圖：FAA選取的6個(gè)無(wú)人機(jī)運(yùn)行研究試點(diǎn)。
以上新聞事件反映出民用無(wú)人機(jī)的現(xiàn)狀：應(yīng)用市場(chǎng)巨大，安全問(wèn)題突出。鑒于此，國(guó)內(nèi)外民航管理機(jī)構(gòu)高度關(guān)注，有關(guān)無(wú)人機(jī)的管理政策已陸續(xù)出臺(tái)。2013年11月，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）發(fā)布了《民用無(wú)人機(jī)融入美國(guó)國(guó)家空域系統(tǒng)的路線(xiàn)圖》。同月，我國(guó)民航局也發(fā)布了咨詢(xún)通告《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》。本文就民用無(wú)人機(jī)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題進(jìn)行了分析，對(duì)我國(guó)民用無(wú)人機(jī)管理提出了自己的看法與建議。
應(yīng)用市場(chǎng)巨大
在過(guò)去的20年間，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用逐漸從軍事領(lǐng)域向民用領(lǐng)域延伸，在氣象監(jiān)視、人工降雨、航空探礦、航空遙感、電力巡線(xiàn)、交通監(jiān)控、新聞/賽事直播、追蹤犯罪、邊境巡邏、海洋監(jiān)測(cè)、航空護(hù)林、野生動(dòng)物保護(hù)等領(lǐng)域均出現(xiàn)了無(wú)人機(jī)的身影。
目前世界上有30幾個(gè)國(guó)家/地區(qū)研制了幾百種型號(hào)的無(wú)人機(jī)。專(zhuān)業(yè)預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)TealGroup預(yù)測(cè)，全世界在軍、民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)方面的研發(fā)、測(cè)試 費(fèi)用將從2013年的66億美元增長(zhǎng)到2022年的114億美元。未來(lái)10年，全世界在軍、民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)上的總投資將達(dá)891億美元。FAA預(yù)測(cè)，在民 用/商業(yè)領(lǐng)域，小型無(wú)人機(jī)將會(huì)是最大的增長(zhǎng)點(diǎn)，并預(yù)計(jì)如果能夠在2018年前完成規(guī)章完善，將有7500架小型無(wú)人機(jī)投入商業(yè)使用。
在我國(guó)，農(nóng)藥噴灑是目前無(wú)人機(jī)應(yīng)用最廣泛的業(yè)務(wù)。售價(jià)幾萬(wàn)至二十萬(wàn)不等的植保無(wú)人機(jī)，能夠給農(nóng)民帶來(lái)價(jià)廉、高效、安全等多項(xiàng)實(shí)惠。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，使 用人工噴灑農(nóng)藥的每畝成本為15-20元，每天僅能?chē)姙?0畝左右；使用拖拉機(jī)噴灑的每畝成本為10元左右，每天能夠噴灑400畝；使用R44直升機(jī)噴灑 的每畝成本為8-10元，每小時(shí)約能?chē)姙?200畝；而使用植保無(wú)人機(jī)噴灑農(nóng)藥，每畝成本僅為2-5元，每天能夠噴灑600-800畝。顯然，無(wú)人機(jī)噴灑 農(nóng)藥具有其他三種方式無(wú)法比擬的價(jià)格優(yōu)勢(shì)。雖然噴灑效率無(wú)法與有人直升機(jī)相比，但是植保無(wú)人機(jī)不需要機(jī)場(chǎng)或起降點(diǎn)，對(duì)作業(yè)天氣要求低，比有人直升機(jī)具有更 強(qiáng)的靈活性和更大的作業(yè)窗口。植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)精細(xì)化程度更高，可以節(jié)省20%以上的農(nóng)藥。由于無(wú)人機(jī)駕駛員遠(yuǎn)離作業(yè)區(qū)操作，還可以降低人員中毒可能，作 業(yè)安全性大大提高。目前國(guó)內(nèi)的科研院所和生產(chǎn)企業(yè)紛紛看好無(wú)人機(jī)的應(yīng)用前景，據(jù)預(yù)測(cè)，我國(guó)將在2033年形成一個(gè)460億的無(wú)人機(jī)需求市場(chǎng)。
安全問(wèn)題突出
雖然無(wú)人機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)巨大，但安全問(wèn)題是目前最大的發(fā)展障礙。在亞馬遜透露其無(wú)人機(jī)配送計(jì)劃后，F(xiàn)AA隨即表示“目前不允許任何商用無(wú)人機(jī)飛行”，明確表明了對(duì)無(wú)人機(jī)限制使用的態(tài)度。我國(guó)和其他國(guó)家對(duì)民用無(wú)人機(jī)的使用也沒(méi)有完全放開(kāi)。
從目前的軟硬件技術(shù)來(lái)說(shuō)，軍用無(wú)人機(jī)的先進(jìn)性和可靠性都比民用無(wú)人機(jī)高，但是美國(guó)、德國(guó)、俄羅斯、以色列等國(guó)都曾發(fā)生過(guò)數(shù)起軍用無(wú)人機(jī)墜毀事 故。據(jù)美國(guó)軍方統(tǒng)計(jì)，1997—2012年，美國(guó)空軍有85架“捕食者”損毀，墜毀率是F-16的2倍多。由于目前各國(guó)都還沒(méi)有出臺(tái)民用無(wú)人機(jī)的制造生產(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)民用無(wú)人機(jī)都由多軸旋翼機(jī)或大型航模改造而成，在氣動(dòng)外形、動(dòng)力裝置、控制方法、通信技術(shù)等方面都與軍用無(wú)人機(jī)存在一定差距，墜機(jī)、傷人等事 件在研制、試驗(yàn)、使用中時(shí)有發(fā)生。無(wú)人機(jī)在感知和避讓方面的技術(shù)也尚未成熟，對(duì)于諸如鳥(niǎo)擊的突發(fā)狀況無(wú)法快速反應(yīng)，2011年巴基斯坦就曾發(fā)生過(guò)無(wú)人機(jī)與 飛鳥(niǎo)相撞后墜毀在煉油廠(chǎng)的嚴(yán)重事故。為此，F(xiàn)AA規(guī)定無(wú)人機(jī)飛行時(shí)在其視距范圍內(nèi)必須有地面觀(guān)察者或者伴飛的“影子飛機(jī)”。
除了無(wú)人機(jī)自身的技術(shù)問(wèn)題外，民用無(wú)人機(jī)的監(jiān)管手段和技術(shù)目前也存在問(wèn)題。民用無(wú)人機(jī)大多體積較小，飛行高度低，飛行速度慢，又無(wú)須在機(jī)場(chǎng)起降，行蹤難以控制。現(xiàn)有的低空監(jiān)視手段在發(fā)現(xiàn)和跟蹤此類(lèi)“低、慢、小”的飛行目標(biāo)方面還存在一定的技術(shù)障礙。
民用無(wú)人機(jī)的另一安全問(wèn)題是使用人的問(wèn)題。首都機(jī)場(chǎng)無(wú)人機(jī)闖入空域事件，是該問(wèn)題的典型反映。目前無(wú)人機(jī)使用人多為研制單位或企業(yè)的科研人員， 無(wú)人機(jī)作業(yè)操作員或航空愛(ài)好者。其中大部分人將無(wú)人機(jī)等同于傳統(tǒng)的航模，但事實(shí)上現(xiàn)在的無(wú)人機(jī)比航模飛得更高、更遠(yuǎn)、更久，使用人必須具備一定的民航專(zhuān)業(yè) 知識(shí)，懂得民航法律法規(guī)，了解民航運(yùn)行程序，具有安全風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，才能保證無(wú)人機(jī)的安全操縱。
此外，民用無(wú)人機(jī)還存在被惡意使用的可能。2011年，美國(guó)的“哨兵”無(wú)人機(jī)被伊朗重構(gòu)GPS坐標(biāo)后引導(dǎo)降落在其境內(nèi)，被伊朗方面完整“捕 獲”。類(lèi)似地，民用無(wú)人機(jī)也存在通信鏈路被侵入后臨時(shí)修改飛行路徑和目的地的可能，恐怖襲擊和惡意破壞可能僅需要一臺(tái)電腦和無(wú)線(xiàn)電設(shè)備就能完成。
美國(guó)的管理經(jīng)驗(yàn)
作為航空大國(guó)，美國(guó)在無(wú)人機(jī)的技術(shù)，應(yīng)用和管理都領(lǐng)先于世界其他國(guó)家。FAA在1990年就允許無(wú)人機(jī)在國(guó)家空域系統(tǒng)（NAS）中運(yùn)行。由于早 期民用無(wú)人機(jī)的運(yùn)行頻率非常低，大部分又都在偏遠(yuǎn)地區(qū)或者特殊用途空域進(jìn)行，對(duì)NAS沒(méi)有構(gòu)成安全威脅。盡管此后FAA對(duì)無(wú)人機(jī)的使用采取了謹(jǐn)慎開(kāi)放的態(tài) 度，但是在20多年間美國(guó)的無(wú)人機(jī)數(shù)量仍然增加迅速，對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行安全有效的管理成為一種迫切的需求。
2009年，F(xiàn)AA成立了無(wú)人航空器計(jì)劃辦公室（UAPO），負(fù)責(zé)研究將無(wú)人機(jī)安全有效地融入NAS的路徑和方法，以及針對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)來(lái)調(diào)整完 善FAA的規(guī)章體系，涉及生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、適航認(rèn)證、感知和避讓系統(tǒng)程序、指令控制協(xié)議和通信協(xié)議等各個(gè)方面。2010年10月，UAPO發(fā)布了一份民用/政務(wù) 無(wú)人機(jī)系統(tǒng)路線(xiàn)圖，明確了UAS在NAS中的認(rèn)證和運(yùn)行路徑。2013年11月，F(xiàn)AA正式發(fā)布了首份《民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)融入美國(guó)國(guó)家空域系統(tǒng)的路線(xiàn)圖》。 該路線(xiàn)圖就民用無(wú)人機(jī)融入NAS提出了融通、整合和演化三個(gè)階段遠(yuǎn)景，分別對(duì)無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)章制度、適航認(rèn)證、程序和空域、培訓(xùn)（無(wú)人機(jī)的地面控制人員、 機(jī)務(wù)人員和管制人員）、技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)行了規(guī)劃設(shè)計(jì)。
2013年12月30日，經(jīng)過(guò)10個(gè)月嚴(yán)格的審查篩選，在考慮地理、氣象、地面設(shè)施、研究需求、空域、安全風(fēng)險(xiǎn)等綜合因素后，F(xiàn)AA從24個(gè)州 的25份申請(qǐng)中選擇了6個(gè)無(wú)人機(jī)運(yùn)行研究試點(diǎn)，分別為阿拉斯加大學(xué)、內(nèi)華達(dá)州、紐約州格里菲斯國(guó)際機(jī)場(chǎng)、北達(dá)科他商務(wù)部、德州農(nóng)工大學(xué)柯柏斯克里斯提學(xué)院 和弗吉尼亞理工學(xué)院暨州立大學(xué)。這6個(gè)不同類(lèi)型的試點(diǎn)將在未來(lái)幾年內(nèi)完成無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全和數(shù)據(jù)收集、航空器認(rèn)證、指令和控制鏈路設(shè)定、控制站布局和認(rèn)證、 地面和空中感知避讓、環(huán)境影響等研究?jī)?nèi)容，以幫助FAA厘清無(wú)人機(jī)安全融入NAS所必須的認(rèn)證和運(yùn)行要求，進(jìn)一步推進(jìn)了路線(xiàn)圖的執(zhí)行。
FAA選取的6個(gè)無(wú)人機(jī)運(yùn)行研究試點(diǎn)
我國(guó)現(xiàn)狀的思考與建議
據(jù)調(diào)查，目前我國(guó)約有150多家民用無(wú)人機(jī)生產(chǎn)單位，初步估計(jì)已生產(chǎn)了15000余架無(wú)人機(jī)。民用無(wú)人機(jī)的應(yīng)用，特別是在農(nóng)業(yè)作業(yè)方面的擴(kuò)散也 非常迅速。但是，對(duì)于這種“新生”航空器的管理，我國(guó)目前基本處于空白狀態(tài)。這種管理與發(fā)展的脫節(jié)既不利于無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的有序發(fā)展，更對(duì)載人航空的正常運(yùn)行 構(gòu)成安全威脅。國(guó)外的發(fā)展?fàn)顩r告訴我們，雖然對(duì)民用無(wú)人機(jī)的安全要求應(yīng)該與載人航空器一致，但是對(duì)于民用無(wú)人機(jī)的管理“宜疏不宜堵”。
完善無(wú)人機(jī)規(guī)章及管理體系。在民用無(wú)人機(jī)方面，目前僅有空管方面的《民用無(wú)人機(jī)空中交通管理辦法》（MD-TM-2009-002），適航方面 的《關(guān)于民用無(wú)人機(jī)的管理有關(guān)問(wèn)題的暫行規(guī)定》（ALD2009022），飛行標(biāo)準(zhǔn)方面的《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》（AC-61- FS-2013-20），對(duì)于民用無(wú)人機(jī)的要求基本沿用載人航空器要求，在適航認(rèn)證、運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)、可用空域、空管規(guī)則、責(zé)任和監(jiān)管主體等方面缺少具體的操作 細(xì)則，未形成完整的針對(duì)民用無(wú)人機(jī)的規(guī)章及管理體系。另一方面，我國(guó)的民用無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域已經(jīng)形成一定使用規(guī)模，亟待無(wú)人機(jī)本身及其使用人提出規(guī)范要 求，解決可能存在的航空安全隱患。民用無(wú)人機(jī)管理需要提高監(jiān)管力度。FAA有專(zhuān)門(mén)的無(wú)人機(jī)管理機(jī)構(gòu)UAPO，這種專(zhuān)職管理部門(mén)的設(shè)置，能夠更高效地跟蹤無(wú) 人機(jī)的研制技術(shù)水平，掌握無(wú)人機(jī)的生產(chǎn)狀況，了解無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)現(xiàn)狀和需求趨勢(shì)，對(duì)民用無(wú)人機(jī)的“人、機(jī)、環(huán)”三個(gè)方面提出要求。我國(guó)目前還沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的民用 無(wú)人機(jī)監(jiān)管部門(mén)，而是由傳統(tǒng)的行業(yè)和技術(shù)監(jiān)管部門(mén)來(lái)負(fù)責(zé)監(jiān)管，缺少針對(duì)性法規(guī)規(guī)章作為依據(jù)，也缺乏有效的監(jiān)管手段。因此在民用無(wú)人機(jī)監(jiān)管力度加強(qiáng)方面，除 了設(shè)置專(zhuān)門(mén)監(jiān)管部門(mén)外，還需要提高監(jiān)管技術(shù)。例如，在美國(guó)，有專(zhuān)門(mén)的地面流動(dòng)監(jiān)視車(chē)，采用光學(xué)技術(shù)對(duì)民用無(wú)人機(jī)進(jìn)行一定范圍內(nèi)的監(jiān)視，值得我國(guó)借鑒。
規(guī)范不同應(yīng)用領(lǐng)域民用無(wú)人機(jī)的適航和運(yùn)行要求。我國(guó)的民用無(wú)人機(jī)目前最主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)檗r(nóng)藥噴灑，航拍航攝和航空測(cè)繪三大領(lǐng)域。由于作業(yè)要求不 同，這三類(lèi)無(wú)人機(jī)具有較明顯的特征差異。農(nóng)藥噴灑的植保無(wú)人機(jī)多為旋翼機(jī)，裝備內(nèi)燃機(jī)，載重相對(duì)較大，飛行速度慢、高度低；航拍航攝的無(wú)人機(jī)多為多軸旋翼 機(jī)，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)，飛行平穩(wěn)，飛行高度較高；航空測(cè)繪的無(wú)人機(jī)則多為固定翼無(wú)人機(jī)，航程長(zhǎng)，飛行速度快、高度高。
植保無(wú)人機(jī)一般都在非人口密集的郊區(qū)農(nóng)田作業(yè)，采用視距內(nèi)遙控飛行，飛得低且慢，對(duì)于正常載人航空的影響較小，因此可以將此類(lèi)無(wú)人機(jī)作為試點(diǎn)， 適當(dāng)開(kāi)放適航、運(yùn)行和空域等方面的限制。對(duì)無(wú)人機(jī)本身，可以提出類(lèi)似超輕型航空器的適航要求，對(duì)其重量、動(dòng)力提出具體限制；對(duì)駕駛員和運(yùn)營(yíng)者，提出民航部 門(mén)的登記備案要求；對(duì)于空域，劃設(shè)專(zhuān)門(mén)的隔離空域，實(shí)行備案制，既給予飛行的自由又 提出范圍限制。通過(guò)這種試點(diǎn)的摸索，形成一套民用無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的管理體系，為其他作業(yè)領(lǐng)域的無(wú)人機(jī)管理提供借鑒。對(duì)于航拍航攝、航空測(cè)繪這類(lèi)需要在人 口密集區(qū)上空飛行，或者飛得“高、快、遠(yuǎn)”的無(wú)人機(jī)，由于風(fēng)險(xiǎn)較大，應(yīng)提出更為嚴(yán)格的適航和運(yùn)行要求，使用應(yīng)加以限制，以確保安全。
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