空中交通管理的新挑战:无人飞行器来了!

近年来全球无人机行业特别是商业无人机领域保持高速增长。德国无人机研究公司 Drone Industry Insights 发布的《2020-2025年无人机市场报告》显示,2019年全球无人机市场规模约为180亿美元,预计到2025年全球无人机市场规模将翻一番达到428亿美元。随着无人机民用化进程的加快,我国无人机行业亦呈快速发展之势,中国民航局统计资料表明,2020年我国无人机产品交付约110万架,产值超过200亿元,新增订单已超过500万架;到2021年底,全国无人机驾驶员执照11万本,注册无人机共84.6万架,中国民航局无人驾驶航空器空管信息服务系统(UTMISS)年合计报送作业达到千万小时量级。

基于无人机技术的城市空中交通/先进空运系统(UAM/AAM)已成为各国政府关注的新兴战略产业和资本竞逐的新蓝海,中国民用航空总局(CAAC)、美国联邦航空局(FAA)、欧洲航空安全局(EASA)等民航管理机构已开始着手构建 UAM 行业生态和产业布局。

在无人机研发方面,智能化、信息化需求不断发展,无人机将朝综合集成化、高度智能化、以及高空、高速、长航时方向发展,实现智能自主能力增强、任务效率更高、单次任务半径更大和信息获取更加准确等诸多性能特征。上述技术要求无人机生产企业具备多种学科知识集成化能力及领先的技术设计能力等,对无人机研制企业提出了更高的研发及技术要求,以满足市场与产品技术迭代的需求。

亿航图片:亿航2020年在韩国完成了一系列城市空中机动飞行

为了应对日益增加的无人机与有人驾驶航空器在低空空域发生冲突的可能,协调成员国的无人机监管活动,2016年国际民航组织(ICAO)成员国首次提出了无人驾驶航空器系统交通管理(UTM)概念,用以支撑组织、协调和管理无人机运行。2017年9月国际民航组织大会要求将“所有无人驾驶飞机”纳入该组织的工作计划,因而 UTM 成为放飞无人机(国际民航组织无人驾驶飞机系统行业研讨会)的常设主题。

ICAO 提出的 UTM 并不是特定的 UTM 系统设计或技术解决方案,而是一个系统级的总体架构,针对各国具体的 UTM 系统提出了一套共同的指导原则。这一架构致力于在符合国际民用航空公约基本原则的基础上,达成全球一致的规则和条例,推进实施最佳的无人机运行管理方案和标准。

UTM 目前仍然是一个处于开发过程中的概念,当前的 UTM 框架与理想状态仍存有不少差距和问题。ICAO 需要制定统一的且能够被不同国家所采用的无人驾驶航空器的适航标准,还要定义对从业人员的统一要求。为此,ICAO 正在领导各成员国、无人机企业、学术机构和航空科研机构不断对 UTM 架构进行完善和调整,关于适航资质、运营人资质证书等要求的统一标准也都在逐步研讨中。

UTM 建设总原则
  • 各国可以按照各自国情,建设相关的 UTM 系统;空中导航服务提供商应该能够为无人机运营人或遥控驾驶员提供所需的通信/导航/驾驶和空域管理能力;
  • 只要航空器能够遵守适用的条件、规则、装备/性能要求和程序,就应有公平进入空域的机会;
  • 无人机运营者或遥控驾驶人员具有符合要求的资质和操作能力;
  • 任何无人机的运行前必须向 UTM 系统发出飞行请求并获得批准;监管部门应可以按需访问无人机运营者、遥控驾驶人员、以及每一个被 UTM 系统管理的无人机的位置、态势、速度、飞行计划和性能参数;
  • 在 UTM 相关组织中建立、推广和维护安全文化,并建立安全管理体系;所有的利益攸关方能够自由和公开地报告事故和事件;
  • UTM 系统最终将融入目前的国家空中交通管理系统(ATM)。