面向智慧城市的浮空器應用研究

陳明飛

摘要：隨著社會的不斷發展進步，我國的人口基數越來越大，當太多的問題因為城市化發展步伐的加大而呈現越來越嚴重的趨勢時，“智慧城市”的建設，將會為我們解決許多因為城市發展而出現的嚴峻問題，成為世界歷史發展進程中的重要的創新技術建設。“智慧城市”通過信息通訊的科技技術手段，全面實現整個城市的管理與運行工作，為人們創造日益舒適美好便捷的生活，使城市的發展更和諧。本文將在對“智慧城市”的涵義進行定位的基礎上，針對在“智慧城市”的發展中帶來巨大推動幫助的浮空器的應用，進行相關的探討分析，為后期“智慧城市”與浮空器的互相融合發展提供有力的參考依據。

關鍵詞：智慧城市；信息通訊；浮空器應用

相信很多人對于智慧城市這個概念非常陌生，作為一個新型的概念，目前為止，學術界并沒有對其進行一個專業的認知定義。在《中國智慧城市標準化白皮書》中，對智慧城市進行了詳細的概念化描述。所謂的智慧城市，就是以核心驅動力來滿足城市的發展轉型以及對管理方式的轉變，最終實現智慧的感知、建模、分析、集成和處理，以此來達到為城市的全面發展進行科學推動的最終目的，使城市達到智慧科技的狀態，以精細化的方式為城市的運行管理水平、居民生活質量等方面提供“智慧”化服務。浮空器則是一種比空氣還要輕的飛行器，其主要是依靠大氣的浮力進行升空飛行服務，是能夠將比較抽象的智慧城市進行具體化的一個潛在引擎。對智慧城市的智慧移動、管理以及智慧生活等方面的進程作用巨大。

1.浮空器應用于智慧安全領域

浮空器在各個領域都能夠進行有效的利用，尤其在進行建設智慧城市的進程中，浮空器能夠有效對城市的健康與穩定提供安全保障，并重點在應急管理、防災減災、活動安保等方面具有重大的實用效果。

1.1浮空器在應急通信領域的應用

自然災害在我國的發生概率比較頻繁，當災害發生的時候，如果無法對現場的災情進行第一時間的分析采集，就會增加救災難度。浮空器就可以及時對災害情況進行信息采集檢測。一旦災害發生，浮空器就可以根據受災區域的特點和所要進行救災的情況需要，運用浮空器的任務系統將浮空器設置到受災區域，然后浮空器自身的任務設備將接收到的受災現場的圖像等數據用光纖傳輸到地面的接收設備上，在最短的時間內就可以把最新的受災信息進行傳遞接收，確保所有救災工作的實施部署，有效救助更多的受災人群及財產挽救。

1.2浮空器在活動安保領域應用

任何大型活動的成功進行，都離不開安保的存在，而我國的大型活動又非常眾多。如何在進行大型活動的過程中確保活動現場的安全性，是全社會及公安保衛機關最為關注的問題之一。中國電子科技集團第三十八研究所，成功研制出的專門進行重要目標保護和具有監察工作的安保系統車載系留氣球系統，就已經在各大型集會進行了有效的安全保障任務應用。車載系留氣球系統自身所具有的覆蓋面積大、留空時間長、部署靈活機動、效費比高等優勢特點，能夠將城市監控預警系統的低空監視不足缺點進行了彌補，使其在實際的應用過程中展現了它的最大效能。

車載系留氣球系統主要起的作用是為任務平臺進行信息的承載工作，作為任務應用系統中的核心位置，該系統是由三個部分組成，分別是系留氣球、系留纜繩組件以及地面設備，系統可以根據情況進行大中小三個型號的分別定制。而任務應用系統本身可以對光電、紅外、通信、預警、導航等進行多種任務的設備搭載工作。比如在新疆的郁金香節的時候，當時的車載系留氣球系統對高清攝像機、紅外相機以及氣體的濃縮探測儀進行了24小時不間斷的監控工作，在360度的監控區域內，對郁金香節開展過程中的游客情況、車輛進入、地面所有的建筑情況以及包括自然的景觀都進行了直觀的檢測，為當時的活動順利展開起到了非常大的幫助。

2.浮空器應用于智慧環境領域

當浮空器應用于智慧環境領域的時候，就是將傳感器和監測儀表來進行大規模的實際應用，通過無線通信技術的搭載，最終為城市人們的空氣污染、水污染等環境污染問題進行常規的監控管理，使人們能夠長期的生活在一個健康且沒有污染的環境中。上海市奉賢區在2013年12月的時候利用車載系留氣球對大氣環境進行了150米到1000米范圍內的污染物觀測，利用車載系留氣球的垂直觀測平臺，經過11天時間的觀測，獲取到了50余組的有效廓線，并利用這些廓線，對上海市不同天氣情況下的大氣污染物質進行了分析探測，使市內的空氣污染研究工作獲得深度進展。車載系留氣球在對大氣污染進行垂直觀測的過程中，能夠有效的通過傳感器將存在的大氣污染源進行準確定位，使我國的環境監測更加精準化，更加便于環境監測工作在大氣邊界層領域環境的區域展開更高層次的擴展，為后期的智慧環境全面順利開展創造了非常有利的條件。

3.浮空器應用于應急通信領域

我國是一個自然災害發生頻率大且災害嚴重的國家，當災害發生的時候就容易對社會安全產生非常巨大的影響后果，因此，應急通信就顯得格外重要。當重大的自然災害發生，通過浮空器在應急通信領域的應用，能夠有效降低并減少災害所產生的重大損失。

高空超壓氣球作為一種比較新型的高空氣球，完全區別于傳統的氣壓氣球，球體呈現全面封閉的結構，不會因為地面地形環境的影響而受到任何的制約，采取的是無動力自由飛行的模式進行定點控制，并且可實現長時間的飛行駐空。高空超壓氣球通過自身攜帶一些小型的基站長時間進行駐守查看，尤其對那些災害嚴重，地面通信設備損壞，信息交通等完全被中斷的情況進行災情信息采集分析。最重要的是，高空超壓氣球完全不會受到天氣情況的變化而造成影響，即便是雷電交加，仍然能夠提供災區范圍的信息，全面保障整個應急災情區域范圍內的通信順暢，且精準度高。

4.其他應用領域

浮空器的優勢非常顯著，除了能夠進行通訊、安保及環境監測之外，還能夠將浮空器的應用擴展到日常生活的娛樂設備等方面的應用上，比如載人觀光、婚紗攝影、低空跳傘等，能夠為人們的生活增加多姿多彩的無限可能。最具典型意義的就是“云中漫步”載人觀光系留氣球的應用。“云中漫步”是由航空工業特種飛行器研究所進行的一款自主研制的無動力性質的游樂設備，分為雙層的球體結構，整個游樂設備內部全部由氦氣進行填充，氣球內部有一套專門的調節系統，可針對球體的壓力進行自主的控制和調節，只需要3個人就可以對整個系統進行操作，與普通的熱氣球相比較而言，更加具有安全保障性能。整體的面積有6600立方米，可同時讓1名工作人員和30名游客一起進行搭乘，然后可將設備上升至150米的高空處，讓所有的游客對周邊的山水環境等進行360度無死角俯瞰，盡情領略美好的自然風光，親身體驗騰空云端的美妙享受。

結束語：

綜上所述，通過對浮空器的研究，在未來對智慧城的建設方面一定會起到非常重要的推動作用，未來，利用科技與通信的技術力量展開對浮空器行業的技術創新，為城市人居提供更加個性、高效、安全、綠色、便捷的智慧城市化服務，通過浮空器的在各行各業的完美應用，打造一個改變歷史潮流的現代化信息城市，將不再只是一個夢想。

參考文獻

[1]朱弘，龔俊亮. 多傳感器融合技術在浮空器控制中的應用研究[J]. 數字技術與應用，2015（12）：54-55.

[2]黃宛寧，張曉軍，祝榕辰，等. 浮空器在應急通信中的應用[J]. 科技導報，2018，36（6）：55-64.

[3]張志永. 電子墨水技術在智慧城市應用研究[J]. 工業控制計算機，2016，29（3）：106-107.

[4]劉恒飛，張慶全，周源，等. 數字城市地理空間框架成果在智慧城市建設中的應用研究——以黑龍江省數字城市建設為例[J]. 測繪與空間地理信息，2015（2）：150-152.

[5]嚴益強. NB-IoT技術簡介及其在智慧城市中應用研究[J]. 廣東通信技術，2016，36（11）：6-8.

（作者單位：中國電子科技集團公司第三十八研究所）