隨著科技的不斷演進(jìn),無人機(jī)已經(jīng)跨越軍事應(yīng)用領(lǐng)域,迅速滲透到民用領(lǐng)域,體現(xiàn)了無可比擬的應(yīng)用價(jià)值,賦予人們前所未有的機(jī)遇,在現(xiàn)代社會(huì)中發(fā)揮的作用愈發(fā)不可或缺。然而,無人機(jī)“炸機(jī)”事件備受關(guān)注。
無人機(jī)“炸機(jī)”是指無人機(jī)受到不可預(yù)測(cè)因素的干擾,發(fā)生故障而失去控制,最終墜毀的事件。有時(shí),無人機(jī)在墜毀后經(jīng)過維修,能夠繼續(xù)飛行,但在某些情況下會(huì)遭受毀滅性的損害。無人機(jī)“炸機(jī)”事件帶來了潛在威脅,可能引發(fā)人身傷亡、財(cái)產(chǎn)損失、公眾恐慌、社會(huì)不安等問題,同時(shí)對(duì)技術(shù)提出了挑戰(zhàn)。業(yè)界對(duì)無人機(jī)“炸機(jī)”事件進(jìn)行深入研究,可以更好地發(fā)現(xiàn)“炸機(jī)”的原因,分析“炸機(jī)”對(duì)社會(huì)安全造成的潛在威脅,降低風(fēng)險(xiǎn),為有效預(yù)防“炸機(jī)”的方法提供支持,有助于無人機(jī)技術(shù)和操控方法改進(jìn),還可為政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)制定政策、法規(guī)等提供重要的無人機(jī)安全信息。
無人機(jī)“炸機(jī)”案例分析
操控員無證上崗引發(fā)“炸機(jī)”
在一次大型無人機(jī)表演活動(dòng)中,數(shù)百架無人機(jī)協(xié)同飛行,吸引了眾多觀眾觀賞和媒體報(bào)道。然而,當(dāng)表演到達(dá)高潮時(shí),數(shù)百架無人機(jī)與地面控制中心之間的通信突然中斷,表演路線變得不穩(wěn)定,部分無人機(jī)失控,有的撞向高樓大廈,有的墜落在地面,有的墜入江中。媒體調(diào)查發(fā)現(xiàn),在此次事件中,多數(shù)無人機(jī)操控員未取得執(zhí)照,屬于無證上崗,沒有掌握專業(yè)操控技能。該表演事故凸顯了無人機(jī)操控員持證飛行的重要性。無人機(jī)操控員缺乏培訓(xùn)和專業(yè)技能,將增大“炸機(jī)”的概率。
云系統(tǒng)通信故障和操控不當(dāng)造成“炸機(jī)”
在某云系統(tǒng)注冊(cè)的數(shù)十架無人機(jī)采用云基站開展作業(yè)。然而,在無人機(jī)作業(yè)過程中,云系統(tǒng)突然出現(xiàn)通信中斷故障,此時(shí),無人機(jī)無法接收穩(wěn)定的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位(Real-Time Kinematic,RTK)信號(hào)(該信號(hào)能為無人機(jī)提供高精度導(dǎo)航定位),部分無人機(jī)與云系統(tǒng)失去聯(lián)系后也沒能及時(shí)返航。結(jié)果,十幾架無人機(jī)退出RTK模式,切換到全球定位系統(tǒng)(GPS)導(dǎo)航模式,導(dǎo)航誤差超過0.5m,無人機(jī)在迫降時(shí)與農(nóng)田中的障礙物相撞,發(fā)生嚴(yán)重“炸機(jī)”事故。
該“炸機(jī)”事件不僅給用戶造成無人機(jī)損失,也引發(fā)了人們對(duì)無人機(jī)安全性、通信穩(wěn)定性的擔(dān)憂。該事件表明,云系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商需要確保通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性,尤其是作業(yè)高峰時(shí)段的通信穩(wěn)定性。雖然通信故障是“炸機(jī)”的主要原因,但操控員未能及時(shí)采取返航操控,也是造成事故的主要原因之一。此事件凸顯了操控員培訓(xùn)和應(yīng)急處置能力的重要性。
視線盲區(qū)和極端天氣導(dǎo)致“炸機(jī)”
在景區(qū)內(nèi),一個(gè)劇組使用一架無人機(jī)進(jìn)行專題宣傳片拍攝。然而,無人機(jī)在執(zhí)行航拍任務(wù)時(shí)發(fā)生事故。事故的根本原因是,當(dāng)無人機(jī)飛至樹梢附近時(shí),GPS導(dǎo)航信號(hào)出現(xiàn)異常,無人機(jī)進(jìn)入視線盲區(qū),并失去精確導(dǎo)航定位能力。同時(shí),樹梢的樹枝受風(fēng)的影響,擊中無人機(jī)螺旋槳,最終導(dǎo)致無人機(jī)墜毀。
無人機(jī)通常依賴GPS進(jìn)行精確導(dǎo)航。如果GPS導(dǎo)航信號(hào)出現(xiàn)問題,無人機(jī)飛行將受到嚴(yán)重影響。同時(shí),當(dāng)無人機(jī)進(jìn)入視線盲區(qū),操控員無法直接觀察到無人機(jī)的位置、飛行狀態(tài),也無法準(zhǔn)確控制無人機(jī)飛行,這加大了飛行的不確定性,尤其是無人機(jī)在樹梢附近等復(fù)雜環(huán)境下飛行的不確定性。
風(fēng)是影響無人機(jī)飛行的一個(gè)常見、潛在風(fēng)險(xiǎn)因素。在該案例中,樹梢的樹枝被風(fēng)吹動(dòng),并擊中無人機(jī)螺旋槳,導(dǎo)致無人機(jī)“炸機(jī)”。風(fēng)的強(qiáng)度和方向變化可能對(duì)無人機(jī)飛行產(chǎn)生意外的影響。
“炸機(jī)”原因分析
無人機(jī)“黑飛”、極端天氣、人為操控不當(dāng)?shù)纫蛩乇幻鞔_定為無人機(jī)“炸機(jī)”的主要原因。
無人機(jī)“黑飛”
無人機(jī)“黑飛”是指未經(jīng)合法授權(quán)的飛行。它涉及未經(jīng)實(shí)名注冊(cè)的無人機(jī)、違規(guī)進(jìn)入禁飛區(qū)的無人機(jī)、違法使用的無人機(jī)、操控員無證上崗等現(xiàn)象。無人機(jī)“黑飛”對(duì)社會(huì)安全、公共安全、航空安全構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。例如,無人機(jī)擅自拍攝、監(jiān)視他人行動(dòng),可能侵犯?jìng)€(gè)人隱私,將導(dǎo)致非常嚴(yán)重的公共安全問題。無人機(jī)違法運(yùn)送違禁品等現(xiàn)象,對(duì)社會(huì)安全構(gòu)成威脅。未經(jīng)合法授權(quán),無人機(jī)進(jìn)入禁飛區(qū)域在低空飛行,干擾其他航空器;無人機(jī)飛行超出最大飛行高度等行為,嚴(yán)重影響了航空安全。
缺乏專業(yè)培訓(xùn)、未取得執(zhí)照的操控員可能不會(huì)熟練操控?zé)o人機(jī),不了解相關(guān)法規(guī)、飛行規(guī)則,在飛行中犯下嚴(yán)重錯(cuò)誤,甚至引發(fā)失控、“炸機(jī)”事件。例如,前文提及的無人機(jī)在大型表演中發(fā)生“炸機(jī)”,操控員無證上崗以及缺乏專業(yè)操控技能是導(dǎo)致“炸機(jī)”的主要因素。
極端天氣
在無人機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用的今天,風(fēng)暴、大風(fēng)、颶風(fēng)、雷暴、降雨、降雪等極端天氣對(duì)無人機(jī)性能、飛行安全構(gòu)成了重大威脅。當(dāng)極端天氣出現(xiàn)時(shí),無人機(jī)飛行變得不穩(wěn)定,特別是極端天氣下的高空飛行,無人機(jī)更易受氣流干擾,飛行姿態(tài)可能失衡,飛行更加不穩(wěn)定,甚至失控、墜毀。
雷暴通常伴有閃電、強(qiáng)降雨和大氣擾動(dòng),對(duì)無人機(jī)機(jī)載電子設(shè)備、導(dǎo)航系統(tǒng)構(gòu)成了威脅。閃電可能產(chǎn)生電磁干擾,干擾無人機(jī)的通信系統(tǒng)和導(dǎo)航設(shè)備。強(qiáng)降雨可能導(dǎo)致無人機(jī)機(jī)載電子元器件受潮,影響電子元器件正常運(yùn)行;可能導(dǎo)致無人機(jī)機(jī)體表面積水,無人機(jī)最大起飛重量增加,升力減小,飛行穩(wěn)定性降低;可能對(duì)遠(yuǎn)程、應(yīng)急等任務(wù)產(chǎn)生不利影響,在執(zhí)行遠(yuǎn)程物資運(yùn)送和緊急醫(yī)療用品運(yùn)送任務(wù)時(shí),無人機(jī)的安全性和飛行穩(wěn)定性至關(guān)重要。受大氣擾動(dòng)的影響,無人機(jī)飛行姿態(tài)變得不穩(wěn)定。
在前文提到的無人機(jī)在景區(qū)拍攝專題宣傳片時(shí)發(fā)生“炸機(jī)”的案例中,無人機(jī)螺旋槳被風(fēng)吹動(dòng)的樹枝擊中而發(fā)生墜毀,“炸機(jī)”的主要因素之一是極端天氣。
人為操控不當(dāng)
盡管無人機(jī)技術(shù)日益成熟,但操控員的技能、經(jīng)驗(yàn)、決策能力等要素仍然是確保無人機(jī)飛行安全的關(guān)鍵因素之一。操控員的決策能力對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的無人機(jī)飛行至關(guān)重要。特別是面對(duì)突發(fā)情況、極端天氣、通信故障、設(shè)備故障等因素,操控員必須在飛行中迅速做出正確決策,最大程度減小風(fēng)險(xiǎn),不正確的決策可能導(dǎo)致“炸機(jī)”等事故。
在前文提及的云系統(tǒng)通信出現(xiàn)故障的案例中,無人機(jī)操控員缺乏決策能力,未能及時(shí)采取返航操控,無人機(jī)發(fā)生“炸機(jī)”。又如,前文提及的無人機(jī)在景區(qū)拍攝專題宣傳片時(shí)發(fā)生“炸機(jī)”的案例,GPS導(dǎo)航信號(hào)出現(xiàn)異常,無人機(jī)進(jìn)入視線盲區(qū),飛至樹梢附近,但操控員缺乏決策能力,未及時(shí)采取返航操控,無人機(jī)發(fā)生“炸機(jī)”。
“炸機(jī)”對(duì)社會(huì)安全的影響
“炸機(jī)”對(duì)公共安全的影響
無人機(jī)“炸機(jī)”事件可能導(dǎo)致人身傷害,給公共安全帶來最直接、最嚴(yán)重的威脅。無人機(jī)在飛行中發(fā)生故障、失控而墜毀,可能危及無辜公民的健康和生命,車輛、建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施等財(cái)產(chǎn)有可能受損。人身傷害程度可能因無人機(jī)墜毀的位置、無人機(jī)尺寸、飛行高度而異。但在,無人機(jī)在大型公共活動(dòng)、人員密集區(qū)域、城市等環(huán)境中墜毀,威脅特別嚴(yán)重,有可能造成嚴(yán)重的人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失。例如,無人機(jī)墜毀時(shí),電池可能引發(fā)火災(zāi),進(jìn)一步加大了人身傷害和財(cái)產(chǎn)損失的風(fēng)險(xiǎn)。此外,當(dāng)無人機(jī)墜毀時(shí),零部件、相機(jī)、傳感器等高價(jià)值設(shè)備也可能損壞,需要昂貴的費(fèi)用才能維修或更新,對(duì)個(gè)人和企業(yè)造成了嚴(yán)重?fù)p失?!罢C(jī)”造成的損害可能是直接損害,也可能引發(fā)間接損失。
“炸機(jī)”對(duì)航空安全的影響
無人機(jī)“炸機(jī)”事件可能嚴(yán)重影響正常飛行活動(dòng),尤其是無人機(jī)在機(jī)場(chǎng)附近“黑飛”。違法飛行的無人機(jī)可能進(jìn)入民用航空器的航線、禁飛區(qū)附件,威脅正常的民航飛行。無人機(jī)一旦“炸機(jī)”,民航飛機(jī)與無人機(jī)之間可能發(fā)生碰撞,這是對(duì)航空安全的直接威脅。小型無人機(jī)尺寸較小,民航飛機(jī)機(jī)載雷達(dá)很難準(zhǔn)確探測(cè)到小型無人機(jī)。因此,在某些情況下,民航飛機(jī)與小型無人機(jī)相撞的風(fēng)險(xiǎn)較高。無人機(jī)與民航飛機(jī)之間發(fā)生碰撞,可能導(dǎo)致民航飛機(jī)機(jī)翼、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)身等部件損壞,進(jìn)而影響飛機(jī)的飛行穩(wěn)定性和安全性。這種碰撞可能發(fā)生在飛機(jī)起飛、巡航、下降等飛行階段,對(duì)飛機(jī)和乘客的安全構(gòu)成威脅。尤其是飛機(jī)在高空以較高速度飛行時(shí),無人機(jī)與飛機(jī)之間發(fā)生碰撞,可能造成飛機(jī)失事、人員嚴(yán)重傷亡等災(zāi)難性后果。
無人機(jī)“炸機(jī)”還可能對(duì)航空安全產(chǎn)生負(fù)面影響,給飛行員和乘客帶來風(fēng)險(xiǎn)和干擾。為應(yīng)對(duì)無人機(jī)的出現(xiàn),飛行員需要采取緊急措施以規(guī)避碰撞,飛行員的注意力被分散,飛行任務(wù)的復(fù)雜性增大。這種干擾可能導(dǎo)致飛行員疲勞、決策失誤,進(jìn)而影響航空安全。無人機(jī)“炸機(jī)”也可能給乘客帶來?yè)?dān)憂,令乘客感到不安,乘機(jī)安全感降低,對(duì)航空安全失去信心,整個(gè)民航業(yè)的聲譽(yù)和運(yùn)營(yíng)進(jìn)而受到影響。
“炸機(jī)”引發(fā)公眾恐慌和社會(huì)不安
無人機(jī)在農(nóng)藥噴灑、應(yīng)急救援、環(huán)境監(jiān)測(cè)、貨物運(yùn)送、測(cè)繪、巡檢等民用領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,可以提高效率,降低成本。然而,頻發(fā)的無人機(jī)“炸機(jī)”事件對(duì)公眾安全和社會(huì)穩(wěn)定產(chǎn)生了負(fù)面影響。當(dāng)人們聽到無人機(jī)在公共場(chǎng)所墜毀的消息時(shí),往往感到憂慮、不安和恐慌。特別是公眾看到各種媒體對(duì)“炸機(jī)”事件進(jìn)行報(bào)道后,公眾恐慌可能進(jìn)一步擴(kuò)散,引發(fā)社會(huì)不安。
面對(duì)“炸機(jī)”帶來的威脅,公眾可能開始懷疑無人機(jī)的安全性,對(duì)無人機(jī)技術(shù)產(chǎn)生不信任,擔(dān)心無人機(jī)在飛行中會(huì)傷害人員。公眾恐慌可能導(dǎo)致人們回避與無人機(jī)有關(guān)的活動(dòng),如無人機(jī)表演、拍攝等商業(yè)活動(dòng),無人機(jī)商業(yè)活動(dòng)因此會(huì)遭受經(jīng)濟(jì)損失。
社會(huì)不安可能促使公眾要求政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)等部門采取更加嚴(yán)格的措施來管理無人機(jī)。例如,飛行審批更加嚴(yán)格、禁飛區(qū)域范圍增大、監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)更高等。這些嚴(yán)格的措施可能給無人機(jī)操控者帶來壓力和不便,增加制造商的運(yùn)營(yíng)成本。同時(shí),為滿足公眾的安全需求,政府等部門可能加強(qiáng)無人機(jī)監(jiān)管和執(zhí)法的力度,減緩了無人機(jī)應(yīng)用的速度,制約了無人機(jī)的潛在應(yīng)用。因?yàn)?,政府和行業(yè)可能需要花更多的時(shí)間和資源來解決公眾恐慌和社會(huì)不安,以進(jìn)一步推動(dòng)無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
防“炸機(jī)”的方法
定期檢查與保養(yǎng)
電池是無人機(jī)的動(dòng)力能源,如果電池存在問題,可能帶來供電不足的風(fēng)險(xiǎn),而電池發(fā)生爆炸,更易造成“炸機(jī)”。在每次飛行前,機(jī)組必須仔細(xì)檢查電池是否聯(lián)結(jié)牢固、是否有明顯的損壞或滲漏、電池接頭是否干凈,若發(fā)現(xiàn)電池有鼓包、裂紋等異常現(xiàn)象,應(yīng)立即停止使用問題電池,以避免可能發(fā)生的安全問題。當(dāng)電池出現(xiàn)鼓包時(shí),一方面電池內(nèi)部可能過熱或存在氣體,在無人機(jī)飛行過程中,電池可能因內(nèi)部氣體擴(kuò)散而破裂,進(jìn)而產(chǎn)生火花或起火,造成無人機(jī)“炸機(jī)”事故;另一方面,電池容量可能已經(jīng)大幅降低,無人機(jī)續(xù)航時(shí)間減小,無人機(jī)失控和“炸機(jī)”的可能性增大。因此,機(jī)組應(yīng)定期檢查電池狀態(tài),避免使用有鼓包的電池,確保飛行安全。
螺旋槳是無人機(jī)的關(guān)鍵組件,槳葉損壞或安裝不正確可能導(dǎo)致無人機(jī)飛行不穩(wěn)定、失控和“炸機(jī)”,尤其是空中射槳,它是最嚴(yán)重的故障之一,會(huì)導(dǎo)致“炸機(jī)”。因此,在每次飛行前,機(jī)組應(yīng)檢查槳葉是否正確安裝在電機(jī)上,檢查槳葉的狀態(tài),確保槳葉沒有明顯的磨損、裂紋、變形等損壞,一旦發(fā)現(xiàn)問題槳葉,必須立即更換損壞的槳葉,以確保無人機(jī)飛行穩(wěn)定性和安全性。
查看天氣預(yù)報(bào)
無人機(jī)“炸機(jī)”與天氣條件有很大關(guān)系,降雨、風(fēng)速、風(fēng)向等天氣因素會(huì)對(duì)無人機(jī)飛行安全造成影響。降雨不僅對(duì)無人機(jī)機(jī)載電子設(shè)備和結(jié)構(gòu)造成損害,還可能影響無人機(jī)視線,導(dǎo)致“炸機(jī)”等事故。風(fēng)速和風(fēng)向也是影響飛行安全的關(guān)鍵因素。過大的風(fēng)速可能導(dǎo)致無人機(jī)失控,尤其是低空作業(yè),操控員應(yīng)充分考慮風(fēng)速的影響。風(fēng)向的變化可能導(dǎo)致無人機(jī)飛出控制區(qū)域,增加失控和“炸機(jī)”的風(fēng)險(xiǎn)。
因此,為有效應(yīng)對(duì)極端天氣帶來的威脅,機(jī)組和操控者需要查看天氣預(yù)報(bào)和預(yù)警系統(tǒng),以便在極端天氣發(fā)生前采取應(yīng)對(duì)措施,減小風(fēng)險(xiǎn)。在飛行前,機(jī)組必須根據(jù)天氣條件和飛行任務(wù)需求,靈活調(diào)整飛行計(jì)劃,確保天氣條件適合無人機(jī)飛行,避免在惡劣天氣下放飛無人機(jī),特別是暴雨預(yù)報(bào)生效時(shí),絕不能飛無人機(jī),以確保飛行安全。
關(guān)注飛行環(huán)境
無人機(jī)操控者必須了解禁飛區(qū)域、飛行區(qū)域的地形、地貌、山脈、建筑物、電線等環(huán)境因素,防止無人機(jī)發(fā)生碰撞、失控和“炸機(jī)”,規(guī)避潛在危險(xiǎn),尤其需要重點(diǎn)了解機(jī)場(chǎng)附近、政府建筑物附近、人口密集區(qū)域等禁飛區(qū)域,因?yàn)闊o人機(jī)在禁飛區(qū)域飛行,會(huì)引發(fā)安全問題。
加強(qiáng)監(jiān)管
相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)制定規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī),以規(guī)范無人機(jī)設(shè)計(jì)、制造、適航、操控、運(yùn)營(yíng)等要素。確保無人機(jī)性能、質(zhì)量、飛行等滿足規(guī)定的要求。監(jiān)管機(jī)構(gòu)應(yīng)加強(qiáng)對(duì)無人機(jī)制造商的監(jiān)管,確保無人機(jī)符合相關(guān)安全標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)對(duì)無人機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行認(rèn)證。有效的監(jiān)管體系和執(zhí)法機(jī)制能確保無人機(jī)操控者遵守飛行規(guī)則,不違法飛行。規(guī)范的監(jiān)管有助于減少“炸機(jī)”事件,減小風(fēng)險(xiǎn),保障社會(huì)安全。
加強(qiáng)操控員培訓(xùn)
無人機(jī)操控者必須接受專業(yè)培訓(xùn)并取得執(zhí)照,以掌握操控技能、規(guī)章、法規(guī)等。培訓(xùn)課程應(yīng)包括無人機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)操控知識(shí)、實(shí)際操控技術(shù)、氣象知識(shí)、應(yīng)急處理方法、安全飛行意識(shí)、飛行規(guī)則等內(nèi)容。訓(xùn)練機(jī)構(gòu)應(yīng)對(duì)操控者進(jìn)行定期考核和審查,以確保操控員持續(xù)掌握必要的技能和知識(shí)。操控員必須嚴(yán)格遵守飛行高度、飛行區(qū)域、飛行速度、無人機(jī)實(shí)名注冊(cè)等規(guī)定,以確保飛行安全。操控者應(yīng)知道違法飛行的后果,以及操控不當(dāng)可能對(duì)公眾安全和社會(huì)穩(wěn)定產(chǎn)生的負(fù)面影響。無人機(jī)操控者必須明白,操控行為不僅關(guān)乎個(gè)人安全,還關(guān)乎社會(huì)安全。操控員應(yīng)遵守倫理道德準(zhǔn)則,尊重他人隱私和財(cái)產(chǎn)權(quán)益,不濫用無人機(jī)技術(shù),避免不必要的飛行風(fēng)險(xiǎn)。這有助于減少無人機(jī)“炸機(jī)”對(duì)公眾和社會(huì)產(chǎn)生的負(fù)面影響。
提高公眾安全意識(shí)
通過教育,公眾能夠了解無人機(jī)“炸機(jī)”的潛在風(fēng)險(xiǎn)、無人機(jī)合法飛行規(guī)定,提高公眾安全意識(shí),減少潛在風(fēng)險(xiǎn)。
結(jié)語(yǔ)
未來,無人機(jī)技術(shù)將繼續(xù)發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步拓寬。在這個(gè)不斷演進(jìn)的高科技領(lǐng)域,政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)、制造商、訓(xùn)練機(jī)構(gòu)和操控者等相關(guān)方只有共同努力與合作,才能有效防范無人機(jī)“炸機(jī)”,確保無人機(jī)技術(shù)廣泛應(yīng)用和發(fā)展,保障社會(huì)安全。