機上使用個人電子設備的安全性問題研究

雍 巍

（南京航空航天大學金城學院民用航空系，南京 210016）

機上使用個人電子設備的安全性問題研究

雍 巍

（南京航空航天大學金城學院民用航空系，南京 210016）

對于民航飛機上不允許使用手機之類的個人電子設備（Personal Electronic Devices，PED）這一規(guī)定，一直以來很多人都懷疑它的合理性。近年來，有研究表明PED的使用并不會對飛機電子系統(tǒng)造成影響。本文舉例說明了PED與飛機電子系統(tǒng)的電磁兼容問題并收集了各類組織關于機上PED使用的要求，進而探討了2013年FAA解除PED使用禁令給行業(yè)發(fā)展所造成的影響。

民航飛機；個人電子設備；電磁兼容

飛機在飛行過程中通訊系統(tǒng)、導航系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等都會接收或向外發(fā)射一定的電磁波，當機上存在其他電子設備工作時，這些設備也會向外輻射出部分電磁能量，造成對上述系統(tǒng)的干擾，進而會引發(fā)險情，威脅飛行安全。20年前，美國聯(lián)邦航空局FAA發(fā)布了機上個人電子設備（Personal Electronic Devices，PED）設備的禁令，其中明確禁止使用個人電子設備尤其是通訊設備，例如手機、無線通訊機等。歐洲航空安全局EASA和國際民航組織ICAO也表明在飛機上應該慎重使用個人電子設備。我國的《關于全飛行階段個人電子設備的情況簡介》中也禁止在飛機飛行的各個階段使用個人電子設備，即使是飛行模式也不行。

1 PED設備對飛機的影響及相關法規(guī)

1.1 使用PED設備與飛機異常現(xiàn)象的關聯(lián)性

PED設備可分為故意或非故意的電磁信號發(fā)射器。故意設備需要在設備外部傳輸信號才能正常工作。例如：手機、電子遙控玩具、雙向?qū)ず魴C、雙向無線電等。非故意的設備不需要發(fā)射電磁波信號就能完成功能并正常工作。但和其他任何電子設備一樣，它們會釋放出一定程度的輻射。而這些無意識的輻射特性，可能會干擾其他電子設備的正常運行。

飛機上所有使用的電子電氣設備或系統(tǒng)都需要嚴格符合要求的電磁兼容性。它們需要在在不同的操作模式和安裝配置下，都需要符合完善的電磁防護方面的安裝限制、兼容性水平測試和預期的飛機環(huán)境噪聲水平限制。符合這些要求將使飛機系統(tǒng)在復雜的電磁環(huán)境中更好的工作，為飛行安全性提供了保障。然而，如果一個不受控制的在標準之上的電磁能量輻射源在飛機上產(chǎn)生，那么就會出現(xiàn)電磁兼容性問題，使飛機系統(tǒng)的兼容保護發(fā)生退化。

尤其是，飛機系統(tǒng)的接收天線組件有一個額外的電磁兼容性要求。對天線接收系統(tǒng)進了一個全頻段的射頻（RF）輻射兼容試驗和頻率輻射敏感度測試時，發(fā)現(xiàn)乘客使用PED設備會在天線的工作頻段發(fā)送噪聲，非故意地干擾飛機，造成了EMI干擾。這是因為天線系統(tǒng)的基本功能是尋找和發(fā)現(xiàn)低水平的電磁信號，并在一定的頻帶內(nèi)響應該信號。

飛機電子系統(tǒng)都有嚴格的電磁標準來建立和規(guī)劃電子設備的電磁特性和這些系統(tǒng)的兼容性。然而，乘客的PED設備并沒有經(jīng)過這些電磁標準資格的認證。從旅客攜帶的便攜式電子設備產(chǎn)生的電磁干擾已被多次報道在飛行過程中會引發(fā)異常事件。PED運行產(chǎn)生的不受控制的電磁輻射可能干擾飛機系統(tǒng)的正常工作，但是并沒有確切有效的證據(jù)來證實這一觀點。

事實上，很多航空公司都已經(jīng)報道過便攜式電子設備在飛行過程中影響飛機系統(tǒng)正常的的案例。這些PED設備包括筆記本電腦、掌上電腦、音頻播放器、錄音機、電子游戲機、手機、CD播放器、電子玩具、和激光指針等等，因為這些設備都有涉嫌造成飛機開關自動開關，飛行甲板不穩(wěn)定的異常事件跡象。同時，還有一些飛機系統(tǒng)也會被PED設備干擾，比如全球定位系統(tǒng)、天氣雷達和無線電高度表，可能會被一些PRD設備的高頻波段和其諧波或其他噪聲干擾飛機系統(tǒng)的工作頻段，值得注意的是，老式飛機更容易受到這些PED設備的干擾，它安裝的飛機系統(tǒng)的電子信號屏蔽能力遠遠不如新一代的飛機。

波音公司曾建議，在飛機起飛和著陸的關鍵飛行階段，禁止使用這些設備，因為他們懷疑這些PED設備會在所有的飛行階段故意發(fā)送電磁信號，如手機，導致一些異常發(fā)生。波音公司已經(jīng)接到了許多乘客從運營商發(fā)來的相關報告。這些報道大部分都是關于小型PED設備的，其中報告涉及的飛機異常情況可分為三類∶

（1）飛機發(fā)生干擾異常的時候，乘客正在使用操作小型電子設備；

（2）操作小型設備與飛機異常之間存在明顯的關聯(lián)事件，當異常問題消失時，正好是小型設備關閉的時候或關閉不久；

（3）當飛機電子系統(tǒng)異常問題消失的時候，乘客的小型電子設備是關閉的；然而異常問題發(fā)生的時候，小型電子設備的使用恢復；

不過這些報告僅僅只能提出PED設備能夠涉及飛機異常的假設，事實上，經(jīng)過研究表明只有少數(shù)報告能顯示出飛機的異常反應和小型設備的使用有很強的相關性，所以需要進一步討論。即使有這些調(diào)查，波音仍然不能找到乘客的PED設備和相關報道的飛機異常之間有什么固定的相關性。

許多 PED 電子設備的應用技術都在迅速發(fā)展，PED 設備的體積也在縮小，因此，這些設備只需要較少的功率就能運行，而一項飛機技術的實際使用卻需要漫長的時間。雖然可以從提高飛機系統(tǒng)的敏感性水平和PED設備的排放標準來防止一些干擾，但一些PED設備應用了更多新技術，可以在新頻段進行操作，并兼?zhèn)淞硕鄠€功能，使飛機電子系統(tǒng)更難區(qū)分這些設備故意或是非故意發(fā)送的干擾信息。

1.2 針對PED設備干擾的法規(guī)與對策

1.2.1 美國航空無線電技術委員會（RTCA）

美國航空無線電技術委員會RTCA的注意力都集中在PED設備對飛機天線接收系統(tǒng)的兼容性問題上。RTCA文件“攜帶設備對飛機電子設備的潛在干擾”中列出了八種PED設備對飛機天線接收系統(tǒng)干擾的情況。美國航空無線電技術委員會總體上認為PED設備干擾飛機接收系統(tǒng)的概率是非常低的。1988 年，RTCA報告發(fā)布（RTCA DO-199）建議如下：

（1）制訂了PED設備輻射接受標準和相關測試方法。

（2）FCC應該指定一個可以在飛機上操作的PED設備分類。

（3）美國聯(lián)邦航空局應著手修訂91.19監(jiān)管項目，提供符合可接受的方法的指導，培養(yǎng)方法，提高公眾意識。

（4）由PED設備引起的疑似涉嫌干擾的報告應被調(diào)查實施。

1.2.2 美國聯(lián)邦航空局（FAA）

1993年，美國聯(lián)邦航空局頒發(fā)了文件91.21-1 “便攜式電子設備在飛機上的使用。”此通知為航空公司依從91.21文件提供了指引，為廠家的航空公司和制造商提供了測試標準和推薦程序。對于手機的使用，聯(lián)邦通訊委員會禁止在空中使用和操作手機。這主要是因為在空中手機比在地面上將有更大的覆蓋范圍（在相同的頻率上能發(fā)送到多個接收器）。如果運營商已經(jīng)完全確定手機將不會干擾導航或通信系統(tǒng)，那么美國聯(lián)邦航空局不會禁止在飛機上使用手機。

1.2.3 美國聯(lián)邦通信委員會（FCC）

美國聯(lián)邦法規(guī)，第47標題，第22部分，H部分中指明禁止在空中使用蜂窩無線通信，在美國乘坐飛機時不能操作或使用手機（未著陸時）。當任何飛機離開地面后，飛機上所有的手機都必須被關閉，并且在空中使用手機是禁止的。在地面和飛機里使用手機也應該符合美國聯(lián)邦航空管理局的規(guī)定。

1.2.4 波音公司

波音公司在1993年發(fā)布了全模型的服務信為運營商提供關于PED設備使用的指導。其中包含以下主題：

（1）禁止在任何時間使用故意的信號發(fā)射器。

（2）禁止在起飛和著陸階段使用非故意的發(fā)射器（飛行關鍵階段）。

（3）在飛行的關鍵階段，除非飛機操作員另行決定， 非故意的發(fā)射機的工作只有在這種情況下允許使用。

（4）如果出現(xiàn)問題，航空公司應停止PED設備的使用。

（5）應該記錄任何一個可疑的PED相關事件的數(shù)據(jù)。

當飛機在地面上時，波音公司已修訂其服務以符合FAA關于手機使用的規(guī)定。

2 關于FAA放寬機上PED使用政策的討論

2.1 FAA放寬機上PED設備使用政策及其造成的影響

美國聯(lián)邦航空局（FAA）1993年發(fā)布了文件規(guī)定飛機上禁止使用PED設備，而在2013年的10月31日宣布，美國的航空公司可以讓乘客在飛機飛行的各個階段使用PED設備觀看書籍電影或玩游戲，放棄了沿用20年規(guī)定，但是依然不允許撥打電話。該政策中一些主要內(nèi)容概括為：

（1）詳細的規(guī)定內(nèi)容將交由各個航空公司自行來規(guī)定。在使用時，乘客使用的PED將被航空公司控制，飛行員有權(quán)力讓旅客在緊急情況下關閉設備。

（2）不能使用手機的通話功能。

（3）移動電子設備的使用需要在飛行模式或網(wǎng)絡斷開狀態(tài)下，但有些航空公司使用了WIFI服務，則不再考慮中。

（4）飛機起飛和著陸階段時，一些重量較大的移動設備必須放在上方的行李架或座椅下。（超過80%以上的飛行事故中的機體震動是不會被準確預先察覺的）

（5）當機組通過無線電向乘客播報安全簡報的時候，乘客需要妥善保管自己的PED設備。

（6）在一些低能見度下，一些儀表著陸設備的故障容錯能力不能抵消PED的電磁干擾，此時機組需要讓乘客關閉PED設備。

（7）對于安全重要還是娛樂重要，我們還是需要自己把握其中的關鍵。

美國聯(lián)邦航空局FAA在2012年就成立了相關的研究小組，對PED設備干擾飛機電子系統(tǒng)做了詳細的調(diào)查，經(jīng)過很多專家的研究與論證，現(xiàn)在使用的大部分民用飛機的機上系統(tǒng)能夠不被乘客的PED設備發(fā)出的電磁能量干擾，所以FAA將這些設備能否上飛機的決定權(quán)交給了各個航空公司。但是航空公司在出行新的規(guī)定之前，必須保證自己的飛機不能被旅客攜帶的PED設備所干擾從而造成飛行安全威脅。

不過，在飛機的起飛和著陸階段，乘客需要聽從機組人員的安排，關閉攜帶的PED設備，因為，在這兩個階段，PED 設備產(chǎn)生的電磁干擾可能會影響飛機的通訊系統(tǒng)和導航系統(tǒng)。乘客仍不被允許在全部飛行階段里撥打和接聽電話，而且只有在飛機高度超過1萬英尺后才可以使用攜帶的PED設備。

面對美國聯(lián)邦航空局的這一最新規(guī)定告，世界上許多國家都表示了歡迎。日本國土交通部表示將進一步討論機上使用PED設備的問題，探討放寬限制是否適用于日本的航空公司。2013年11月末，歐洲航空安全局EASA也規(guī)定允許旅客在一些特定的飛行階段使用攜帶的PED設備。

國際民航組織表明支持歐洲航空安全局和美國聯(lián)邦航空局出臺的政策，更覺得應該在全球范圍內(nèi)實施這一規(guī)定。不過國際民航組織沒有出臺關于PED設備在飛機上使用的標準規(guī)定。對于全球范圍來說，機上使用PED設備是一個十分困難的措施。因為各個國家航空政策法規(guī)并不相同，則是一個全方位，多領域的飛機安全課題，需要各國政府密切合作才有望攻破。

2.2 國內(nèi)對PED解禁的態(tài)度

現(xiàn)階段，中國境內(nèi)的航空公司只允許乘客在3000m以上高度使用筆記本電腦和Pad，但移動電話仍然不允許被使用。由于PED設備種類繁多，技術更新快，民用航空行業(yè)無法確定各類新出現(xiàn)的手機對飛機的干擾影響，因此只能都禁止使用。因而機組人員需要就移動電話使用問題在客艙內(nèi)不斷的進行安全檢查，不斷對乘客進行解釋，非常耗時耗力。

有調(diào)查顯示，有69%以上的國內(nèi)乘客希望能夠在飛機上使用他們攜帶的PED 設備，有80%的乘客擁有能夠在飛機上使用的PED設備。而現(xiàn)階段飛機上不允許使用移動電話，因此旅客有多不滿，需要中國民用航空總局對相關法規(guī)進行調(diào)整，以跟上時代的步伐，立即改變落后的法規(guī)。如果我們不和其他國家一樣出臺新的規(guī)定，那么會對國際航班帶來負面效應和不利影響。

3 總結(jié)

綜上所述，允許機上使用PED設備這一舉動是為了民航管理的發(fā)展，也會為各個航空公司的航空設備供應商帶來好處。現(xiàn)代，移動互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，技術日益更新，只有民用客機上不能使用移動電子設備。由于飛機上不能使用移動電子設備，浪費了乘客在空中的大量時間，也給讓航空公司喪失了新的贏利點，無形中虧損了巨額的寶貴財富。未來的一段時間內(nèi)，各個國家和航空公司都將逐漸解封對于機上PED設備的禁令，機用無線網(wǎng)絡的發(fā)展將會越來越快，越來越廣泛，那個時候，民航運輸會比其他運輸方式更有優(yōu)勢，更多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和民航業(yè)將迎來又一個春天。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.128