淺談無人機(jī)在民航系統(tǒng)中的管理與應(yīng)用

王銳鋒

(民航中南空管局技術(shù)保障中心，廣東廣州510405)

計(jì)算機(jī)工程應(yīng)用技術(shù)

淺談無人機(jī)在民航系統(tǒng)中的管理與應(yīng)用

王銳鋒

(民航中南空管局技術(shù)保障中心，廣東廣州510405)

在闡述無人機(jī)發(fā)展歷程基礎(chǔ)上，論述了無人機(jī)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用理論發(fā)展，以及如何建立規(guī)范的無人機(jī)應(yīng)用機(jī)制及防范機(jī)制，展望無人機(jī)在民航設(shè)備排故和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件等主面的應(yīng)用。

無人機(jī)；民航業(yè)；管理制度；應(yīng)用

無人駕駛飛機(jī)簡稱無人機(jī)，是一種有動(dòng)力、可搖控控制、能攜帶一種或多種任務(wù)設(shè)備、執(zhí)行多任務(wù)，并能重復(fù)使用的無人駕駛航空器。隨著無人機(jī)技術(shù)的提高，無人機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域必定越來越廣。根據(jù)美國《航空與太空技術(shù)周刊》刊登的分析報(bào)告，世界無人機(jī)將在2024年達(dá)到673億美元市場規(guī)模，而目前中國市場上，太約有400家無人機(jī)制造商，占據(jù)全球無人機(jī)市場的70%份額，未來數(shù)年無人機(jī)必將呈現(xiàn)爆發(fā)式的增長，其中最大的增量必來自于民用無人機(jī)領(lǐng)域。

目前國內(nèi)民用無人機(jī)應(yīng)用，主要有以下五大熱門領(lǐng)域：植保、拍攝、環(huán)保監(jiān)測、災(zāi)后救援以及電力巡檢。隨著無人機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，無人機(jī)必然會(huì)投入到民航領(lǐng)域。無人機(jī)的投入，必將在民航領(lǐng)域產(chǎn)生新的使用秩序。結(jié)合民航系統(tǒng)出臺(tái)的相關(guān)管理辦法等相關(guān)文件，下面談?wù)剛€(gè)人對(duì)無人機(jī)在民航業(yè)的管理和應(yīng)用的一些看法。

1 出臺(tái)有關(guān)規(guī)定管無人機(jī)

2017年，在全國多個(gè)機(jī)場發(fā)生多起無人機(jī)入侵機(jī)場凈空保護(hù)區(qū)事件，造成航班停止過出港、備降其他機(jī)場等嚴(yán)重影響。據(jù)民航局統(tǒng)計(jì)，4月份成都、杭州、大連、南京、上海共發(fā)生13次無人機(jī)影響航班運(yùn)行事件，特別是成都雙流機(jī)場受到9次影響，造成34個(gè)航班取消、112個(gè)航班返航備降、142個(gè)航班空中和地面等待。進(jìn)入5月，無人機(jī)干擾航班事件仍有發(fā)生。5月12日，重慶江北國際機(jī)場又受到無人機(jī)影響，造成43個(gè)航班備降、2個(gè)航班返航、地面等待延誤航班67架次、58個(gè)航班取消，候機(jī)樓滯留旅客6000人。無人機(jī)入侵事件，不但延誤旅客的行程，給個(gè)人、機(jī)場、航空公司帶來不可估量的經(jīng)濟(jì)損失，而且影響機(jī)場安全運(yùn)行，一旦無人機(jī)與飛機(jī)相撞，將出現(xiàn)機(jī)毀人亡的特重大安全事故。

不可否認(rèn)，無人機(jī)的無序、非法飛行，給社會(huì)、民航業(yè)和個(gè)人帶來了極大的負(fù)面影響及損失，如何科學(xué)合理引導(dǎo)無人機(jī)、特別是無人機(jī)在民航領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展和應(yīng)用，首要一點(diǎn)，必是建立健全的規(guī)范制度。2017年5月16日，中國民航局航空器適航審定司發(fā)布了《民用無人駕駛航空器實(shí)名制登記管理規(guī)定》，從2017年6月1日開始，對(duì)民用無人機(jī)進(jìn)行實(shí)名登記注冊，標(biāo)志著我國建立健全無人機(jī)管理制度，邁出堅(jiān)實(shí)的第一步。

2 建立健全無人機(jī)管理制度

2.1 無人機(jī)實(shí)名認(rèn)證

無人機(jī)實(shí)名認(rèn)證可以為系統(tǒng)化管理提供基礎(chǔ)。無人機(jī)影響航班起降事件，雖說部分肇事者得到了應(yīng)有處罰，但是無人機(jī)的起飛門檻低、查證處置難等問題依然存在，而實(shí)名制的推出，則是為相關(guān)管理規(guī)范和法律法規(guī)的制定提供了基礎(chǔ)。同時(shí)，實(shí)名認(rèn)證后，發(fā)生事故時(shí)更容易進(jìn)行責(zé)任劃分和責(zé)任追究。實(shí)行無人機(jī)實(shí)名登記制度，對(duì)于嚴(yán)格遵守規(guī)則的用戶不會(huì)受到影響，一方面保護(hù)民航業(yè)和普通群眾的權(quán)益，同時(shí)在一定程度上，對(duì)于“黑飛”等情況起到一定的遏制作用。

2.2 建立民航業(yè)與無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)動(dòng)機(jī)制，在技術(shù)上主動(dòng)保障民航空域安全

為保障公共空域安全，無人機(jī)生產(chǎn)企業(yè)可通過特定的合法途徑，獲取民航禁飛空域數(shù)據(jù)。在無人機(jī)產(chǎn)品出廠前，設(shè)置機(jī)場等公共空域禁飛區(qū)或限飛區(qū)電子圍欄。

1)無人機(jī)禁飛區(qū)域設(shè)置。無人機(jī)無法在禁飛區(qū)內(nèi)起飛，同時(shí)，當(dāng)無人機(jī)從外部接近禁飛區(qū)邊界時(shí)特定距離時(shí)，將自動(dòng)減速直至懸停。如果在無GPS信號(hào)狀態(tài)下誤入禁飛區(qū)，在重新獲得GPS信號(hào)后，將自動(dòng)降落。

2)無人機(jī)限飛區(qū)域設(shè)置。當(dāng)飛行器從外部接近限飛區(qū)域時(shí)，應(yīng)用程序彈出警告提示，提醒無人機(jī)操縱者存在飛行風(fēng)險(xiǎn)。若操縱者繼續(xù)操縱無人機(jī)深入限飛區(qū)域，無人機(jī)設(shè)置的保護(hù)程序，將強(qiáng)制無人機(jī)下降至安全高度。

3 細(xì)化各項(xiàng)規(guī)章制度，使無人機(jī)飛行有據(jù)可循

俗話說“沒有規(guī)矩，不成方圓”。規(guī)矩也就是規(guī)章制度，是行業(yè)內(nèi)從業(yè)人員應(yīng)該遵守的用來規(guī)范行業(yè)行為的規(guī)則、條文。合理科學(xué)建立有據(jù)可循無人機(jī)規(guī)章制度，不僅是無人機(jī)運(yùn)行規(guī)范化、制度化管理的基礎(chǔ)和重要手段，同時(shí)也是責(zé)任劃分和責(zé)任追究的重要依據(jù)。

3.1 無人機(jī)活動(dòng)組織單位或個(gè)人，首先必須具備合法身份

無人機(jī)在隔離空域內(nèi)運(yùn)行，組織單位或個(gè)人應(yīng)當(dāng)符合國家和民航有關(guān)規(guī)定：

1)明確無人機(jī)活動(dòng)組織單位或個(gè)人，若多個(gè)主體同時(shí)在同一空域范圍內(nèi)開展民用無人機(jī)飛行活動(dòng)時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確一個(gè)活動(dòng)組織者；

2)駕駛員、觀測員需取得民航局認(rèn)可的駕駛執(zhí)照；

3)民用無人機(jī)航空器需取得國籍登記證、適航證件(特殊適航證、標(biāo)準(zhǔn)適航證和特許飛行證等)、無線電臺(tái)及使用頻率情況；

4)民用無人機(jī)需具備從事飛行活動(dòng)時(shí)相應(yīng)的感知與避讓能力；

3.2 飛行活動(dòng)需有詳細(xì)的活動(dòng)說明

進(jìn)行無人機(jī)飛行活動(dòng)前，組織單位或個(gè)人，應(yīng)有詳細(xì)的飛行活動(dòng)方案，預(yù)設(shè)的飛行空域，飛行時(shí)間等情況，詳細(xì)方案應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1)明確無人機(jī)活動(dòng)的類型或目的；

2)預(yù)設(shè)無人機(jī)活動(dòng)的飛行空域，詳細(xì)說明是否會(huì)進(jìn)入機(jī)場凈空保護(hù)區(qū)、禁飛或限飛區(qū)域。

3)明確無人機(jī)活動(dòng)的飛行日期，具體的起飛地點(diǎn)，降落地點(diǎn)、巡航速度、巡航高度、飛行路線，以及飛行時(shí)長和次數(shù)。

4)與軍方、空管單位等需建立有效可行的協(xié)調(diào)通報(bào)機(jī)制，并制定完備應(yīng)急預(yù)案。

3.3 統(tǒng)一申請(qǐng)時(shí)間與受理部門，依申請(qǐng)內(nèi)容分發(fā)至相關(guān)單位審核

明確無人機(jī)飛行活動(dòng)的提前申請(qǐng)時(shí)間，以便于審核部門對(duì)申請(qǐng)資料進(jìn)行充分的審核與評(píng)估。因我國空域的劃設(shè)和使用，由我空軍進(jìn)行管控，建議無人機(jī)飛行活動(dòng)申請(qǐng)，統(tǒng)一交當(dāng)?shù)剀姺竭M(jìn)行受理。當(dāng)軍方收到無人機(jī)飛行活動(dòng)組織單位或個(gè)人的飛行活動(dòng)申請(qǐng)材料，按申請(qǐng)內(nèi)容，分發(fā)至軍航管制部門、民航地區(qū)管理局或民航空管單位部門審核，并對(duì)材料內(nèi)容反饋意見，在申請(qǐng)民航空域內(nèi)飛行，審核內(nèi)容應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：

1)確認(rèn)組織者或個(gè)人申請(qǐng)無人機(jī)飛行活動(dòng)，是否符合飛行要求，是否會(huì)對(duì)地面人員、公共設(shè)施、環(huán)境安全和社會(huì)治安造成危害。

2)核實(shí)申請(qǐng)材料中提及的預(yù)設(shè)飛行空域，是否在允許飛行范圍內(nèi)；原則上，在飛行密集區(qū)、人口稠密區(qū)、重點(diǎn)地區(qū)、繁忙機(jī)場周邊空域，不劃設(shè)無人機(jī)飛行空域。無人機(jī)飛行，需單獨(dú)為其劃設(shè)隔離空域，明確水平范圍、垂直范圍，明確起飛點(diǎn)與降落點(diǎn)。同時(shí)，劃設(shè)隔離空域應(yīng)綜合考慮民用無人機(jī)的通信導(dǎo)航監(jiān)視能力、無人機(jī)性能、應(yīng)急程序等因素。劃設(shè)無人機(jī)的隔離分域，應(yīng)明確無人機(jī)的隔離空域與其他航空器使用的空域邊界需保持的水平距離，同時(shí)明確上下限距其他航空器應(yīng)保持的垂直間隔距離，并規(guī)定無人機(jī)在所分配的隔防空域內(nèi)飛行，需與水平邊界保持的規(guī)定距離，目的是預(yù)防無人機(jī)失控沖出分配的隔離空域。，與其他航空器發(fā)生沖突，造成危害。

3)審核申請(qǐng)的無人機(jī)飛行時(shí)間，是否會(huì)與其他重要飛行活動(dòng)相沖突。

4)空管單位通過自有的氣象情報(bào)系統(tǒng)，抑或聯(lián)合當(dāng)?shù)貧庀蟛糠?，分析評(píng)估組織方申請(qǐng)的無人機(jī)飛行活動(dòng)當(dāng)天氣象條件，是否允許進(jìn)行飛行活動(dòng)。飛行活動(dòng)申請(qǐng)者，需與軍方、民航地方管理局和空管單位等相關(guān)單位保持密切聯(lián)系，關(guān)注氣象動(dòng)態(tài)，做好備份的飛行活動(dòng)預(yù)案。

5)審核無人機(jī)飛行器是否設(shè)置有電子圍欄，是否具有相應(yīng)等級(jí)的系統(tǒng)感知和避讓能力；

6)在申請(qǐng)飛行的民航空域內(nèi)，無人機(jī)的無線通信頻段，是否會(huì)干擾或影響到該區(qū)域內(nèi)的民航通信、導(dǎo)航及監(jiān)視設(shè)備。隨著民航業(yè)務(wù)與無人機(jī)業(yè)務(wù)的發(fā)展與擴(kuò)大，根據(jù)無人機(jī)的用途，考慮劃設(shè)專門的無人機(jī)通信頻率，避免與其他業(yè)務(wù)頻率發(fā)生沖突。

3.4 建立安全有效的安全性措施

為防止民用無人機(jī)和其他航空器活動(dòng)相互穿越隔離空域邊界，提高民用無人機(jī)運(yùn)行的安全性，應(yīng)采取下列安全措施：

1)空管單位與無人要駕駛員應(yīng)建立可靠的通信。

2)空管單位與無人機(jī)駕駛員應(yīng)當(dāng)持續(xù)監(jiān)視民用無人機(jī)的飛行動(dòng)態(tài)，確保無人機(jī)時(shí)刻處于可監(jiān)控狀態(tài)下。

3)當(dāng)空管單位發(fā)現(xiàn)無人機(jī)在所分配的隔離空域內(nèi)飛行，與水平邊界小于規(guī)定的距離時(shí)，應(yīng)及時(shí)通知無人機(jī)控制人，立刻控制無人機(jī)返回允許飛行空域，避免無人要穿越隔離空域，與其他航空器發(fā)生沖突。同時(shí)通報(bào)相鄰空域管制單位，做好應(yīng)急準(zhǔn)備。

4)空管單位應(yīng)建立民用無人機(jī)指揮與控制鏈路失效、無人機(jī)避讓侵入的航空器等緊爭事項(xiàng)的應(yīng)急處置程序。

3.5 建立無人機(jī)飛行活動(dòng)公安部門備案制

無人機(jī)飛行活動(dòng)在公安部門進(jìn)行備案，一方面可建立飛行組織主體或個(gè)人的飛行安全檔案與誠信檔案，有利于申請(qǐng)者下次進(jìn)行申請(qǐng)飛行活動(dòng)。另一方面，在發(fā)生糾紛或事故時(shí)，有利于進(jìn)行責(zé)任劃分與追究，保護(hù)相應(yīng)部門或個(gè)人的利益。

4 民用無人機(jī)在民航業(yè)可發(fā)揮的作用

無人機(jī)在民航業(yè)可發(fā)揮的作用有很多，如可進(jìn)行信號(hào)檢查，場型測試，無線電干擾排查等，下面主要談?wù)剝蓚€(gè)方面：

4.1 對(duì)民航導(dǎo)航設(shè)備儀表著陸系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證和評(píng)估

儀表著陸系統(tǒng)是關(guān)鍵重要的民用航空導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)由航向信標(biāo)、下滑信標(biāo)和測距儀組成，為飛機(jī)降落時(shí)，提供對(duì)準(zhǔn)跑道中心線的航向道信號(hào)、引導(dǎo)飛機(jī)呈3度角下降的下滑道信號(hào)以及飛機(jī)與著陸點(diǎn)之前的距離信號(hào)，可保障飛機(jī)在低能見度和惡劣天氣條件下安全著陸。

儀表著陸系統(tǒng)的信號(hào)的準(zhǔn)確信對(duì)飛行安全至關(guān)重要，需定期安排校驗(yàn)飛機(jī)進(jìn)行信號(hào)驗(yàn)證。我國目前正處于民航發(fā)展的迅速增長期，新建機(jī)場和新建的儀表著陸系統(tǒng)也迅速增加。由于培養(yǎng)合格的校驗(yàn)飛行員和校驗(yàn)員需很長一段周期，再上飛行校驗(yàn)時(shí)受天氣等不可控因素影響，或多或少會(huì)延長校驗(yàn)時(shí)間，可能導(dǎo)致校驗(yàn)飛機(jī)無法按時(shí)到達(dá)下一校驗(yàn)地點(diǎn)，在短期內(nèi)或許出現(xiàn)校飛運(yùn)力緊張的局面。若儀表著陸系統(tǒng)未按時(shí)完成信號(hào)校驗(yàn)，根據(jù)民航相關(guān)規(guī)章制度是需要關(guān)停使用。

民用多軸無人機(jī)具有體積小，飛行速度快，同時(shí)可攜帶一定重量的天線，在軍民領(lǐng)域已有較為成熟的應(yīng)用。若在飛人機(jī)上安裝飛控模塊、GPS差分系統(tǒng)模塊、信號(hào)采信處理模塊及天線等設(shè)備，可對(duì)儀表著陸系統(tǒng)的頻率進(jìn)行捕捉和分析，經(jīng)過定位、數(shù)據(jù)回傳與數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，可應(yīng)用于儀表著系統(tǒng)無線電信號(hào)準(zhǔn)確性的驗(yàn)證。若經(jīng)過國家和民航相關(guān)部門的評(píng)估驗(yàn)證，并得到許可推廣，該技術(shù)必將在民航業(yè)內(nèi)迅速得到使用。例如，飛行校驗(yàn)機(jī)組若無法按計(jì)劃到達(dá)進(jìn)行儀表著陸系統(tǒng)飛行校驗(yàn)，可使用無人機(jī)先行對(duì)儀表著陸系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集分析驗(yàn)證，若信號(hào)合格，可暫緩關(guān)閉儀表著陸系統(tǒng)，不影響機(jī)場航班的運(yùn)行。待校驗(yàn)機(jī)組到達(dá)后，可再次進(jìn)行信號(hào)驗(yàn)證，以保障系統(tǒng)可正常使用。無人機(jī)的應(yīng)用，在一定程度上要緩解機(jī)場運(yùn)行壓力，同時(shí)在經(jīng)濟(jì)、人力等各方面，都有不可估量的作用。

4.2 利用無人機(jī)進(jìn)行無線電信號(hào)干擾排查

在民航系統(tǒng)運(yùn)行中，無線電專用頻率占據(jù)著極其重要的地位。在一定程度上，無線電專用頻率直接關(guān)系到民航的飛行安全。民航無線電干擾的種類有同頻信號(hào)干擾、鄰頻信號(hào)干擾等。同頻信號(hào)干擾產(chǎn)生的主要原因是在某些區(qū)域存在違規(guī)使用和民間私用信號(hào)的發(fā)射干擾，其發(fā)射的相關(guān)信號(hào)與民航頻率波頻相似或相同。鄰頻信號(hào)干擾主要是某些設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)沒有嚴(yán)格按照國家要求進(jìn)行設(shè)置，使信號(hào)落入到民航頻率。而這些干擾信號(hào)的發(fā)生地，多數(shù)在山區(qū)或者干擾排查車不易進(jìn)入的地方。若利用無人機(jī)的機(jī)動(dòng)性，則能更快，更準(zhǔn)確地定位到干擾源。無人機(jī)排查頻率干擾若得到推廣，對(duì)打擊“黑廣播”，凈化民航無線電通信頻率，也有積極的作用。

隨著我國低空空域的逐步開放，國內(nèi)無人機(jī)適航管理要求和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)將逐步健全，國家對(duì)無人機(jī)的適航管理也將逐步完善，無人機(jī)的市場化運(yùn)營在獲得更多空域的同時(shí)也會(huì)得到更嚴(yán)格的監(jiān)管，違法占用其他空域運(yùn)行的情況將得到遏制，不具備適航能力的無人機(jī)將被逐出民用市場，無人機(jī)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用也將越來越廣，期待無人機(jī)能在民航領(lǐng)域發(fā)揮越來越多的作用。

[1]金偉,葛宏立,杜華強(qiáng),等.無人機(jī)遙感發(fā)展與應(yīng)用概況[J].遙感信息,2009(1).

[2]民用無人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法.MD-TM-2016-004.

[3]《中華人民共和國飛行基本規(guī)則》

[4]《通用航空飛行管制條例》

[5]《民用航空空中交通管理規(guī)則》

TP311

A

1009-3044(2017)24-0196-02

2017-07-15

王銳鋒(1983—)，男，廣東梅州，碩士，研究方向?yàn)楸O(jiān)視與通信。