摘 要:民用無人機標準化體系在指導民用無人機生產企業(yè)設計與制造、貫徹安全監(jiān)管要求、提供檢測機構合規(guī)檢測依據、保障公共與消費者人身財產安全等方面發(fā)揮著關鍵作用。本文對國際標準化組織(ISO)和中國國家標準化管理委員會發(fā)布的民用無人機領域標準進行系統(tǒng)梳理與分類,深入分析了我國強制性標準GB 42590《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》核心指標與試驗方法,并從推動民用無人機共性安全問題研究、加快關鍵核心技術標準研制與修訂、強化標準宣貫與落實等方面提出了對策建議,為促進我國民用無人機標準化的高質量發(fā)展提供決策支持。
關鍵詞:民用無人機,標準化,安全監(jiān)管,國家強標
DOI編碼:10.3969/j.issn.1674-5698.2024.11.015
0 引 言
微型、輕型、小型民用無人駕駛航空器(以下簡稱“民用無人機”)作為新興低空經濟的主導產業(yè),因具有技術含量高、市場應用廣、產業(yè)輻射滲透能力強的特點,被列為國家戰(zhàn)略新興產業(yè)和優(yōu)先發(fā)展的高新技術產業(yè)。2023年我國民用無人機產業(yè)規(guī)模超過120 0億元,穩(wěn)居全球首位,1.6萬家相關企業(yè)覆蓋復合材料、飛機零部件、航電系統(tǒng)、雷達系統(tǒng)、總裝集成等全產業(yè)鏈條,在農業(yè)植保、行業(yè)巡檢、遙感測繪、個人娛樂、環(huán)境監(jiān)測、警用安防及快遞物流等領域得到廣泛應用。
伴隨著民用無人機高速發(fā)展和新技術不斷應用的同時,民用無人機“碰撞”“墜機”“失聯”“擾飛”“黑飛”等事件導致的安全問題逐步引發(fā)公眾關注,民用無人機發(fā)展與產品安全、國家安全、公共安全和個人安全之間的矛盾日益凸顯。民用無人機標準的制定是規(guī)范市場秩序,提高產品質量,保障民用無人機安全底線,推動產業(yè)合作與交流,提升產品國際競爭力的重要舉措。因此,本文基于當前民用無人機產業(yè)的發(fā)展狀況,梳理了民用無人機國際標準化組織ISO標準和我國國家標準現狀,重點分析了國家強制性標準《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》核心指標與試驗方法,以問題為導向提出我國民用無人機標準化發(fā)展和監(jiān)管對策的建議,為標準引領民用無人機高質量發(fā)展提供參考與借鑒。
1 民用無人機標準化發(fā)展現狀
1.1 國際民用無人機標準化發(fā)展
國際標準化組織(International Organizationfor St a nda rdization,I SO)下設的飛機和航天飛行器技術委員會TC 20因民用無人機快速發(fā)展,于2 014 年成立無人駕駛飛機系統(tǒng)(U n m a n n e dA ircra f t Systems,UA S)分技術委員會S C 16。ISO/ TC 20/SC 16主要負責民用無人機領域的分類、設計、制造、運行、維護和安全管理標準化工作,標委會秘書處設立在美國國家標準學會(theAmerican National Standards Institute,ANSI)。包括我國在內的27個國家是該標委會的成員國,另有10個國家為觀察國。如圖1所示,目前ISO/TC 20/SC 16共有7個工作組和2個聯合工作組。
我國國家標準化管理委員會為保障我國民用無人機領域的世界領先地位,推薦50余位優(yōu)秀無人機專家成為ISO注冊專家,牽頭制定ISO/TC 20/SC 16標準路線圖,提前謀劃了一批頂層基礎、產品與核心系統(tǒng)、檢測與評價等前沿核心技術標準,為成體系推動我國主導制定民用無人機國際標準奠定了基礎。ISO/TC 20/SC 16目前已發(fā)布無人機國際標準25項,其中微、輕、小型消費品類民用無人機標準9項,見表1。
1.2 我國民用無人機標準化發(fā)展
為推動我國無人駕駛航空器系統(tǒng)產業(yè)發(fā)展,國家標準化管理委員會等部門制定了《無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系建設指南(2017-2018年版)》(以下簡稱《建設指南》),明確了無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系框架,旨在指導制定一批市場急需、支撐監(jiān)管的關鍵標準。隨著無人駕駛航空器行業(yè)不斷深入發(fā)展,市場對無人駕駛航空器系統(tǒng)的質量、安全和性能等方面提出了新的要求,為加快推進無人駕駛航空器系統(tǒng)產業(yè)發(fā)展,切實發(fā)揮標準的引領和支撐作用,指導無人駕駛航空器系統(tǒng)標準化工作的開展,2021年國家標準化管理委員會組織對原指南進行修訂,形成了《建設指南(2021年版)》。《建設指南(2021年版)》梳理了無人機標準化系統(tǒng)架構,并分為管理架構(包括應用對象、生命周期和分級分類3個維度)和技術架構(包括分級分類、平臺構型和系統(tǒng)層級3個維度),如圖2所示。
參照《無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系建設指南》,我國制定了包括國家強制性標準GB 42590-2023《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》(以下簡稱《安全要求》)的一系列民用無人機國家標準,其中消費品級民用無人機國家標準匯總見表2。
2 《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》解析
2024年1月1日,國務院和中央軍委共同發(fā)布的我國無人駕駛航空器管理的第一部專門性行政法規(guī)《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》(以下簡稱《暫行條例》)正式開始施行?!稌盒袟l例》填補了我國長期以來在民用無人機管理方面的行政法規(guī)的空白,并對民用無人機管理方面的基礎制度進行了總結完善,具有里程碑意義。作為《暫行條例》的配套支撐標準,國家強制性標準GB 42590-2023《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》是我國第一個針對民用無人機的強制性標準,它對民用無人機電子圍欄、遠程識別、應急處置、結構強度、機體結構、整機跌落、動力能源系統(tǒng)、可控性、防差錯、感知和避讓、數據鏈保護、電磁兼容性、抗風性、噪聲、燈光、標識、使用說明書等17個方面提出了核心安全指標要求及試驗方法。為保障《安全要求》中的14項主要條款與《暫行條例》同步實施,國家標準委員會于2023年12月1日發(fā)布通知,將GB 42590的主要條款實施日期由2024年6月1日提前至2024年1月1日施行,要求實施之日前出廠或者進口的產品,只可在本標準實施之日起一年內銷售。2024年5月,國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布《無人機產品質量監(jiān)督抽查實施細則(2024年版)》,將以《安全要求》為依據,對其中的9項開展監(jiān)督抽查工作。表3將對《安全要求》進行分析說明。
《安全要求》的制定進一步完善了現有民用無人機標準體系,民用無人機產品由自愿性認證要求向強制性認證要求轉變,可有效指導研制單位設計生產、規(guī)范檢測機構合規(guī)檢測和保障使用者安全使用,進一步筑牢民用無人駕駛航空器產品安全底線,貫徹民用無人駕駛航空器管理要求,對于促進民用無人駕駛航空器產業(yè)高質量發(fā)展具有重要意義。
3 民用無人機標準化建議
民用無人機作為新興產業(yè),技術類標準、規(guī)范類標準、管理類標準都還有待完善,需要政府機構、無人機企業(yè)、關鍵零部件供應商和相關測試機構協(xié)同配合,共同保障民用無人機產業(yè)標準化高質量發(fā)展。
3.1 推動民用無人機共性安全問題研究
微輕小型消費品類民用無人機的設計制造門檻相對較低,資金技術投入要求不高,非法改裝普遍存在,市場上品種繁多的民用無人機質量參差不齊,安全隱患多。調查發(fā)現,民用無人機缺陷線索投訴主要存在電池安全性、感知與避讓功能失效、應急處置功能失效、云臺故障、電磁兼容性差、定位不準、信息安全漏洞、銳利邊緣、結構設計等產品缺陷,導致信號丟失、電磁干擾失控墜機、電機過載、電池鼓包、短路起火爆炸和旋翼葉片劃傷等事故時有發(fā)生,嚴重威脅公共財產、人身安全。以無人機電池為例,無人機電池作為動力電池要求能量密度高、輸出電壓均勻、輸出功率大、可快速充放電,并且體積小、質量輕。目前行業(yè)采用GB 31241-2022《便攜式電子產品用鋰離子電池和電池組 安全技術規(guī)范》作為技術標準,沒有專門針對民用無人機用鋰離子電池的安全技術標準。但是與常規(guī)便攜式電子產品不同,電池形變可能導致電路斷路停止供電,引起空中飛行的無人機動力中斷,存在墜機風險,嚴重性等級遠高于普通便攜式電子產品。針對無人機電池、電機、槳葉等與普通電子產品的不同,民用無人機專項共性安全問題亟需研究,相關標準有待出臺。
3.2 加快關鍵高新技術標準研制與修訂
目前智能化、微型化、網聯化等高新技術不斷突破,民用無人機的性能和應用領域產生巨大變革,高新技術所依賴的軟件、信息、場景衍生出了軟件安全、信息安全、隱私安全等新型安全問題,如:智能網聯化民用無人機為感知環(huán)境信息拍攝的高清圖像通過云端上傳泄露隱私;被網絡攻擊的民用無人機遭挾持,惡意操控亂入首都地區(qū)、機場、軍區(qū)等重點空域禁區(qū);具有微型化輕量化的民用無人機均有隱身性,“黑飛”難以被發(fā)現;民用無人機通過OTA進行軟件在線升級對代碼或參數做出調整導致的不安全狀態(tài)等。以配套的基本術語、缺陷判定、OTA遠程升級分類等規(guī)范類標準,智能網聯化無人機數據和網絡安全測試等技術類標準以及應急處置、追溯管理類標準為引領,加速標準必要專利研究,將保障高新技術在民用無人機領域的安全與發(fā)展。
3.3 強化標準宣貫與落實
2024年5月,國家市場監(jiān)督管理總局以《安全要求》作為檢測依據,出臺《無人機產品質量監(jiān)督抽查實施細則》,將對無人機電子圍欄、應急處置、機體結構、整機跌落、防差錯、感知和避讓、電磁兼容性、噪聲和燈光等9個項目進行監(jiān)督抽查。但是調研發(fā)現,目前部分民用無人機企業(yè)對標準,尤其是強制性標準缺乏理解與認知,部分民用無人機產品未能依據強制性標準開展認證工作。此外,由于民用無人機系統(tǒng)復雜,性能指標測試精度高等難點,目前第三方檢測機構設備檢測能力、專業(yè)技術人員配置和技術認證測試方法薄弱問題亟需解決。監(jiān)管部門與行業(yè)應強化標準宣貫工作,組織民用無人機質量安全監(jiān)管技術培訓,強化第三方檢測機構能力建設。
4 結 語
本文結合當前民用無人機產業(yè)的發(fā)展情況,梳理了國內外民用無人機的標準化現狀,深入分析了GB 42590-2023《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)安全要求》,以問題為導向提出了標準化工作建議,以期統(tǒng)籌民用無人機高新技術安全與發(fā)展,支撐無人機監(jiān)管體系建設。
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