安古斯·貝蒂

無人機(jī)的快速發(fā)展驅(qū)動(dòng)空中交通管理的變革，英國也不例外。作為世界上最繁忙的空域之一，將無人機(jī)安全、無縫地集成到融合空域，英國將面臨很多挑戰(zhàn)，英國的企業(yè)在無人交通管理解決方案、飛行員培訓(xùn)等方面積極主動(dòng)作為。

商用無人機(jī)系統(tǒng)將成為歐洲、北美和世界航空業(yè)未來最大的市場(chǎng)之一，這已成為社會(huì)共識(shí)。僅舉一個(gè)最近的研究為例：5月下旬，普華永道發(fā)布了一項(xiàng)研究成果，估計(jì)到2030年，單憑無人機(jī)技術(shù)就能使英國的國內(nèi)生產(chǎn)總值增加420億英鎊(即540億美元)。然而，任何和所有此類預(yù)測(cè)都以無人機(jī)能夠安全、無縫地集成到融合空域?yàn)榍疤?。只有?dāng)操作員具有像常規(guī)飛機(jī)飛行員今天所享受的那樣容易和快速的航線飛行能力時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)無人機(jī)在國家領(lǐng)空進(jìn)行常規(guī)飛行所帶來的經(jīng)濟(jì)和實(shí)際效益。

不幸的是，未來的無人機(jī)革命的助推器還不存在。由于存在許多阻礙，例如小型無人機(jī)裝備規(guī)避飛行碰撞所必需的傳感器套件的可行性有限，獲得監(jiān)管部門的審批平臺(tái)系統(tǒng)缺乏，懷疑者甚至是敵對(duì)的公眾吹捧風(fēng)險(xiǎn)大于利益。無論這些挑戰(zhàn)看起來多么艱巨，世界范圍內(nèi)的無人機(jī)應(yīng)用都取得了進(jìn)展，但是對(duì)于希望擴(kuò)大市場(chǎng)的公司和渴望在不損害公共安全的情況下促進(jìn)增長的政府來說，仍然存在一定的障礙。

長期以來，英國一直被視為實(shí)現(xiàn)無人機(jī)商業(yè)飛行的領(lǐng)導(dǎo)者。2002年，英國民用航空管理局(CAA)首次公布了關(guān)于在英國領(lǐng)空商業(yè)使用無人機(jī)的指南。2009年的空中導(dǎo)航命令(ANO)要求無人機(jī)的商業(yè)用戶向CAA申請(qǐng)執(zhí)行空中作業(yè)的許可，有效地創(chuàng)建新的飛行員類別，并使得英國的商業(yè)無人機(jī)能夠在若干嚴(yán)格限制內(nèi)飛行，包括任何時(shí)候無人機(jī)必須處于操作員的視距范圍之內(nèi)。

這種環(huán)境幫助英國建立了一個(gè)健康的行業(yè)無人機(jī)生態(tài)系統(tǒng)，其中的一些實(shí)體目前開始應(yīng)對(duì)限制這部分市場(chǎng)增長面臨的挑戰(zhàn)。平臺(tái)制造商首先必須回答感知和規(guī)避的問題，而與載人飛機(jī)共享空域存在的安全問題則需要CAA來解決。但是，為了將無人機(jī)納入民用領(lǐng)空，還要解決其他一些必要的因素，目前各種類型和專業(yè)領(lǐng)域的公司開始共同致力于解決這些問題。

開發(fā)無人交通管理解決方案

英國的空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商（ANSP）NATS控股有限公司（前身為國家空中交通服務(wù)中心）在無人機(jī)集成中首先發(fā)揮主導(dǎo)作用。該組織是半官方性質(zhì)的：它最初是CAA的一部分，但現(xiàn)在是公私合營關(guān)系，英國政府擁有該公司49%的股份。然而，與美國聯(lián)邦航空局的空中交通控制系統(tǒng)一樣，它的主要作用是確保英國領(lǐng)空的安全運(yùn)行。這正是該公司在無人機(jī)集成中占據(jù)越來越重要地位的原因。

NATS負(fù)責(zé)無人交通管理（無人交通管理）服務(wù)集成的馬克·沃森（Mark Watson）說：“我們看到無人機(jī)業(yè)務(wù)的發(fā)展最終需要某種形式的交通管理。越來越多的有人機(jī)與無人機(jī)之間近距離飛行導(dǎo)致事故的報(bào)道使得NATS對(duì)低空飛行安全產(chǎn)生越來越濃厚的興趣。這確實(shí)是刺激NATS參與整個(gè)無人機(jī)業(yè)務(wù)的核心所在，并試圖在保持空域安全集成方面發(fā)揮作用?！?/p>

正是在這種背景下，NATS開始與空中天使公司（Altitude Angel）合作?？罩刑焓构臼且患椅挥趥惗馗浇睦锥∩鐓^(qū)創(chuàng)業(yè)公司，由前微軟軟件工程師理查德·帕克（Richard Parker）于2014年創(chuàng)建。NATS和空中天使公司認(rèn)識(shí)到許多小型商用無人機(jī)的飛行控制系統(tǒng)都是從飛機(jī)擁有者的智能手機(jī)上運(yùn)行的，因此開發(fā)了一種名為“無人機(jī)助手”（DroneAssist）的應(yīng)用程序，于2016年發(fā)布。

“無人機(jī)助手”允許小型無人機(jī)的用戶（包括從事商業(yè)工作的用戶和業(yè)余愛好者（不受CAA許可制度保護(hù)））輕松地訪問實(shí)時(shí)空中導(dǎo)航信息，提供飛行數(shù)據(jù)。因此，該應(yīng)用程序一方面使無人機(jī)飛行員都能夠更好地了解他們正在操作飛行空域中發(fā)生的情況，另一方面使其他空中用戶知道正在進(jìn)行的無人機(jī)飛行。

今年早些時(shí)候，NATS和空中天使公司簽署了一項(xiàng)長期正式合作伙伴協(xié)議，開發(fā)能夠與傳統(tǒng)空中交通管制系統(tǒng)集成的無人交通管理解決方案。

但是，馬克·沃森表示，“我們將成為一個(gè)非現(xiàn)代化社區(qū)的典范。從概念上講，無人機(jī)制造商和運(yùn)營商是早期技術(shù)的采用者，而航空業(yè)并不是。因?yàn)榇蟊姴幌Ｍ唇?jīng)測(cè)試的產(chǎn)品進(jìn)入空中交通管理空域中飛行。所以，無人交通管理改革是一個(gè)漸變的過程，不可能一蹴而就?！?/p>

消防學(xué)院工地的學(xué)員接受空中天使公司的安德魯·萊克（右者，控制無人機(jī)）的培訓(xùn)。圖片來源：NATS/空中天使公司

培訓(xùn)有助于安全飛行

NATS也與另一家小型英國無人機(jī)公司“未來天空”（Sky-Futures）建立了長期合作關(guān)系。2009年，該公司由前英國陸軍無人機(jī)操作員詹姆斯·哈里森和克里斯·布萊克福德以及英國航空公司空客320飛行員尼克·羅杰斯創(chuàng)建，提供工業(yè)檢查服務(wù)，目前還為無人機(jī)運(yùn)營商，特別是緊急服務(wù)提供商提供專業(yè)培訓(xùn)。通過與NATS進(jìn)行合作，未來天空公司為無人機(jī)飛行員開辦了一門綜合培訓(xùn)課程，NATS負(fù)責(zé)提供地面學(xué)校，而未來天空公司則滿足英國航空航海局（ANO）所要求的專業(yè)實(shí)踐培訓(xùn)和飛行技能評(píng)估。

馬克·沃森說：“在安全方面，我們積極主動(dòng)作為，在作為主營業(yè)務(wù)的同時(shí)，為那些想獲得職業(yè)資格的商用無人機(jī)飛行員提供的基本培訓(xùn)課程。在開始的時(shí)候，我們不知道市場(chǎng)前景如何。但這是評(píng)估該市場(chǎng)走向的一個(gè)有效途徑，可以從這些新飛行員那里獲得第一手信息。從空中交通管制員的角度來看，我們能夠給他們提供第一手的關(guān)于如何安全駕駛無人機(jī)的建議和見解?！艾F(xiàn)在已經(jīng)建立了傳統(tǒng)的培訓(xùn)模式體系，正計(jì)劃向基于在線培訓(xùn)的業(yè)務(wù)方向拓展。作為空中導(dǎo)航服務(wù)供應(yīng)商，我們有責(zé)任和義務(wù)將飛行安全向廣度和深度推進(jìn)提供指導(dǎo)，同時(shí)也可以利用未來天空公司提供特定行業(yè)培訓(xùn)的經(jīng)驗(yàn)。”

航空航海局規(guī)定，任何駕駛商用無人機(jī)的人員必須獲得CAA的許可，并要求申請(qǐng)人證明有能力通過由CAA認(rèn)可的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)飛行技能的評(píng)估。但目前還沒有要求飛行員接受任何實(shí)際飛行指令的要求?！?/p>

未來天空公司的首席遙控飛行教練員安德魯·萊克解釋說，“要拿到駕照，就必須通過地面學(xué)?？己撕蛯?shí)際考試。因此，理論上，你實(shí)際上不需要做任何訓(xùn)練。作為一家公司，我們希望做的是，與其讓一群人穿過傳幫帶，還不如多教他們一點(diǎn)，發(fā)展他們的飛行技術(shù)。”

無人機(jī)編隊(duì)跨?？爝f飛行

波音布局貨運(yùn)無人機(jī)市場(chǎng)

未來天空公司基于公司課堂室內(nèi)飛行培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)開發(fā)培訓(xùn)課程，總計(jì)超過8500h學(xué)時(shí)，適用于在苛刻和困難的情況下飛行無人機(jī)，例如在海上石油和天然氣平臺(tái)甲板上飛行，以及檢查諸如風(fēng)力渦輪機(jī)和電信天線桅桿等結(jié)構(gòu)。

安德魯·萊克介紹說，該公司最初在倫敦西部的一個(gè)地點(diǎn)訓(xùn)練自己的飛行員，但是當(dāng)?shù)貐^(qū)消防局等其他用戶來向他們請(qǐng)求提供專業(yè)訓(xùn)練時(shí)，他們把飛行學(xué)?；顒?dòng)場(chǎng)地遷到了格洛斯特郡莫頓馬什的消防學(xué)院。該學(xué)院有許多具有典型應(yīng)用環(huán)境，為各種客戶提供有益的現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景，包括鐵路線、石油鉆塔式安裝和傳輸塔等。“開辦一個(gè)課程時(shí)，我們一般按照3∶1的比例配備教員。我們一次培訓(xùn)有招收6名學(xué)員，配備2名教練。這意味著每個(gè)學(xué)生都有足夠的起降架次和足夠的飛行時(shí)間?！?/p>

未來天空公司可以為每個(gè)客戶提供定制課程，標(biāo)準(zhǔn)培訓(xùn)包括2-5天飛行訓(xùn)練。未來，天空公司將理論培訓(xùn)包移交給NATS，專注于為客戶提供需要的專業(yè)培訓(xùn)，減少飛行教員離開檢查任務(wù)崗位的培訓(xùn)壓力。

不注冊(cè)帶來的風(fēng)險(xiǎn)

美國商用無人機(jī)飛行員認(rèn)證采用強(qiáng)制性技能演示和書面考試的方式。雖然這種方式完全合理，卻無法解決當(dāng)前不斷擴(kuò)大的無人機(jī)行業(yè)面臨的最大問題，即非專業(yè)無人機(jī)飛行員往往以不負(fù)責(zé)任或甚至蓄意傷害的方式操縱無人機(jī)。

在英國，2013年常規(guī)飛機(jī)機(jī)組或空中交通管制人員報(bào)告，無人機(jī)與有人機(jī)近距離抵近或相撞事件數(shù)量難以置信地為零。2014年，英國航空理事會(huì)(UKAirprox Board)收到6份無人機(jī)與有人機(jī)抵近或相撞事件事件報(bào)告；到2016年，這一數(shù)字上升至94。今年，截至董事會(huì)的6月20日會(huì)議，僅僅過了一個(gè)月，同類事件就已經(jīng)報(bào)告了10起。安德魯·萊克說：“我認(rèn)為，對(duì)于參加商用無人機(jī)駕駛員考試的每一個(gè)人，地面培訓(xùn)學(xué)校都會(huì)讓他們充分了解自己能做什么，不能做什么。尤其是愛好者們，更需要理解并嚴(yán)格準(zhǔn)守規(guī)則。”

目前，英國正在努力采取措施，以縮小監(jiān)管體制帶來的影響。今年早些時(shí)候，與修改后，ANO要求所有無人機(jī)飛行在400ft. AGL以下（英國航空理事會(huì)收到的大多數(shù)事件報(bào)告都發(fā)生在500ft. 或以上）。此外，2019年11月30日以后，所有運(yùn)營商重量超過250g（約0.5lb.）的無人機(jī)將被要求自覺登記，注冊(cè)所有者、無人機(jī)以及操作資格。日前，英國交通運(yùn)輸部召開公開會(huì)議，采取措施促進(jìn)即將到來的2019年議會(huì)中順利通過無人機(jī)法案。相關(guān)措施包括討論警察更大的執(zhí)法權(quán)力，強(qiáng)制所有無人機(jī)操作員使用飛行安全和飛行信息App。

前提似乎是正確的，但現(xiàn)實(shí)中的每個(gè)細(xì)節(jié)卻是至關(guān)重要。政府層面的戰(zhàn)略強(qiáng)調(diào)使私營企業(yè)的主體性，這種傾斜似乎遠(yuǎn)離集中監(jiān)管。然而，軟件沒有設(shè)定某種標(biāo)準(zhǔn)使飛行安全應(yīng)用程序的強(qiáng)制使用可能會(huì)使情況變得更糟。

無人交通管理的難題

困擾英國、美國和其他地方的無人交通管理問題需要由全世界的無人機(jī)運(yùn)營商、計(jì)劃提供這些服務(wù)的企業(yè)、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和政府機(jī)構(gòu)來解決。

查德·帕克指出，有許多實(shí)體提供無人交通管理解決方案，但是沒有明確理解的具體需求，通過這些需求性能進(jìn)行方案對(duì)比。即使是術(shù)語也會(huì)給粗心的用戶帶來收獲。此外，新興的無人機(jī)飛行社區(qū)主要由新入行者組成，他們可能不知道他們需要問什么問題。

查德·帕克指出，“無人交通管理是一個(gè)還沒有定義的術(shù)語。目前，許多公司都在說‘我們做無人交通管理’，但如果你揭開他們的面紗，他們實(shí)際上說的是‘我們編寫軟件來管理無人機(jī)機(jī)隊(duì)’，這與我們對(duì)無人交通管理的理解非常不同，而且與國家機(jī)構(gòu)考慮無人交通管理需要做什么的需求也不相吻合?！?/p>

多旋翼無人機(jī)可勝任城市飛行作業(yè)

對(duì)政府來說，一個(gè)挑戰(zhàn)是確?；ハ喔?jìng)爭(zhēng)的無人交通管理提供商允許所有航空用戶充分了解其飛行空域的情況并彼此共享數(shù)據(jù)。目前，英國已經(jīng)制定了一套可行的整體解決辦法，但是對(duì)實(shí)際要求有點(diǎn)偏離。但是這已經(jīng)朝著正確的方向行動(dòng)。

今年早些時(shí)候，在馬德里舉行的全球無人交通管理協(xié)會(huì)年會(huì)上，谷歌的“項(xiàng)目翼”(Project Wing)負(fù)責(zé)部門宣布了一項(xiàng)計(jì)劃，旨在發(fā)展該公司與AirMap、空中天使、“精確鷹”（Precision Hawk）、Skyward和Unif l y五個(gè)無人交通管理供應(yīng)商之間系統(tǒng)的互操作性。馬克·沃森評(píng)論說，“這是一個(gè)開創(chuàng)性的時(shí)刻，他們提出了一個(gè)通用的數(shù)據(jù)交換技術(shù)方法，并鼓勵(lì)其他服務(wù)提供商注冊(cè)。我認(rèn)為這是一個(gè)很好的開始。”

谷歌使用的協(xié)議是通過將全球領(lǐng)空劃分為多個(gè)750m方塊來實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)無人交通管理系統(tǒng)關(guān)注到每一個(gè)空域快時(shí)，使用其管理系統(tǒng)的無人機(jī)進(jìn)入特定塊，該協(xié)議會(huì)提醒同屬于一個(gè)空域的其他用戶，確保每個(gè)系統(tǒng)及其用戶都意識(shí)到競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的無人交通管理系統(tǒng)可能在同一空域內(nèi)管理和操作其他無人機(jī)飛行。但是仍有很多細(xì)節(jié)問題需要解決。

查德·帕克說：“目前的協(xié)議并沒有告訴你每個(gè)空域正在發(fā)生什么，以及由誰負(fù)責(zé)。每個(gè)無人交通管理公司實(shí)際上都能夠有效地訪問云端的一個(gè)文本文件。該文件表示一個(gè)網(wǎng)格正方形空域，然后在該文件中插入一行，上面寫著‘我對(duì)這個(gè)網(wǎng)格正方形空域感興趣’。有了這個(gè)協(xié)議，我可以去想去的網(wǎng)格方陣空域，看看其他人是否在同一空域中。但是我不能做的是，看不到無人機(jī)在何時(shí)何地飛行，并且我沒有任何用于檢索或交換信息的數(shù)字機(jī)制。無人交通管理系統(tǒng)應(yīng)該能夠很好地保護(hù)每個(gè)空域服務(wù)公司所擁有的專有數(shù)據(jù)，使它們能夠?qū)ζ淇蛻舻臄?shù)量和身份保密，并確?？蛻裟軌蚩刂普l能夠訪問無人機(jī)所做工作的數(shù)據(jù)的性質(zhì)。這也是避免多個(gè)無人交通管理系統(tǒng)完全獨(dú)立管理無人機(jī)飛行發(fā)生致命事件的重要第一步。這樣，兩個(gè)飛行員可能正在同一區(qū)域操控?zé)o人機(jī)，但是永遠(yuǎn)不會(huì)被告知另一架無人機(jī)的存在。然而，該協(xié)議對(duì)于共享實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)只提供了有限的功能，并且似乎不太可能有效地避免相撞。這種方式帶來的副作用可能會(huì)增加混亂，而不是減少混亂?！?/p>

查德·帕克還評(píng)價(jià)說：“這純粹是假想的。但是假設(shè)美國從周一開始宣布，任何無人交通管理公司都必須使用谷歌協(xié)議，那空中天使公司所能做就是在美國的每一個(gè)網(wǎng)格空域上注冊(cè)，因?yàn)槲覀兡軌蛱峁┻@個(gè)國家在空域中發(fā)生事情的空域航圖。我知道谷歌確實(shí)有做更多事情的強(qiáng)烈愿望——但是像中心安全功能、協(xié)調(diào)器等功能不會(huì)交由他們來處理。”

空域問題的推進(jìn)將考驗(yàn)私人商業(yè)利益與監(jiān)管機(jī)構(gòu)和政府安全職能之間的緊張關(guān)系。任何政府似乎都不可能或想要對(duì)這種無人機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行微觀管理，但將太多責(zé)任交給私營企業(yè)或者機(jī)構(gòu)可能意味著帶來災(zāi)難。在取得真正進(jìn)展之前，各國政府和國家監(jiān)管機(jī)構(gòu)似乎將不得不接受它們需要發(fā)揮更積極的作用。

查德·帕克透露，“許多無人交通管理公司不是出于安全的動(dòng)機(jī)，他們的真實(shí)目的是有效地?fù)碛姓麄€(gè)國家空域圖。但這是一個(gè)主權(quán)問題，它應(yīng)該由國家民用航空管理局管理，而不是由具有商業(yè)利益的商業(yè)實(shí)體。如果你嘗試將安全私有化，那么根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，許多不同的人將可以非常方便地完成這項(xiàng)工作。這讓整個(gè)社會(huì)深感憂慮?！?/p>