无人飞行救护系统

　　1、案例架构：

　　1.1 需求场景介绍

　　医疗服务水平的持续提高是人们对美好生活的向往的持续追求，但是在实际生活过程中，交通拥堵、自然灾害等对地面通行带来越来越多的困难，而各种突发疾病的 “救治黄金1小时”包括了从发病、发现发病、通知救护单位、协调救护设备/人员、救护往程、救护返程等复杂的流程，因此，研制一型能规避地面通行障碍、缩短救护时间的飞行救护系统显得很有必要，也预示着具有广阔的市场前景。同时，我们也看到，俄乌冲突3年和不断加剧的各种冲突，也让相关单位认识到，战争危机永远存在，那么战场的救护需求显得非常迫切，2024年，某部就举办了“2024全域支援挑战赛”，其中医疗救护是赛事中的重要内容之一。

　　根据以上需求，研制一型无人航空器，以此为运输平台，系统化的集成通信、搜救、避障、救护系统。将该系统在医疗救护机构为起降和人员救护中心，覆盖半径50km以内的居民小区、集会场所，开展无人飞行救护系统运行，探索新的商业模式，开展商业化运行，在满足人民对高端医疗救护需求的同时，也向ZC救护、应急救援等领域拓展，促进低空经济的发展。

　　1.2 总体技术指标

　　根据典型应用场景下的一次完整任务时间不超过1小时，为黄金救援时间留足充裕的时间，由此，系统的总体性能指标：

　　飞行任务半径：≥80km

　　续航时间：≥1.5h

　　飞行速度：≥100km/h

　　通信距离：≥100km

　　运载能力：>260kg(大于2人)

　　人员探测识别距离：>1000m

　　救护设备配置：呼吸机、心率监测仪、注射器等

　　具有垂直起降、自主飞行、避障、航线重规划等能力

　　1.3 案例总体组成

　　图 系统组成

　　1.4 主要研制工作

　　1)纵列双旋翼大载重无人机研制和系统集成。为满足被救护人员及救护设备的装载和救护要求，综合比较后，选用安全性好、可靠性高，且更适宜人员装载的纵列双旋翼式布局无人机，同时具有很高的悬停效率，不受地面条件限制，相较于纵向单旋翼直升机的优势有以下几点：

　　相同升力时，结构更加紧凑;

　　载重量大;

　　相同起飞重量下比直升机尺寸小;

　　在较低桨盘载荷下可得到最佳性能，具有很高的悬停效率;

　　在悬停时抗侧风扰动能力较强，有较大的操纵余量;

　　允许较大重心变化;

　　任务可靠;

　　安全性高。

　　为满足飞行救护使用要求。在无人机机体下部设计增装相应的座舱，座舱中增加2名伤员位置，2副担架以及相应的医疗急救设备及其相应的固定安装结构，使其满足飞行过程中的强度和刚度要求。

　　2)医疗救护系统的改装和系统集成。无人系统在进行医疗救护过程中，需为人员提供舒适的环境和必要的医疗救护设备。根据无人机机体的技术指标、使用限制，设计一型在空间尺寸、气动外形、结构、温度、震动、噪音满足用户使用需求和舒适的救护舱，并在舱内配置安装相应的医疗救护设备，使地面人员可远程监测、操控医疗救护设备，对机上人员进行观测和生命维持。机上搭载的医疗救援载设备依据120急救车内的配备进行配置，包含有多功能除颤监护仪(除颤、多导联心电监护、心脏起搏器、血压及血氧检测)、多模人工呼吸机(ASV、CMV、PCV、SIMV、CPAP等)、自动注射泵、电动吸引器、医用氧气、便携式吸引器，快速气管通气器械，急救药箱、心率监测仪等。

　　3)主动目标探测识别、自动避障和自动航线重规划技术研究。无人飞行救护系统在开展救护过程中，需对飞行周边、目的地周边的障碍、人员等进行探测和识别，并根据具体环境情况采取直飞、避障、绕飞等措施，本项目采用目前应用最多的视觉、激光、微波等技术方式实现对人员、车辆、树木、房屋等目标进行实时探测、成像和处理，并将数据与飞行控制与管理系统交互，飞行控制和管理系统根据周边环境信息实时解算碰撞概率、目标匹配度，并根据解算情况，自动运算、判断是否变更航线，如需变更，则以任务最优完成为约束，自动重新生成航线，并按重生成的航线继续飞行，直至完成任务。

　　4)无人飞行器城市内运行飞行模式研究

　　无人驾驶航空器转变为载人无人驾驶航空器，目前在实践中也较为小众，并且可能引发相关法律风险，影响所需的资质与许可。

　　根据《基于运行风险的无人机适航审定指导意见》，探索无人机、载人无人机的适航标准和审定办法。同时根据《特定类无人机试运行管理规程(暂行)》，在符合适航标准的前提下，业务模式的转变将导致无人机适用场景及运行种类的不同，可能因运行风险等级提升而触发无人机试运行审定，或须另行申请不同场景不同阶段的试运行批准函，其中也存在试运行审定暂停或终止等监管风险。

　　开展基于运行风险的民用无人机适航和载人无人机运营审定规章、标准和验证方法研究，形成一系列标准成果。向民航局申请无人机适航审定，取得载人无人机及载人无人机运营相应的适航性证明文件。

　　5)无人飞行救护商业运行模式研究

　　借鉴学习国内外成熟的商业模式，采用个人付费+保险付费+政府补贴的融合运行商业模式。与交通运输局、空管局、KJ、公安等部门探讨和制定无人飞行器在城市密集区域飞行的监管和审批程序、方法、和标准。争取形成能满足各方需求的新的大型无人飞行器运行商业模式，获得新的经济增长点。

　　1.5 取得成效

　　系统整体效果图见下图所示。

　　系统参加了某部举办的全域支援系统挑战赛，并取得了较好的成绩，获得了央视七套的报道。

　　本项目参加了某港科大创新创业大赛，并获得了三等奖。

　　在民用领域，已和地方医疗机构协商，共同推进相关场景的试点飞行，探索新的服务和收费模式;在军事领域，已和用户单位协调提前开展演习演练，并持续推进后续的系统采购。

　　1.6 应用前景

　　参照国际经验，结合国情，对我国未来航空医疗救护的发展做了预估。到2025年，如果我国能建成中等水平的航空医疗救护覆盖体系，所需要的专业医疗救护固定翼飞机约为150-200架，直升机1000-1300架，机队市值将在400-500亿元，到2025年中国每年将使用飞行器救助30万人次，直升机降落救援成为常态，直接运营收入达80亿元人民币。如进一步测算其关联的拉动效应和社会效应，市场规模接近千亿元。

　　此预测中，直升机未区分有人、无人直升机，考虑到国家对低空经济发展的支持和后疫情时期对医疗卫生事业的支持，以及无人立体交通的支持，无人直升机将会在未来逐渐发展成为航空救护的主力机型，即使按照50%的份额计算，也将是500-650架，市值200亿-250亿的直接采购需求。

　　市场效益分析

　　航空医疗救护的收费模式主要有三种。

　　1)政府拨款

　　政府直接拨款组建直升机紧急医疗救护机构的做法比较少见，更普遍的是政府向运营企业购买服务，或者购买保底小时数。

　　2)医疗保险

　　包括强制性医疗保险与商业医疗保险，将航空医疗救援纳入到强制性医疗保险的做法尚不普及，目前更多的是补充性商业医疗保险覆盖航空医疗救援，这在发达国家已经十分常见。我国也已探索推出航空医疗救援商业保险产品，但由于目前航空医疗救援网络尚未建立，这类产品还未普及，可以此为契机，推动该类保险的应用普及。

　　3)个人付费

　　这是最普通、最常见的模式，但单次收费缺乏分摊机制，价格较高，因此也出现了个人向通用航空运营企业购买类似年卡等服务的模式。在北京地区，直升机出动一次的费用为每小时3.5万元，固定翼飞机每小时为7万元。

　　据此测算，按医疗保险每人1千元一年计算，根据统计数据，我国中产以上人数为2亿人，保险市场规模可达2千亿，按美国模式中保险费用占市场规模的55%左右，测算出运行市场规模近4千亿。市场效益巨大。