无人机技术渐趋成熟,各种标准接连出炉,意味着什么?

科技少年QAQ 2022-04-08

无人机无人驾驶无人机执照

4292 字丨阅读本文需 10 分钟

无人机越来越频繁地出现在各个地方,技术也越来越成熟,随之而来的是,各种标准接连出炉。民航局发布首个“城市无人机标准”,ICAO通过新的无人机标准和建议措施,无人机自动驾驶实施分级管理,这么多举措和标准意味着什么呢?

民航局发布首个“城市无人机标准”

近日,中国民航局官网正式发布了《城市场景物流电动多旋翼无人驾驶航空器(轻小型)系统技术要求》。作为国内首个针对城市场景的无人机技术规范,该标准的发布意味着城市无人机应用在规范化发展的道路上迈上了一个重要台阶,为UAM产业的商业化、规模化打开了空间,具有重大的里程碑意义。

该标准着重强调了城市人口密集区运行的无人机的安全设计准则和功能要求。标准发布后不仅将用于指导城市运行的物流无人机的设计和审定,也同样对城市环境中无人机在其他应用场景的安全评估有重要借鉴作用。

同时,该标准作为我国率先在全球开展城市物流无人机运行的实践成果,具有行业先发引领价值,将通过民航局和行业专家向国际民航组织及各国民航部门推广,进一步扩大其影响范围。

2019年10月,中国民航局向杭州迅蚁所属的送吧物流颁发《特定类无人机试运行批准函》。自此,城市无人驾驶航空器(以下简称“无人机”)物流运行实践,商业探索,及建制规章工作同步开展。

商业探索和运行实践的同时,对城市物流无人机应用进行建制规章一直是中国民航局的重点关注工作,“城市场景物流电动多旋翼无人驾驶航空器(轻小型)系统技术要求”就是其中之一。有必要在实践基础上形成统一有效的行业指导标准,以培育健康生态立下基础,保障健康且快速的行业发展。

本标准由中国民用航空局适航司提出,杭州迅蚁网络科技有限公司牵头制定,行业多家重要研究机构和物流无人机企业参与起草,包括:中国民航科学技术研究院、北京三快在线科技有限公司(美团无人机)、中国民航管理干部学院、中国民航大学、中通快递股份有限公司、浙江建德通用航空研究院。

标准研究的主要内容是城市场景物流无人机的技术要求,核心是围绕城市物流自动化超视距高密度运行特点,对无人机的系统、载货、可靠性、应急管理等应用场景提出要求。同时根据安全风险等级,及真实的运行实践,也限定了本标准的适用机型限制,即在城市场景运行、起飞全重25kg以下的电动多旋翼无人机。

由于城市物流运行是无人机行业当中一个较新且技术难度较高的应用领域,目前全球无人机行业在该领域尚缺少实际应用经验,且各国并无成熟的标准规范。迅蚁作为首个获得城市物流无人机运行批准函的公司,利用自身先发的应用经验,把适用于城市场景的高可靠性物流无人机产品的设计方法和技术要求提炼为相关行业标准规范,可有效推动该领域的应用发展和技术升级,并进一步巩固中国在民用无人机领域的全球领先地位。

ICAO通过新的无人机标准和建议措施

2021年3月1日,国际民航组织理事会在其第222届会议上通过了新的及经修订的标准和建议措施(SARPs),推动遥控驾驶航空器系统(RPAS)在国际运行安全和互操作性方面取得重要进展。

新的条款将于2021年7月12日生效,2026年11月26日起适用。最重要的条款与《芝加哥公约》附件8—《航空器适航性》相关,涵盖遥控驾驶飞机和直升机以及遥控站(RPS)的审定要求。

国际民航组织理事会主席萨尔瓦托·夏基塔诺说“附件8的这些条款将作为基础性的国际标准和建议措施,是颁发遥控驾驶航空器及其所需部件型号合格证和适航证的依据。”

“这提供了一个要求基线,各国在近期内可依照这一基线,开展用于国际货运或航空作业的RPAS的审定工作。未来的工作将涉及载人遥控驾驶航空器,以及预期能力更为先进的用于城市航空运输的RPAS。”

在附件8中的这些新的标准和建议措施之外,还有理事会之前通过的关于C2链接(连接遥控驾驶航空器和遥控站的数据链)的新规定,这些规定载于附件10—《航空电信》中。其中包括对附件10第5卷的第90次修订,该修订涉及RPASC2链接的频谱划分,以及通过关于RPASC2链接通信系统和程序的全新的第6卷。

关于C2链接的第二套标准和建议措施目前正由国际民航组织的遥控驾驶航空器系统专家组制定,将涉及互操作性、频谱使用及与现有通信和导航系统的兼容性(包括拟议频段的共用)的细节问题。

“在其他附件之前先行修订附件8使各国政府和业界可以考虑到《公约》第四十一条关于适航规定从通过到适用之间时间间隔较长的规定”夏基塔诺先生强调道。“与此同时,将继续通过国际民航组织在飞行运行、查明和避免、空中交通管理、关于C2链路的进一步要求以及监管框架剩余部分的制定方面开展工作。”

最新的RPAS进展只需对《公约》附件1—《人员执照的颁发》和附件2—《空中规则》进行一些小的修订。已经在制定中的对附件2的大幅修订将最终为RPAS提供有力的支持。2018年理事会通过的附件1的标准引入了一个关于遥控驾驶员执照颁发的监管框架,该框架将于2022年11月适用。

随着在国际民航组织继续开展这一大范围的工作,预计《芝加哥公约》的19个附件最终都将需要进行或大或小的修订,以便以安全、安保和高效的方式将RPAS纳入现有的全球航空框架中。

全球首个无人机载荷接口标准正式发布

记者获悉,由中国电子技术标准化研究院牵头,中国能建规划设计集团华北院参编(联合编辑)的IEEE1937.1-2020《无人机载荷装置接口要求和性能特性》标准日前正式发布。

该标准规定了无人机与载荷之间接口的通用要求,从机械、电器和数据传输三个角度对无人机载荷接口要求进行了分析,明确了接口的性能指标、操作控制和管理、环境适应性、电磁兼容性等要求。

据悉,该标准是全球首个无人机载荷接口标准,历经两年,按照IEEE规则进行编制,最终通过了IEEE标准委员会的审查正式发布。其中,华北院作为IEEE1937.1无人机载荷接口标准工作组(IPDD)成员,参与了该标准编制的全过程,成为标准制定主要贡献者之一。

专家表示,该标准的发布将推动无人机产业的快速、标准化发展,从而进一步推动其在各领域更加广泛的应用,也为中国无人机产业发展赢得了国际话语。

无人机自动驾驶实施分级管理

在民用无人驾驶飞行器这一新兴领域,中美之间的竞争不仅体现在技术研发方面,监管政策和产业政策也同等重要。当美国联邦航空管理局(FAA)坚持以现有框架对该领域进行适航监管时,中国民用航空局(以下简称“民航局”)在监管匹配创新方面,似乎“先行一步”。

4月7日,民航局就《民用无人驾驶飞行器分布式操作运行等级划分(征求意见稿)》(以下简称“《征求意见稿》”)征求意见。这份文件根据自动化程度,将无人驾驶航空器系统分为AL-0~AL-5共6个级别,并对应不同的技术要求。同时,还明确了无人驾驶航空器系统分布式操作运行的安全等级标准。

所谓分布式操作,一般是指计算、存储不在同一台处理机上,而是分布于多台处理机上的操作方式。应用于无人驾驶飞行器领域,即是通过后台运算系统指挥无人驾驶飞行器飞行,大到无人机,小到应用于物流配送的小型飞行器,分布式操作的应用越发广泛。

四家民用无人驾驶飞行器企业参加了《征求意见稿》编写的相关工作,包括亿航智能、丰鸟航空、朗星无人驾驶、杭州迅蚁。除此之外,中国民航管理干部院、中国航空器拥有者及驾驶员协会、中国民航科学技术研究院、北航无人系统研究院也参与了《征求意见稿》的起草工作。

记者了解到,目前国内外未有针对分布式无人驾驶航空器系统安全操作方面的标准发布。正是基于此,民航局认为有必要在实践基础上形成统一有效的行业指导标准。这也是亿航智能等四家企业参与《征求意见稿》起草工作的重要原因之一。

安全是“压倒一切”的因素。一位资深业内人士告诉《中国经营报》记者,在分布式操作无人驾驶航空器系统中,系统安全与“驾驶员”能力水平的相关性变弱,所以,单纯采用传统的对单个驾驶员颁发执照的方式,已不能保证无人驾驶航空器系统操作的安全性。

划分等级确定对应标准是自动驾驶领域的通行做法,汽车自动驾驶即是在分级的基础上形成标准,对研发和运行予以规范。民用无人驾驶飞行器也采用了类似的方法,AL-0~AL-5六个级别中,数字越大,代表驾驶系统自动化的程度越高。

了解情况的人士告诉记者,上述级别划分主要考虑了四方面的因素:自动飞行系统能否完成飞行任务执行;能否完成运行风险因素探测与响应;能否完成飞行任务接管;是否存在设计运行范围的限制。AL-0~AL-5六个级别的划分,即是依据这四个因素对无人驾驶飞行器自动化水平的识别与评价。

在AL-0级中,机组负责飞行任务执行和运行风险因素探测与响应,无人驾驶飞行器在设计运行条件下运行。一位该领域初创公司的技术负责人表示,这就是驾驶员在后台通过系统操作驾驶无人机。不过,他解释,AL-0级中,无人驾驶飞行器并不是“无自动化”,而是包含一些自动化功能,例如悬停。

AL-1级是由机组与自动飞行系统共同控制飞行过程,共同承担运行风险因素探测和响应。自动系统无法继续执飞时,由机组接管控制。“在这个级别中,机组可以随时接管无人驾驶飞行器的控制权。”上述技术负责人向记者解释称。

当自动化等级达到AL-2级时,自动飞行控制系统可以控制飞行过程,而无须与机组共同控制,运行风险因素的探测和响应,仍由机组和自动飞行控制系统共同完成。与AL-1级相同的是,在自动飞行系统无法继续执飞时,机组可以接管控制;在整个飞行过程中,机组可以随时接管执飞。

随着等级的升高,自动飞行控制系统发挥作用的范围在扩大。在AL-3级别中,将运行风险因素分为“内部”和“外部”。内部风险因素的探测和响应,由自动飞行控制系统负责;外部风险因素的探测和响应,由机组负责。此外,当无人驾驶航空器系统无法继续执行飞行任务时,可以请求机组接管控制。当机组无应答时,系统可自动进入最小风险状态。AL-0~AL-3级相同,机组在飞行过程中可随时接管控制。

在AL-4级中,自动飞行控制系统将独立负责运行风险因素的探测和响应。当无人驾驶航空器系统无法继续执飞时,系统可在不额外增加运行风险的前提下重新规划飞行任务或自动进入最小风险状态;机组在飞行过程中可申请接管控制,当系统判断接管会提高安全风险时可暂缓移交控制权。

AL-5级则是自动化程度最高级别。在这个级别中,风险因素探测与响应、无人驾驶航空器系统无法继续执飞情况下的应急处置方法、机组申请控制飞行的方法与AL-4级相同。这一级别最大的不同在于,无设计运行范围限制,可在任何可飞行条件下运行。

前述业内人士向记者解释,AL-0级是“设计运行条件下运行”,而AL-1~AL-4都是在“设计运行范围内运行”。“条件”与“范围”的区别在于,前者是具体的“点”,无人驾驶飞行器的运行只有在达到这些“点”的情况下才能运行;“范围”则是一个“区间”,即在这个区间以内,无人驾驶飞行器都可以运行。

“在AL-5级中,没有了设计运行范围的限制,说明自动化程度最高,当然,这只是技术层面的能力,在实践中,还会有商业和法规方面的因素对无人驾驶飞行实施限制。”他向记者表示。

在前述技术负责人看来,AL-0至AL-1的自动化程度较低,AL-2至AL-3的自动化程度居中,AL-4至AL-5是较高程度的自动化。

当前,中国无人机运用的场景十分广泛,在支线/末端物流、巡检、城市管理等方面均有规模化的复制。民航局认为,分布式操作标准的建立,将为千亿级的无人机行业应用市场的持续发展奠定坚实的基础,在保证公众安全的前提下,极大推动分布式操作无人驾驶航空器系统安全操作的行业监管体系的建立健全,从而更好地应对当前新型的无人机运行方式给行业管理带来的挑战。

记者了解到,本标准实施后,民航局建议无人航空器制造商、无人驾驶航空器运行方、无人驾驶航空器服务方等按照标准规定的内容,建立自身分布式操作中的安全操作体系,同时不断改进提升无人驾驶航空器系统的自动化技术水平。

来源:新观察视野,无人机网,北京报道,科技日报

免责声明:凡注明来源本网的所有作品,均为本网合法拥有版权或有权使用的作品,欢迎转载,注明出处本网。非本网作品均来自其他媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如您发现有任何侵权内容,请依照下方联系方式进行沟通,我们将第一时间进行处理。

0赞 好资讯,需要你的鼓励
来自:科技少年QAQ
0

参与评论

登录后参与讨论 0/1000

为你推荐

加载中...