歐洲：讓無(wú)人機(jī)運(yùn)行無(wú)縫融入空中交通管理

歐洲空中交通管理（ATM）總體規(guī)劃是推動(dòng)整個(gè)歐洲空管研究、開(kāi)發(fā)和部署活動(dòng)的頂層指導(dǎo)文檔，是歐洲對(duì)無(wú)人機(jī)安全融入歐洲各類空域的大膽愿景和雄心勃勃的實(shí)施計(jì)劃，得到了歐洲理事會(huì)的認(rèn)可和支持。當(dāng)前總體規(guī)劃列出了九項(xiàng)基本運(yùn)行變更，闡明了需要采取的行動(dòng)以及未來(lái)的重點(diǎn)。

九項(xiàng)要點(diǎn)中有兩項(xiàng)涉及無(wú)人機(jī)的迅速發(fā)展及其安全融入歐洲空域的問(wèn)題。低空到高空平臺(tái)的各種無(wú)人機(jī)對(duì)歐洲經(jīng)濟(jì)具有重大價(jià)值。除了歐洲委員會(huì)關(guān)于建立U-space服務(wù)的設(shè)想外，總體規(guī)劃還為單一歐洲天空空中交通管理研究計(jì)劃（SESAR）無(wú)人機(jī)研究計(jì)劃提供了路線圖，以應(yīng)對(duì)未來(lái)的聯(lián)合運(yùn)輸行動(dòng)。

無(wú)人機(jī)安全融入空域的愿景

無(wú)人機(jī)融入歐洲空域的愿景是（民用和軍用）無(wú)人機(jī)將完全、無(wú)縫地融入歐洲各類空域和環(huán)境中，在有人駕駛飛機(jī)周圍安全高效地運(yùn)行。該愿景將通過(guò)具有高度自動(dòng)化和互聯(lián)能力的U-space框架實(shí)現(xiàn)。U-space將支持安全高效的無(wú)人機(jī)運(yùn)行的管理工作并解決與有人航空和ATC部門間的交互問(wèn)題，利用新興技術(shù)和自動(dòng)化功能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模無(wú)人機(jī)在城市等人口密集的復(fù)雜地區(qū)的常規(guī)運(yùn)行。自動(dòng)化和人工智能技術(shù)將逐漸優(yōu)化無(wú)人機(jī)的運(yùn)行。到2035年，大部分飛行活動(dòng)都是在各類環(huán)境中使用U-space服務(wù)的無(wú)人機(jī)超視距（BVLOS）飛行，能夠提供包括關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)視、快遞、貨運(yùn)、客運(yùn)、城市空中交通和精確農(nóng)業(yè)在內(nèi)的一系列服務(wù)。U-Space項(xiàng)目將在未來(lái)航空運(yùn)輸活動(dòng)中發(fā)揮核心作用。

該目標(biāo)愿景的演化將通過(guò)以下兩種互補(bǔ)的路線來(lái)實(shí)現(xiàn)：

發(fā)展路線：

主要解決有人航空與經(jīng)認(rèn)證的大型遠(yuǎn)程操控?zé)o人機(jī)（RPAS）的協(xié)調(diào)和整合問(wèn)題。這些RPAS將以與有人駕駛飛機(jī)相同的方式與空中交通管理部門進(jìn)行交互，同時(shí)針對(duì)駕駛員不在無(wú)人機(jī)上的特點(diǎn)制訂補(bǔ)充性的特殊條款。

創(chuàng)新路線：

創(chuàng)新路線：要求開(kāi)發(fā)新的U-space服務(wù)和程序，同時(shí)結(jié)合自動(dòng)化和連通能力為大量小型無(wú)人機(jī)提供空域訪問(wèn)能力。

這兩條路線將共同發(fā)展，通過(guò)共同關(guān)注領(lǐng)域的研發(fā)成果實(shí)現(xiàn)互惠互利，包括故障、檢測(cè)與規(guī)避、指揮控制數(shù)據(jù)鏈或賽博安全等。標(biāo)準(zhǔn)化和法規(guī)的開(kāi)發(fā)工作將為無(wú)人機(jī)愿景的發(fā)展提供支持。

運(yùn)行和部署

大型遙控?zé)o人機(jī)（RPAS）將由駕駛員按儀表飛行規(guī)則遙控飛行，這通常與有人駕駛飛機(jī)按目視飛行規(guī)則飛行的方式相同。用于娛樂(lè)、商用或政府用途的數(shù)萬(wàn)架小型無(wú)人機(jī)需要通過(guò)U-space才能融入空域。這兩條路線將全面推動(dòng)各類無(wú)人機(jī)融入歐洲空域的整體進(jìn)程，歐洲應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況開(kāi)發(fā)相應(yīng)的技術(shù)和程序。

實(shí)現(xiàn)RPAS與有人航空的整合

為實(shí)現(xiàn)RPAS與有人航空的整合，應(yīng)采取以下分階段方法：

>> 第1階段

RPAS將能夠在A-C類空域中按儀表飛行規(guī)則運(yùn)行，并通過(guò)故障、檢測(cè)與規(guī)避系統(tǒng)提供與協(xié)同交通相關(guān)的避撞和態(tài)勢(shì)感知能力。RPAS能夠與ATC部門通信。無(wú)人機(jī)導(dǎo)航和監(jiān)視設(shè)備數(shù)量應(yīng)當(dāng)與運(yùn)行所在空域的規(guī)模相當(dāng)。RPAS在大部分機(jī)場(chǎng)地面的運(yùn)行活動(dòng)需要特殊條款。RPAS運(yùn)行需要應(yīng)對(duì)緊急狀況的程序和技術(shù)。

>> 第2階段

RPAS將在A-G類空域中按儀表飛行規(guī)則運(yùn)行，并通過(guò)故障、檢測(cè)與規(guī)避能力實(shí)現(xiàn)與A-G類空域中協(xié)同和非協(xié)同IFR/VFR交通的整合。在該階段，RPAS與ATC部門的通信將采取合適的體系結(jié)構(gòu)以滿足完好性和安全要求。

>> 第3階段

RPAS將在A-G類空域中按儀表飛行規(guī)則或目視飛行規(guī)則運(yùn)行，并與協(xié)同和非協(xié)同交通安全整合。該階段將提高ATM數(shù)據(jù)鏈通信的使用率，并繼續(xù)擴(kuò)大無(wú)人機(jī)類型和任務(wù)范圍。隨著無(wú)人機(jī)常規(guī)活動(dòng)多樣性的提高，ATM環(huán)境也將不斷發(fā)展。

整合階段指未來(lái)RPAS無(wú)需特殊條款即可進(jìn)入空域常規(guī)運(yùn)行的階段。因此，只要飛機(jī)狀況和ATM環(huán)境允許，裝備了適當(dāng)設(shè)備的RPAS就能迅速融入歐洲空域。該整合設(shè)想了未來(lái)歐洲所有ATM環(huán)境都支持RPAS常規(guī)運(yùn)行的場(chǎng)景，但不會(huì)阻止有意愿者提前按該階段的規(guī)則運(yùn)行。

除非運(yùn)行條件限制，政府用RPAS將與民用RPAS在空域中共同運(yùn)行。軍事需求將通過(guò)開(kāi)發(fā)軍民兩用技術(shù)和通用標(biāo)準(zhǔn)與程序的方式體現(xiàn)在相關(guān)的技術(shù)、運(yùn)行和管理中。政府機(jī)構(gòu)如有RPAS運(yùn)行需求，將獲得與其需求匹配的優(yōu)先權(quán)限，這與有人航空領(lǐng)域的情況相同。如有必要，可通過(guò)靈活使用高級(jí)空域（AFUA）概念預(yù)留空域以滿足特定的訓(xùn)練需求。

高水平的數(shù)字化和自動(dòng)化框架

目前，超低空運(yùn)行的諸多程序和技術(shù)領(lǐng)域仍需進(jìn)一步的發(fā)展，這也為U-space概念的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。為實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)在城市低空等空域環(huán)境中安全、高效和高度自動(dòng)化的運(yùn)行，必須開(kāi)發(fā)新的框架。

U-space支持大量無(wú)人機(jī)安全高效地訪問(wèn)空域服務(wù)，這些服務(wù)依賴于機(jī)載或地面環(huán)境中高水平的數(shù)字化和自動(dòng)化能力。U-space框架在促進(jìn)各類空域環(huán)境中的各類常規(guī)任務(wù)（包括最擁擠空域）的同時(shí)，也解決了與有人航空和ATC部門間的交互問(wèn)題。U-space將采用增量部署的形式，在每個(gè)新階段推出一系列新服務(wù)，并對(duì)前階段的服務(wù)進(jìn)行升級(jí)。

>> 第1階段

提供了電子注冊(cè)、電子識(shí)別和預(yù)戰(zhàn)術(shù)地理柵欄等基礎(chǔ)服務(wù)。這些服務(wù)的主要目標(biāo)是識(shí)別無(wú)人機(jī)及其操作者，并向其提示已知的限制區(qū)域。第1階段基礎(chǔ)服務(wù)的部署將實(shí)現(xiàn)更多的無(wú)人機(jī)運(yùn)行，特別是在有人交通量較小的地區(qū)。該階段將促進(jìn)飛行和部分特定任務(wù)的授權(quán)管理程序。無(wú)人機(jī)視距內(nèi)常規(guī)運(yùn)行的范圍將擴(kuò)展包括城市環(huán)境視距內(nèi)運(yùn)行在內(nèi)的擴(kuò)展式視距內(nèi)飛行。無(wú)人機(jī)超視距運(yùn)行將在受限制的條件下逐步放開(kāi)。

>> 第2階段

包括支持無(wú)人機(jī)運(yùn)行安全管理的一系列初步服務(wù)，同時(shí)將實(shí)現(xiàn)無(wú)人機(jī)與ATM/ATC和有人航空間最初級(jí)的交互和互聯(lián)。如果條件允許，第2階段將利用現(xiàn)有的ATM基礎(chǔ)設(shè)施，并通過(guò)其他領(lǐng)域的技術(shù)（如數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)等）為無(wú)人機(jī)運(yùn)行創(chuàng)造新機(jī)遇。無(wú)人機(jī)低空運(yùn)行的范圍將擴(kuò)大，包括在部分管制空域內(nèi)的運(yùn)行。無(wú)人機(jī)的飛行活動(dòng)將不再被視為個(gè)例。盡管會(huì)受到一定限制，但部分無(wú)人機(jī)超視距運(yùn)行將成為常規(guī)活動(dòng)。

>> 第3階段

將在第二階段經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的基礎(chǔ)上在人口密集的復(fù)雜區(qū)域開(kāi)放新型或增強(qiáng)的應(yīng)用和任務(wù)類型。新技術(shù)、自動(dòng)化的故障、檢測(cè)與規(guī)避能力以及更可靠的通信手段將顯著提高無(wú)人機(jī)在各類環(huán)境中的運(yùn)行數(shù)量，并增強(qiáng)與ATM/ATC和有人航空的交互能力。無(wú)人機(jī)運(yùn)行在該階段將實(shí)現(xiàn)最大幅度的增長(zhǎng)，包括在城市地區(qū)開(kāi)始新的運(yùn)行類型，如城市空中交通等。

>> 第4階段

關(guān)注無(wú)人機(jī)與ATM/ATC和有人航空的交互并通過(guò)高水平的自動(dòng)化能力實(shí)現(xiàn)U-space的完全運(yùn)行能力。預(yù)計(jì)對(duì)新服務(wù)的需求將隨著第3階段的部署開(kāi)始出現(xiàn)。

完善的標(biāo)準(zhǔn)體系

在管理體制之外，完善的標(biāo)準(zhǔn)體系對(duì)于行業(yè)概念和技術(shù)的協(xié)調(diào)實(shí)施而言至關(guān)重要。無(wú)人機(jī)的種類繁多，范圍從體積、復(fù)雜程度與有人駕駛飛機(jī)類似的大型無(wú)人機(jī)到小型的家用電子無(wú)人機(jī)。這些無(wú)人機(jī)與商業(yè)航空運(yùn)輸、通用航空、高空作業(yè)、特定旋翼機(jī)活動(dòng)和軍事活動(dòng)等都在同一片空域中運(yùn)行。因此，必須確保標(biāo)準(zhǔn)符合無(wú)人機(jī)發(fā)展目標(biāo)，且標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)與無(wú)人機(jī)類型、運(yùn)行種類和運(yùn)行環(huán)境等因素保持一致。對(duì)此，歐洲無(wú)人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)小組（EUSCG）與歐洲空管標(biāo)準(zhǔn)組織（EASCG）合作制定協(xié)調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)發(fā)方法。

為擴(kuò)大無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工作應(yīng)當(dāng)只限于會(huì)影響無(wú)人機(jī)運(yùn)行的安全性和效率，以及融入歐洲空域進(jìn)程的必要標(biāo)準(zhǔn)。市場(chǎng)增長(zhǎng)所需的其他標(biāo)準(zhǔn)在很大程度上將通過(guò)行業(yè)自身去制定和完善，由行業(yè)先行者引導(dǎo)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)發(fā)工作，而不是等待管理部門推出“硬性規(guī)定”。這將加速整個(gè)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的繁榮并更早地為用戶兌現(xiàn)收益。此外，無(wú)人機(jī)行業(yè)還可以修改并使用其他相關(guān)行業(yè)，如電信或自主駕駛汽車的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)?？偠灾?，應(yīng)采取一切努力將標(biāo)準(zhǔn)化工作的周期控制在最短時(shí)間內(nèi)，同時(shí)保證無(wú)人機(jī)運(yùn)行的安全和安保。

未來(lái)展望

根據(jù)預(yù)測(cè)，歐洲無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模到2035年將達(dá)100億歐元，累積收益將超出1400億歐元，而當(dāng)前歐洲空中交通管理總體規(guī)劃以更具擴(kuò)展性、靈活性和彈性的結(jié)構(gòu)對(duì)現(xiàn)有空域結(jié)構(gòu)進(jìn)行規(guī)劃，以適應(yīng)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，預(yù)計(jì)在2035年實(shí)現(xiàn)所有航空交通的安全、無(wú)縫和高效融合。

作者：通航信

文章轉(zhuǎn)載自：民航資源網(wǎng)

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