節要高。讓飛行員根據各自的需求選擇最快的線路，就像自由市場中看不見的手，最終也就讓整個系統最高效地運轉。自由飛行的空中交通管理系統只需要告訴飛行員，哪一些線路是禁止的，哪一些線路可能是最好的。在允許的飛行線路中，飛行員可以自行選擇，選擇的自由度取決于空中交通是否繁忙。在最空曠的原野上，甚至可以不用儀器的指導完全依靠目視自由飛翔。在最繁忙的空域里，交管系統也會發布一些宏觀調整的指令。當然，自由飛行系統還處于構想階段，它的實現還需要很長時日：除了飛行器上需要統一裝備的通訊終端系統，還需要有強大計算能力的計算機和先進的程序算法，來讓多個飛行器避讓碰撞，免得再發生兩架飛機向同一個方向避讓的慘劇。這并不是簡單的事，要知道就連兩個人在小巷子里相遇，也會發生向同一個方向閃避三四次的情況。這樣的飛行方式一旦實現，人們就不需要為了班機上的1個小時而在城市街道上堵車2小時，可以直接從家里的陽臺起飛，或者在空中實現最快的市內交通。

即使飛行汽車交通在城市里實現了，很長時間之內它也只是地面交通的補充。但是它會漸 .改變 我們城市的結構：高樓之間不僅僅是由道路連接起來，樓頂也可以直接供飛行汽車停靠。那時候呈現在我們面前的，將是一種新的立體城市，也許比電影《第五元素》中的城市更加神奇。