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民用无人机如何管理?

浏览量: 时间:2017-09-21 09:59

   有关预测显示,2020年全球无人机市场规模有望达到259亿美元。在业界各方的积极推动下,无人机的技术快速发展,无人机应用场景不断丰富,无人机在物流、工业、农业、安防、军事等诸多领域都有应用落地。不过,在无人机蓬勃发展的同时,无人机的监管问题也日渐凸显。因此,如何加强无人机的监管,如何加快无人机技术和应用创新,成为未来一段时间业界探索的重点。 

    无人机正在全球范围内兴起,民用无人机已在个人消费市场以及航拍、植保、能源等专业市场创造了巨大的经济效益。不过,在无人机产业蓬勃发展的同时,屡屡发生的“黑飞”事件也让人们看到了巨大的安全隐患,需要进一步加强管理。目前,一些国家已经针对无人机管理制定了较为详细的法律法规,这为我国的无人机管理提供了参考和依据。那么,我国无人机关键技术发展情况如何?无人机管理又应该从哪些领域下手? 

    关键技术快速发展,应用日趋广泛 

    无人机,是由控制站管理的航空器,也称为远程驾驶航空器。从用途上看,无人机可分为军用无人机和民用无人机,民用无人机又分为专业级和消费级;按照起飞重量,无人机可分为大型、中型、小型和微型无人机;从飞行方式上看,无人机可分为固定翼、直升机和多旋翼。 

    目前,军用无人机由军队负责管理,民用专业级无人机则一般由其行业部门负责管理,因此我们常见的民用消费级无人机,一般为小型或微型无人机,飞行方式为多旋翼。 

    得益于产业界各方的积极推进,目前我国无人机关键技术快速发展,整个产业的发展主要集中在动力、控制、交互以及应用等方面。 

    动力技术亟待革新 

    无人机采用的动力技术主要有电池、汽油、混合动力和地面供电等几种方式。主流的无人机主要采用锂聚合物电池作为主要动力,续航能力通常在20~30分钟,续航能力是制约无人机发展的重大障碍。目前研究较多的是新型电池技术,其中燃料电池因保持了全电动架构的简单性等优点,同时充分利用了高能量密度的燃料,对无人机更具吸引力。2016年,深圳的无人机制造厂商科比特航空公司,发布了全球首款产品化的氢燃料电池无人机——HYDrone1800,续航时间长达273分钟。此外,石墨烯、铝空气电池、纳米电池也是电池技术的研究方向,可以应用在无人机上。 

    人工智能将引领产业发展 

    人工智能技术对无人机的发展有着核心的引用导向。无人机将向路径规划自动飞行、具有决策功能的智能控制等方面发展。智能控制涉及环境感知与规避,包含了探测、通信和感知,信息融合、共享、环境自适应,需要很多人工智能技术来解决。大疆公司2016年发布的Mavic可以精准定位、导航、规划路线,从而可在多种智能飞行模式下自主导航,在最快36公里/小时的飞行状态中能够实现智能避障。 

    交互技术有助用户体验提升 

    无人机目前主要通过遥控器进行飞行控制,需要一定的训练。为简化对操作人员的要求,提升用户体验,手势交互成为一种人机交互的趋势。2017524日,大疆公司发布的“晓”Spark尝试了用一种简单、快捷的手势交互控制方式,只需挥挥手就能实现近距离控制飞行器、拍照、让飞行器回到身边、在掌上降落等一系列操作,让航拍变得更简单。 

    多领域创新应用呈现 

    无人机作为空中移动的传感器节点,能够在大地测绘、气象探测、交通监管、物流运输、个人消费等领域广泛应用。大疆公司今年上半年发布的M200系列飞行平台,内含双IMU、气压计、指南针、GPS20个传感器,可广泛应用于航拍数据收集、巡检等行业应用。无人机也可作为基站的载体,今年8月,四川移动在光缆损毁、基站中断的九寨沟紧急升空使用无人机高空基站,迅速打通了方圆30多平方公里受灾区域的移动通信信号。 

    各国加强民用无人机管理 

    在技术和应用飞速发展的同时,民用无人机飞行系统的相对不稳定也带来了较为严重的安全隐患。同时由于无人机体积小、速度快、飞行高度高,进一步增加了管理的难度。目前,全球多个国家已经开展利用新技术和法律手段加强民用无人机的监管。 

    多种技术手段助力监管 

    国外无人机管理技术主要是利用无人机制造商自身的管理平台,或声、光、电无人机管制设备。 

    为了符合美国联邦航空局(FAA)的要求,2016年大疆公司推出Geospatial Environment Online系统,可在线不断更新禁飞限制信息,实现对其生产的无人机地理安全禁飞功能。可确保在安全执法、公共事件、火警事件发生时能够防止大疆生产的无人机进入禁飞区域。 

    此外,还可以利用声、光、电无人机管制设备。2015年,英国研发出“反无人机防御系统(AUDS)”,拥有雷达探测和先进的跟踪能力,可以在6英里的范围侦测无人机,用红外摄像机追踪它,然后通过阻隔它与操作者之间的无线电信号来阻断它的飞行。2016年,德国电信推出了“无人机防御盾系统(DroneTracker)”,包括频率扫描仪、麦克风阵列、雷达设备和干扰设备,可以收集证据、实施保护措施并利用干扰功能来防御无人机。 

    同时,一些国家也在探索无人机交通工作系统,如谷歌、亚马逊等公司正在协助美国宇航局(NASA),开发无人机交通控制系统,防止无人机发生碰撞事故。新加坡民航局(CAAS)和南洋理工大学合作研究开发无人机交通管理系统,制定相应的交通规则,保证无人机相互之间留有足够的安全距离。 

    “限区”和“限时”是主要手段 

    从多个国家的经验上看,在无人机管理策略上多采用限制无人机飞行区域和时间的方式。 

    美国——20166月,美国联邦航空局(FAA)发布小型无人机管理规则最终版本Part 107,管理范围为重量25公斤以下的无人机,要求飞行全程都必须保持在操作人员的视线范围内,不得从人头顶上飞过,距机场必须至少8公里远,遇到飞机必须避让。通常情况下,飞行高度不得超过122米,时速不得超过161公里。无人机应在白天飞行,如果无人机装有防撞灯,也可以在日出前半小时或日落后半小时飞行。无人机操作员的年龄不得小于16岁,必须拥有遥控飞行员证书或者受拥有证书者的监督。此外,无人机操作员也可向政府申请放松一些限制,如夜间飞行,需要证明其无人机在这种情况下依然可以安全飞行。 

    英国——英国航空法第166条第3款规定,小型无人机操作员必须保持时时刻刻能看见无人机,对无人机能够完全掌控,在飞行时应与其他飞行器、人群、车辆以及建筑保持一定距离,以免发生碰撞事故。无人机重量不得超过3.5千克。 

    加拿大——加拿大运输署官员宣布禁止无人机和模型飞机在阿尔伯达省麦克默里堡城市服务区域空域内1000英尺的高度飞行,主要是防止无人机和客机之间的冲突。 

    日本——日本于201512月起实施新《航空法》规定,无人机飞行时间为日出之后和日落之前;必须随时监视无人机以及周围的状况;必须要与人、建筑物等保持一定的距离;不得进入节假日、公开活动、展示会等群众集会的场所;不得携带易燃易爆物品,或者其他容易伤人或损坏地面建筑物的物品;不得投放容易伤人或损坏地面建筑物的物品。 

       

    综合他国经验,我国在无人机管理上可建立从无人机制造到空域划设及监管,到无人机登记、驾驶员管理、飞行管理和审批报备,再到非法飞行查处的闭环管理,其中重点是源头管理,同时需要结合技术手段实现对无人机非法飞行行为的管理。此外,还需要及时跟踪国外无人机管理的发展情况,结合我国实际情况,从管理主体、模式、政策和技术路线等方面进一步开展研究。

    来源:中国无线电管理网站