無人機助力飛行事故調(diào)查

約翰·克勞福特 托尼·奧斯本

2014年7月24日，中國臺灣航空安全委員會（ASC）的航空安全調(diào)查員來到霍科島上，調(diào)查復興航空公司ATR 72-500航班墜毀澎湖馬公機場事故。此次調(diào)查，他們采用了一種新型工具，即一架攜帶數(shù)字化照相機和慣性、高度傳感器的四旋翼無人機。

在過去兩年中，英國航空事故調(diào)查處（AAIB）的調(diào)查人員也部署了無人機，建立了一個飛行部門，包括三架深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司的四旋翼無人機和經(jīng)過實際檢驗的標準操作程序。其他國家正在建立相應的響應機構(gòu)或至少在考慮類似用途。

在所有組織中的共同點就是新發(fā)現(xiàn)的無人機的新用途，這種結(jié)構(gòu)緊湊、輕便的四旋翼無人機不僅留下事故現(xiàn)場影像資料，而且在隨后的數(shù)據(jù)分析中扮演重要角色。

在澎湖馬公機場，調(diào)查人員使用“賽博四旋翼馬克西”（cyberQuad MaXi）勘察現(xiàn)場，繪制飛機在偏離航線并開始近進的最后飛行時間的路徑。這些數(shù)據(jù)后來被用來計算飛機擊中的地形和障礙物的高度測量值，并融合測高計測量結(jié)果和飛行數(shù)據(jù)記錄儀中的聲音測量值。

在中國臺灣航空安全委員會最近發(fā)布的關(guān)于復興航空公司的222航班的最后報告中，用到了四旋翼無人機的測量數(shù)據(jù)。飛機下降到最低降落高度以下，在飛行員在大雨中看不清跑道的情況下進行非精確著陸，發(fā)生墜毀，造成58人死亡，其中包括4名機組成員，另有48名乘客受傷。

中國臺灣航空安全委員會的調(diào)查員布瑞恩·郭認為，預編程序的飛機勘察了墜機現(xiàn)場，耗時大約90min，比傳統(tǒng)的解決方案即雇用和裝備的直升機效率更高、成本更低。

中國臺灣航空安全委員會的工程師馬丁·陳，在獲得中國臺灣民用航空局（CAA）的批準后，采用科學航空航天公司（ScientificAerospace）的“賽博四旋翼馬克西”無人機開展調(diào)查，整個過程耗時5天。通常，中國臺灣民用航空局需要14天來處理在該地區(qū)無人機的飛行請求。在這種發(fā)生飛行事故情況下，中國臺灣民用航空局加速授權(quán)。在澎湖馬公機場，他在上午5：30開始任務調(diào)查，在早上7點結(jié)束，按預定服務計劃開始執(zhí)行。他說，“我們有時間壓力”。

幾年前，中國臺灣航空安全委員會一直在研究使用無人機進行調(diào)查，最初計劃使用“賽博四旋翼馬克西”無人機對難以進入的偏遠山區(qū)進行實地調(diào)查，執(zhí)行一項經(jīng)常與新加坡、日本和其他東亞國家多國聯(lián)合演習任務。這些地區(qū)和國家也在積極推進使用無人機進行飛行事故調(diào)查的計劃。

瑞恩·郭說，雖然澎湖馬公機場既不是山區(qū)也不偏僻，中國臺灣航空安全委員會調(diào)查小組在墜機后一天被派往霍科，選擇了四旋翼無人機看看能否在人口稠密地區(qū)完成現(xiàn)場勘測任務。他說，在90min內(nèi)完成調(diào)查飛行，這是前所未有的速度，以往使用“傳統(tǒng)”的現(xiàn)場調(diào)查工具，例如利用GPS定位所有各種殘骸，大約需要一天才能完成。

馬丁·陳操縱“馬克西”（Maxi）在海拔100m（328ft.）的高空飛行，勘察現(xiàn)場區(qū)域并收集到5cm（ 2in.）分辨率的GPS位置、高度和其他變量的數(shù)字圖像。之后使用商業(yè)軟件工具進行處理，他創(chuàng)建了一個基于立體圖像匹配的數(shù)字表面模型，表面高度包括植被冠層、建筑物和障礙物。借助于數(shù)字地形圖，去除植被、建筑物和障礙物的地表高度，陳能夠計算出地面上障礙物的高度。

調(diào)查人員還將回收組件的地理位置定位在無人機拍攝的俯視圖像中，使得顯示墜機后環(huán)境的實際情況成為現(xiàn)實，而不是一段時間之前拍攝的空中地圖。

立體的、地理坐標參考成像也成為英國航空事故調(diào)查處調(diào)查者的寶貴資產(chǎn)。他們利用照片，精確地測量殘骸碎片之間的距離，并創(chuàng)建墜毀現(xiàn)場的三維圖像。

英國航空事故調(diào)查處航空事故高級調(diào)查員斯圖爾特·霍金斯最近說，目前無人機已經(jīng)在英國周圍的16次墜機事故調(diào)查中得到了應用。他指出，在過去，圖像是由應急服務直升機或雇傭商用直升機和無人機提供的，但現(xiàn)場勘查結(jié)果圖像總是耗費很多時間，而且英國航空事故調(diào)查處不一定得到所需的角度或鏡頭，或者控制數(shù)據(jù)的權(quán)利。

在事故現(xiàn)場，英國航空事故調(diào)查處使用兩個無人機操作員，一個負責視頻回傳，另一個負責控制四旋翼無人機。斯圖爾特·霍金斯表示，“我們決定我們應該有第二個人一直操作相機，因為雖然操作人員可以操作無人機飛行并操作照相機，但是操作人員有時需要低頭才能得到好的圖像并且同時要抬頭才能安全地操控無人機飛行。”

在一次涉及微光飛機的飛行事故中，英國航空事故調(diào)查處使用了一架四旋翼無人機在樹林附近飛行，檢查墜毀的機體殘骸，這是有人直升機無法做到的。2014年9月，一架貝爾噴氣式“突擊隊”（Ranger）飛機墜毀在約克郡東海岸的懸崖上，英國航空事故調(diào)查處使用了一架四旋翼無人機來勘測現(xiàn)場。這樣的現(xiàn)場對于勘查人員來說太危險了。

在北美洲，無人機也是美國國家運輸安全委員會（U.S.NationalTransportation Safety Board）調(diào)查員的一項高優(yōu)先級的提升計劃，但是美國政府規(guī)章目前沒有通過該項計劃。企業(yè)或個人可向美國聯(lián)邦航空管理局申請“免責條款”第333條豁免，政府機構(gòu)必須從該機構(gòu)獲得授權(quán)證書（CoA）。為了獲得授權(quán)證書，美國國家運輸安全委員會航空安全辦公室主任約翰·德利西表示，該機構(gòu)將不得不維持一個傳統(tǒng)的飛行部門，包括首席飛行員、維修總監(jiān)和其他角色。他說，“我們不經(jīng)營任何飛機。”

雖然規(guī)則有時會改變，但過渡時期的美國國家運輸安全委員會可以通過獲批第333部分程序的商業(yè)公司得到調(diào)查服務。約翰·德利西表示，“如果我們有一個案例，只要事故現(xiàn)場有需要，我們是可以做到這一點。”然而，他補充說，最佳和最低成本的方案是美國國家運輸安全委員會擁有自己的無人機和經(jīng)過專門訓練的操作員。

相關(guān)的準備工作在進行。約翰·德利西的一位調(diào)查員獲批第333條豁免權(quán)，作為一名民事應用的無人機操作人員，培訓了在事故現(xiàn)場調(diào)查所需的技能。約翰·德利西透露，“他正在為該組織完成無人機飛行事故現(xiàn)場勘查任務。”