無人航空器系統(tǒng)(UAS)或無人機(jī)的引入和接受嚴(yán)重打亂了傳統(tǒng)航空。無人機(jī)為公共服務(wù)和商業(yè)用途提供了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。許多專家認(rèn)為,到2020年全球無人航空器系統(tǒng)市場將超過110億美元。美國聯(lián)邦航空局(FAA)估計(jì),在同一時(shí)間范圍內(nèi),將有超過400萬個(gè)小型無人航空器系統(tǒng)在空域運(yùn)行。歐洲單一天空空中交通管理研究(SESAR)聯(lián)合執(zhí)行體預(yù)測,到2035年,不斷增長的歐洲無人機(jī)市場每年可能達(dá)到超過100億歐元的估值。
在蒙特利爾舉行的國際民航組織(ICAO)第13次空中航行會(huì)議上,航空航天工業(yè)協(xié)會(huì)國際協(xié)調(diào)理事會(huì)(ICCAIA)、空中交通管制員協(xié)會(huì)國際聯(lián)合會(huì)(IFATCA)和航空公司駕駛員協(xié)會(huì)國際聯(lián)合會(huì)(IFALPA)共同提交了一份建議文件,使無人機(jī)運(yùn)營無縫融入空中交通管理中。
目前,各國有各不相同的零星分散的監(jiān)管框架,但正在努力協(xié)調(diào)小型無人航空器系統(tǒng)(<25千克)的融合。ICAO的工作主要集中在遙控駕駛航空器系統(tǒng)(RPAS)的融合上,最近剛開始解決小型無人航空器系統(tǒng)的出現(xiàn)以及通過無人系統(tǒng)規(guī)則制定聯(lián)合機(jī)構(gòu)(JARUS)提供服務(wù)的可行性。而民用空中航行服務(wù)組織(CANSO)、RTCA和歐洲民航設(shè)備組織(EUROCAE)的機(jī)構(gòu)也在繼續(xù)推廣有關(guān)如何在現(xiàn)有有人駕駛航空構(gòu)架中安全使用無人機(jī)的概念和想法。這仍有許多工作要做,因?yàn)樵S多關(guān)鍵問題仍未得到解決,這可能有助于無人航空器系統(tǒng)行業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。
隨著全球標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的壓力越來越大,民航當(dāng)局及其相應(yīng)的空中航行服務(wù)提供者(ANSP)必須立即采取行動(dòng),重點(diǎn)是制定統(tǒng)一理解的綜合準(zhǔn)則,鼓勵(lì)創(chuàng)新并維護(hù)全球空域系統(tǒng)的安全。必須有一種持續(xù)的整體方法,協(xié)調(diào)一致地促進(jìn)無人航空器系統(tǒng)交通管理(UTM)功能的全球統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化,包括與空中交通管制(ATC)的互操作性并包含城市空中通勤(UAM)。
業(yè)界正在為無人航空器系統(tǒng)交通管理開發(fā)解決方案,以促進(jìn)無人機(jī)任務(wù)的規(guī)劃和執(zhí)行,同時(shí)補(bǔ)充空中交通管理(ATM)基礎(chǔ)設(shè)施。了解無人機(jī)的運(yùn)行環(huán)境非常重要。這項(xiàng)工作將有助于進(jìn)一步完善無人機(jī)的分類方式,以及它與其他無人和有人航空器的互動(dòng)方式。性能細(xì)分將有助于確定所需的設(shè)備,并可以就遠(yuǎn)程識別達(dá)成一致意見。無人航空器系統(tǒng)的性能應(yīng)包括多級地理參照(位置確定的準(zhǔn)確性)和地理圍欄(導(dǎo)航功能)。同樣,來自無人航空器系統(tǒng)交通管理提供者的不同級別的服務(wù),將允許無人機(jī)運(yùn)營人選擇能夠降低其運(yùn)營所帶來的風(fēng)險(xiǎn)并且適合其無人機(jī)性能的服務(wù)。地理圍欄數(shù)據(jù)應(yīng)通過權(quán)威來源發(fā)布和共享。這些數(shù)據(jù)對執(zhí)行任務(wù)至關(guān)重要,如果不能以確保安全和安保的方式進(jìn)行處理,并使用適當(dāng)?shù)拇胧┌l(fā)布,數(shù)據(jù)可能會(huì)給空域系統(tǒng)帶來危險(xiǎn)。地理圍欄和地理參照數(shù)據(jù)都應(yīng)根據(jù)適當(dāng)?shù)男阅軜?biāo)準(zhǔn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。
設(shè)想的無人航空器系統(tǒng)交通管理(UTM)環(huán)境與現(xiàn)有的傳統(tǒng)空中交通管理環(huán)境不同,但兩者必須融合。隨著概念的不斷發(fā)展,顯然需要實(shí)施一套通用的UTM核心服務(wù),以支持無人機(jī)本身將使用的越來越多的自主能力。業(yè)界需要一套核心原則,即最終將確定如何管理低空空域以及由誰管理、圍繞UTM系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)據(jù)交換模型、網(wǎng)絡(luò)安保要求和數(shù)據(jù)源驗(yàn)證的標(biāo)準(zhǔn),以便每個(gè)UTM提供者或UAS服務(wù)供應(yīng)商(USS)是按照相同的指導(dǎo)方針和規(guī)定運(yùn)作的。如果沒有這些核心原則,行業(yè)就有可能產(chǎn)生安全隱患,從而導(dǎo)致災(zāi)難性后果。
雖然大多數(shù)法規(guī)都側(cè)重于在管制空域以外的低空空域進(jìn)行的小型無人航空器系統(tǒng)的運(yùn)行,但許多國家正在實(shí)施自己的無人機(jī)融合政策。其中許多政策在國家層面建立了框架,而有些政策可能允許地方市政當(dāng)局實(shí)施規(guī)則和條例。重點(diǎn)仍然主要在于哪些UAS可以在哪里和在什么條件下運(yùn)行,并且在大多數(shù)情況下依據(jù)重量、運(yùn)行類型(目視視線(VLOS)/目視視線之外(BVLOS))和地面人口密度(城市/市郊/農(nóng)村)進(jìn)行細(xì)分。將需要制定法規(guī)來確立共同的運(yùn)營人規(guī)則。隨著UTM概念的出現(xiàn),商業(yè)運(yùn)營人現(xiàn)在可以代表空中航行服務(wù)提供者在更加本地化的層面上進(jìn)行監(jiān)督、組織和提供服務(wù)。在啟用此類委派之前,必須解決某些要素。
當(dāng)前,所有小型無人航空器系統(tǒng)(<25千克及以下)都被定性為一個(gè)類型的無人系統(tǒng),而實(shí)際上其性能特征和功能可能大相徑庭。還必須考慮將小型無人航空器系統(tǒng)市場進(jìn)一步細(xì)分為特定能力,并且可以對這些能力進(jìn)行適當(dāng)級別的合格審定。目前沒有關(guān)于該行業(yè)這一部分的適當(dāng)開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的討論或決定。必須更廣泛地審查全球航空是否采用傳統(tǒng)的ATM開發(fā)指南,例如DO-178C或DO-278,還是采用其他一些適當(dāng)?shù)幕谛阅艿幕。確定如何建立這種方法必須成為近期討論的優(yōu)先主題。但是,可以采取循序漸進(jìn)的步驟。標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)必須關(guān)注將小型無人航空器系統(tǒng)劃分為多個(gè)類別的能力評估方法。測試機(jī)構(gòu)應(yīng)該明確地應(yīng)用這些標(biāo)準(zhǔn),以確定航空器的能力,以及其運(yùn)營人能夠從UTM系統(tǒng)接收到服務(wù)的能力。最終由UTM系統(tǒng)提供的服務(wù)將基于無人機(jī)及其機(jī)長(PIC)的能力,即使機(jī)長是車輛上的軟件系統(tǒng)和地面部分的組合。無人機(jī)能力的細(xì)分將有助于對執(zhí)行某些運(yùn)行和任務(wù)的無人機(jī)進(jìn)行分類,并尋求更好地對空域使用進(jìn)行組織和優(yōu)先排序(例如,最佳裝備者獲得最佳服務(wù))。
一旦確定了性能標(biāo)準(zhǔn),就可以滿意地解決遠(yuǎn)程識別問題。雖然大多數(shù)人都認(rèn)為必須有一定程度的電子登記和識別。但批評者反駁說,人們認(rèn)為存在侵犯個(gè)人隱私權(quán)的行為。可以轉(zhuǎn)用到任何國家的通用概念來登記和遠(yuǎn)程識別用戶或機(jī)構(gòu)至關(guān)重要。通過首先確定無人機(jī)的特定性能,這將決定如何識別運(yùn)營人。無論是傳統(tǒng)方法(通過航空電子設(shè)備或應(yīng)答機(jī)),還是通過特定的無線電頻率(RF)標(biāo)識符(LTE登記,SIM卡)、性能特征和功能,這都有助于減輕隱私被侵犯這樣的看法,提供一種機(jī)制來識別已知參與者和不良行為者,并能夠?qū)⑴R時(shí)用戶與常規(guī)、商業(yè)和涉及公共安全的用戶分開。電子識別的標(biāo)準(zhǔn)化必須適應(yīng)無人機(jī)平臺的各種能力級別。在電子識別中也必須考慮基礎(chǔ)設(shè)施的可用性。為了完全確保遠(yuǎn)程識別是合理的,還必須制定用于驗(yàn)證的方法和界定電子標(biāo)識符的數(shù)據(jù)完整性的標(biāo)準(zhǔn)。功能細(xì)分和公平、安全的遠(yuǎn)程識別方法,將有助于推動(dòng)行業(yè)發(fā)展,并允許行業(yè)利用無人機(jī)進(jìn)行多項(xiàng)運(yùn)營,同時(shí)打消要知悉誰在操作這些平臺的愿望。
隨著引入更多的無人機(jī)在管制空域內(nèi)運(yùn)行,空中航行服務(wù)提供者將繼續(xù)面臨挑戰(zhàn),以便安全地管理有人和無人系統(tǒng)之間的互動(dòng),以及它們在同一空域系統(tǒng)內(nèi)的互動(dòng)。
為確保在安全和效率的情況下實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),該文件建議:
a)請各國注意到,無人機(jī)能力水平的實(shí)施將有助于使低空空域系統(tǒng)的發(fā)展更加清晰明了,并提供一種機(jī)制,以允許以性能為基礎(chǔ)進(jìn)入空域;
b)要求國際民航組織繼續(xù)開發(fā)一個(gè)綜合的電子登記機(jī)制和數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu),以支持遠(yuǎn)程識別和飛行能力/資格信息;
c)敦促各國為落實(shí)發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)制定可接受的方法,該標(biāo)準(zhǔn)包含符合航空業(yè)規(guī)范的堅(jiān)實(shí)的軟件和硬件準(zhǔn)則;
d)敦促各國鼓勵(lì)無人航空器系統(tǒng)交通管理提供者實(shí)施最高級別的網(wǎng)絡(luò)安保標(biāo)準(zhǔn),以符合航空界對低空空域運(yùn)行的期望和準(zhǔn)則;
e)敦促各國實(shí)施集中空域管理服務(wù),包括但不限于地理圍欄和地理參照,以確保無人航空器系統(tǒng)交通管理運(yùn)營人擁有經(jīng)過驗(yàn)證的數(shù)據(jù)源,以便在空域系統(tǒng)內(nèi)規(guī)劃和執(zhí)行任務(wù)。
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