國際民用航空組織積極推進無人機系統(tǒng)的發(fā)展

蔡琰，楊筱華/中國航空工業(yè)發(fā)展研究中心，北京市 朝陽區(qū) 100028

國際民用航空組織(ICAO)第40屆大會于當(dāng)?shù)貢r間24日在蒙特利爾國際民航組織總部召開。來自各成員國和有關(guān)國際組織的2600多名代表將在為期11天的會議期間，討論航空安全、空中航行、航空安保、運輸政策、航空環(huán)保等議題。會上，評審了國際機場理事會(ACI)等機構(gòu)針對無人機系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展、空域融合、標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)章制度等問題發(fā)表的文章。這些文章主要由民用航空也利益相關(guān)方和工業(yè)界合作伙伴提出，旨在保持無人機系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)高速、健康發(fā)展的同時，確保傳統(tǒng)空域運營民用航空飛機、機場的安全。

2019年10月10日，國際民用航空組織(ICAO)在蒙特利爾舉行了其第40屆三年一度的會議。會上，航空運輸業(yè)利益相關(guān)方和工業(yè)界代表發(fā)表了多篇論文提交會議評審。其中，與無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展相關(guān)的文章有三篇，分別是：

(1)ACI、民用航空航行服務(wù)組織(CANSO)、空中交通管制員協(xié)會國際聯(lián)合會(IFATCA)、航空公司駕駛員協(xié)會國際聯(lián)合會(IFALPA)、國際航空運輸協(xié)會(IATA)聯(lián)合發(fā)表的名為“降低非授權(quán)無人機運營帶來的風(fēng)險并提高應(yīng)對水平需制定標(biāo)準(zhǔn)和指引”；

(2)ACI、IFALPA、IFATCA和國際航空航天工業(yè)協(xié)會協(xié)調(diào)委員會聯(lián)合發(fā)表的名為“無人機系統(tǒng)交通管理”；

(3)CANSO、IATA、IFALPA聯(lián)合發(fā)表的名為“無人機系統(tǒng)安全、高效地空域融合”。

制定標(biāo)準(zhǔn)和指引的必要性

隨著個人和消費類無人機系統(tǒng)使用的上升，在商用飛機和機場周邊出現(xiàn)非授權(quán)無人機系統(tǒng)的時間隨之上升。某些事件對航線和機場運營造成了破壞，對出行的民眾產(chǎn)生重大影響。

為保證航空安全，偵測此類非授權(quán)無人機系統(tǒng)運營，開發(fā)高效反無人機系統(tǒng)措施，ICAO支持成員國和工業(yè)界采用高級別標(biāo)準(zhǔn)和指引是必要的。工業(yè)界基于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)新標(biāo)準(zhǔn)和指引并提交至ICAO。

近期機場附近非授權(quán)無人機對運營造成的破壞已經(jīng)向管理機構(gòu)和航空產(chǎn)業(yè)利益相關(guān)方關(guān)于如何管理此類事件敲響了警鐘。此類事件對航線和機場運營產(chǎn)生破壞，對行業(yè)保持飛行環(huán)境安全的信用度造成了損失，對乘客產(chǎn)生了極大不便，并造成了嚴(yán)重財產(chǎn)損失，而這只是顯性的損失。近期最極端的例子，是2018年12月底，一家大機場由于目擊到黑飛無人機運營遭到影響。一兩天時間內(nèi)，140000名乘客和1000趟航班受到影響，造成繼2010年冰島火山噴發(fā)以來最嚴(yán)重的破壞。

工業(yè)界合作伙伴認(rèn)為，偵測和反無人機的技術(shù)正在發(fā)展，目前還很受限。盡管此類技術(shù)無法完全保護航空系統(tǒng)，但仍將為國家管理和執(zhí)法機構(gòu)提供反無人機的工具。合作伙伴認(rèn)識到，盡管目前針對偵測和反無人機手段的立法大多是國家層面，但成員國仍將根據(jù)ICAO的SARP開發(fā)情況制定標(biāo)準(zhǔn)。由于此類標(biāo)準(zhǔn)帶來的潛在安全和安保風(fēng)險，ICAO將領(lǐng)導(dǎo)并確保標(biāo)準(zhǔn)和實施是協(xié)作和可推進的。ICAO的參與將保證利益相關(guān)方意識到問題并能明確制定政策和實施措施，包括實施步驟、實施時間和實施方。

但值得注意的是，任何偵測和反無人機手段不應(yīng)對飛機運輸、授權(quán)無人機運營商、航空基礎(chǔ)設(shè)施和人員產(chǎn)生意外安全危害和風(fēng)險。因此，反無人機手段或技術(shù)應(yīng)事先進行全面風(fēng)險評估。

商用無人機系統(tǒng)運營將最終融入飛機運輸系統(tǒng)。但是，個人使用非授權(quán)無人機在機場附近活動不是融合的問題。這種情況與非授權(quán)有人機在機場附近活動類似，這兩種情況飛機都沒有獲得運營的授權(quán)。但不幸的是，對無人機的識別困難得多。非授權(quán)無人機的使用者無法輕易識別、追蹤，也無法從空域中驅(qū)逐，將為民用航空帶來嚴(yán)重的安全和安保威脅。

一些國家采用了注冊、燈光規(guī)范等無人機安全管理措施。這些措施可為機場和國家機關(guān)提供幫助，區(qū)分合作和非合作無人機，可對威脅源進行更快響應(yīng)和反制。這些是第一步，后續(xù)還需做更多工作。ICAO提供高級別指引來統(tǒng)一部署這些安全需求是至關(guān)重要的，否則國家和工業(yè)界可能出臺不協(xié)作的措施，可能會為無人機行業(yè)帶來負(fù)面影響，對使用者的教育培訓(xùn)可能更加困難。

關(guān)鍵問題是，許多國家和利益相關(guān)方在遇到即使非常小的非授權(quán)無人機事件時都會暫停飛行活動。在遇到無人機系統(tǒng)事件時，在處理角色和責(zé)任等方面缺乏適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備和統(tǒng)一的協(xié)議使航空利益相關(guān)方無法控制此類事件對運營的影響。因此，需要清晰的流程來應(yīng)對和處理在機場和飛機附近非授權(quán)或魯莽飛行的無人機系統(tǒng)。

盡管各個國家對反無人機采用的基本原則和實施措施、指引很類似，但國家間的區(qū)別可能會使無人機制造商在有效教育培訓(xùn)使用者如何安全、合法運營、促進全航空業(yè)環(huán)境的安全方面受到限制。

應(yīng)對飛機運輸造成影響的非授權(quán)和魯莽飛行無人機需要高效偵測和反制措施，ICAO須為支持成員國和工業(yè)界提供必要的標(biāo)準(zhǔn)和指引，以開發(fā)和部署此類偵測和反制措施。

因此，建議ICAO與工業(yè)界合作開發(fā)必要的高級別標(biāo)準(zhǔn)和指引，以現(xiàn)有工作組為基礎(chǔ)建立協(xié)作機制，開發(fā)和部署無人機系統(tǒng)偵測和反制措施，我們提請大會考慮執(zhí)行摘要中提出的建議。

發(fā)展無人機系統(tǒng)交通管理的必要性

航空業(yè)的基本原則受到新入者的挑戰(zhàn)。例如小型商用無人機、城市空運和高空偽衛(wèi)星(HAPS)等無人機系統(tǒng)。無人機系統(tǒng)交通管理(UTM)可使能從低空到高空的運營。本論文指出成員國關(guān)于無人機系統(tǒng)和UTM的關(guān)鍵考慮，同時識別ICAO根據(jù)2019年初發(fā)布的“UTM——全球協(xié)作核心原則的通用框架”文件所做的工作。

UTM概念正在快速發(fā)展。可拓展從低空到高空的無人機系統(tǒng)運營。民航機構(gòu)(CAA)和空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商(ANSP)將直接或通過UTM服務(wù)供應(yīng)商向無人機系統(tǒng)運營商提供實時空域管控和飛行信息。

隨著UTM概念的成熟，提供初始能力的供應(yīng)商開始出現(xiàn)，空域接入的需求持續(xù)發(fā)展。空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商預(yù)計無人機系統(tǒng)運營將包括在受控空域或非受控空域，以及在兩者之間過渡。

ICAO發(fā)布了名為“UTM——全球協(xié)作核心原則的通用框架”的文件。該文件由無人機咨詢組起草，基本聚焦于低水平運營，為成員國提供“典型”UTM系統(tǒng)的框架和核心能力。包括關(guān)鍵UTM服務(wù)和技術(shù)需求列表。ICAO繼續(xù)文件起草工作，成員國關(guān)注文件的實施。

長期目標(biāo)是有人和無人運營在所有高度的彈性安排，而非將空域按現(xiàn)存規(guī)則固定劃分為特定類型(ATM、UTM、STM等)或特定載具運營(有人機、無人機、自主飛行等)。ICAO應(yīng)識別實現(xiàn)該目標(biāo)所需的專家和工作組。

無人機系統(tǒng)為航空業(yè)帶來新奇的運營模式。這將導(dǎo)致對風(fēng)險計算和管理所需的能力格外重視。風(fēng)險評估模型必須是定量的，一致的和可比的。并且，成員國需確保在共享空域運營的有人機和無人機的風(fēng)險特征相符。另外，空域內(nèi)無人機系統(tǒng)運營和UTM運營需要定量的通用實時風(fēng)險評估方法。

隨著無人機系統(tǒng)運營的上升，引入了不同的運營概念(CONOP)，因此運營商和無人機系統(tǒng)運營需基于信任開展。ICAO互信框架研究組的建立是為了保證所涉及數(shù)字系統(tǒng)數(shù)據(jù)完整性和安全性的問題。此項工作將為UTM開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)安全、互信和身份管理提供輸入。這將影響無人機系統(tǒng)注冊的范圍和容量。

工業(yè)界開展了無人機系統(tǒng)和UTM軟硬件開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的制定。無人機系統(tǒng)和UTM系統(tǒng)的不同功能分配將在很多應(yīng)用和場合融合。這些標(biāo)準(zhǔn)覆蓋了包括安全在內(nèi)的多種應(yīng)用。

UTM和無人機系統(tǒng)運營正在快速發(fā)展。迫使航空工業(yè)界和成員國為確保運營的安全、安保建立和實施國際、國內(nèi)的規(guī)章。ICAO認(rèn)識到UTM的重要性，在其“UTM——全球協(xié)作核心原則的通用框架”文件為成員國提供了UTM參考框架。后續(xù)工作要求ICAO確保所有高度的無人機系統(tǒng)和UTM運營安全、安保、迅速發(fā)展。

無人機系統(tǒng)空域融合的必要性

到2035年，巴黎上空每小時將有156架商用飛機、2500架城市空運無人機、16667架快遞無人機、58架檢視無人機和44架休閑無人機。美國商用無人機市場2023年將擴大兩倍。目前城市空運已經(jīng)有規(guī)劃，最后一公里的快遞、跨邊境運營和城市間均可通過無人機系統(tǒng)互聯(lián)。因此，必須在安全和創(chuàng)新之間達到平衡。

航空工業(yè)界一直是全球安全標(biāo)準(zhǔn)制定的驅(qū)動者和重要貢獻者。隨著自動化技術(shù)的極速發(fā)展，數(shù)字應(yīng)用技術(shù)、機器人、人工智能等技術(shù)開拓了平臺和運營的發(fā)展。

城市空運相關(guān)概念和最后一公里快遞正改變?nèi)撕臀锏慕煌ǚ绞健？者\將不再看作從機場A到機場B，而是門到門的集成服務(wù)。但為使這種變革落地，必須保證安全、可靠、低成本。必須靠隨著產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐可調(diào)控的管理框架保證安全標(biāo)準(zhǔn)和創(chuàng)新的平衡。

工業(yè)界合作伙伴認(rèn)可ICAO關(guān)于無人機系統(tǒng)的重點工作，包括建立無人機系統(tǒng)咨詢組(UAS-AG)。標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)章需要跟隨新的空域使用者技術(shù)開發(fā)和支持機制的發(fā)展步伐。我們的擔(dān)憂是此類發(fā)展面臨必要防護措施和標(biāo)準(zhǔn)的缺失。我們可從現(xiàn)有經(jīng)驗出發(fā)，建立適宜的管理框架來滿足需求。

無人機系統(tǒng)是快速發(fā)展的空域使用者，將逐步要求更大的空域份額，因此航空業(yè)應(yīng)制定框架定義與現(xiàn)有運營空域的互動。商用無人機系統(tǒng)的增長預(yù)測顯示無人機運營的隔離長期來看并不解決問題。因此，工業(yè)界應(yīng)聚焦于融合而不是簡單地安置。需要與無人機系統(tǒng)工業(yè)界更緊密的合作以獲取數(shù)據(jù)、經(jīng)驗學(xué)習(xí)、開發(fā)提供指引。工業(yè)界合作伙伴可提供此類工作輔助ICAO的管理架構(gòu)，通過工作框架開發(fā)需求。根據(jù)現(xiàn)有平臺，包括ICAO的智庫，工業(yè)界可向ICAO提交規(guī)定和輸入，從源頭上減輕負(fù)擔(dān)并補充現(xiàn)有規(guī)程。此類工作一旦完成將在ICAO評審程序下評估。

工業(yè)界完全認(rèn)同無人機系統(tǒng)對全球經(jīng)濟的積極影響，因此主動要求保持和發(fā)展此類新型空運門類的同時輔助ICAO確保安全和效率。因此，工業(yè)界合作伙伴提交本論文以建立框架，通過該框架與工業(yè)界制定航空新入者規(guī)定，以保證無人機系統(tǒng)安全、高效地融合。

無人機系統(tǒng)商用的快速發(fā)展要求安全、高效地融入現(xiàn)有運營空域。因此，開發(fā)成員國協(xié)作的管理規(guī)定非常必要。工業(yè)界可基于現(xiàn)有平臺開展工作。ICAO的工作負(fù)擔(dān)將減輕至通過管理審查機制確認(rèn)提案。