國(guó)外民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展現(xiàn)狀

概述

在民用航空和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的牽引下，國(guó)際無(wú)人機(jī)系統(tǒng)種類(lèi)和數(shù)量均大幅增加，在發(fā)展民用航空、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的同時(shí)，也引發(fā)了對(duì)安全融入各國(guó)空域系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通互操作、確定系統(tǒng)級(jí)最低性能要求等熱點(diǎn)共性基礎(chǔ)問(wèn)題的思考。隨著對(duì)上述問(wèn)題的研究工作不斷深入，世界科技強(qiáng)國(guó)都逐步認(rèn)識(shí)到通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化手段來(lái)落實(shí)安全管控、規(guī)范研制生產(chǎn)、引導(dǎo)科學(xué)運(yùn)營(yíng)的必要性和迫切性，并基于此成體系的開(kāi)展了大量標(biāo)準(zhǔn)研制工作。本文重點(diǎn)分析國(guó)外協(xié)會(huì)開(kāi)展的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化工作情況。

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)

    航空無(wú)線電技術(shù)委員會(huì)（RTCA）分技術(shù)委員會(huì)SC-203

    美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)（ASTM）分技術(shù)委員會(huì)F-38

    美國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)工程師協(xié)會(huì)（SAE）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作組AS-4

    歐洲民用航空裝備協(xié)會(huì)（EUROCAE）無(wú)人機(jī)系統(tǒng)工作組WG-73


1、RTCA SC-203

RTCA SC-203成立于2004年10月，致力于研究無(wú)人機(jī)系統(tǒng)級(jí)、C3系統(tǒng)、感知和規(guī)避系統(tǒng)的最低性能標(biāo)準(zhǔn)，旨在確保聯(lián)邦機(jī)構(gòu)和商業(yè)機(jī)構(gòu)在國(guó)家空域系統(tǒng)操作無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的安全性、高效性和與其他有人/無(wú)人系統(tǒng)的兼容性。該分委會(huì)開(kāi)展標(biāo)準(zhǔn)研制均以DO-264《基于數(shù)據(jù)通信的空中交通服務(wù)提供和使用許可指南》的系統(tǒng)方法為基礎(chǔ)，包括系統(tǒng)操作、安全、性能、互操作等需求模型，目前已編制頒布3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。

2007年3月發(fā)布DO-304《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)指導(dǎo)手冊(cè)與考慮》，規(guī)定了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)關(guān)鍵定義和假設(shè)條件，綜合考慮了有人駕駛飛機(jī)和無(wú)人機(jī)的協(xié)調(diào)性。2010年10月發(fā)布DO-320 《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作服務(wù)與環(huán)境定義》，規(guī)定了無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作功能和性能特征、空中交通管制服務(wù)、國(guó)家空域系統(tǒng)環(huán)境和程序基線。以及上一期介紹的DO-344《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作、功能和安全性要求》。

2、ASTM F-38

ASTM F-38成立于2003年7月，下設(shè)3個(gè)分組，分別開(kāi)展無(wú)人機(jī)系統(tǒng)適航設(shè)計(jì)、運(yùn)行操作、人員認(rèn)證三個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)制定工作，覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)、執(zhí)行、質(zhì)量一致性要求、安全監(jiān)測(cè)、最低性能和系統(tǒng)成熟度要求、適航基線設(shè)計(jì)、產(chǎn)品驗(yàn)收試驗(yàn)和程序等內(nèi)容。

      F-38致力于發(fā)展一個(gè)新概念，即“互補(bǔ)的成套標(biāo)準(zhǔn)”，用于實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)不能實(shí)現(xiàn)的特殊目標(biāo)。例如：針對(duì)小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)將形成四組標(biāo)準(zhǔn)，分別是小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)適航性標(biāo)準(zhǔn)、視距遙控操作標(biāo)準(zhǔn)、視距遙控飛行員訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)、小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作手冊(cè)，并與RTCA SC-203小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)《最佳慣例》文件等結(jié)合，共同產(chǎn)生支撐民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)飛行操作的專(zhuān)用適航認(rèn)證、試驗(yàn)科目、公用授權(quán)證明、FAA規(guī)章認(rèn)證的商務(wù)飛行器相關(guān)的民用程序文件。

標(biāo)準(zhǔn)研究的重點(diǎn)方向包括：機(jī)載感知與規(guī)避系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范與性能規(guī)范、微型無(wú)人機(jī)適航要求、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)/制造/試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)慣例、無(wú)人機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行操作手冊(cè)、基于空域限制的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)操作流程、無(wú)人機(jī)操作員訓(xùn)練和體驗(yàn)、無(wú)人機(jī)航空知識(shí)要求；無(wú)人機(jī)許可運(yùn)營(yíng)機(jī)構(gòu)操作員認(rèn)證訓(xùn)練要求；無(wú)人機(jī)操作員標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療要求等。

3、SAE AS-4

由于美國(guó)DOD聯(lián)合無(wú)人系統(tǒng)架構(gòu)工作組（JAUS WG）轉(zhuǎn)移到SAE，SAE于2004年8月專(zhuān)門(mén)成立了AS-4工作組負(fù)責(zé)研究編制無(wú)人系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，研究對(duì)象涉及空中、地面、水面、水下的各類(lèi)無(wú)人系統(tǒng)。最初工作組分為結(jié)構(gòu)框架、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、信息建模與定義、性能評(píng)估四個(gè)小組共同開(kāi)展JAUS系列標(biāo)準(zhǔn)編制，目前已將前期四小組合并為一個(gè)組，負(fù)責(zé)維護(hù)JAUS系列標(biāo)準(zhǔn)。

JAUS系列標(biāo)準(zhǔn)并非針對(duì)整個(gè)無(wú)人系統(tǒng)的物理架構(gòu)，而是基于組件的消息傳輸體系，規(guī)范了計(jì)算節(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)格式和通信方式，定義了信息和組件的獨(dú)立于技術(shù)、計(jì)算機(jī)硬件、操作使用和平臺(tái)等行為，從而實(shí)現(xiàn)各類(lèi)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，無(wú)人和有人系統(tǒng)之間的交互操作。目前已編制頒布8項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，仍有8項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)在編，包括頂層域模型、傳輸規(guī)范、接口定義語(yǔ)言、核心服務(wù)集，以及不同應(yīng)用領(lǐng)域的特殊服務(wù)集標(biāo)準(zhǔn)。

4、EUROCAE WG-73

EUROCAE WG-73成立于2006年4月，重點(diǎn)研究無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展需求框架以支撐適航性認(rèn)證、無(wú)間隙空域內(nèi)的安全操作、空域交通管理框架及兼容性問(wèn)題。截止目前，WG-73共確定了6份交付物，包含31個(gè)工作包。交付物1《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)操作概念相關(guān)要素》，提出了適航性認(rèn)證和操作許可條目的初步清單。交付物2《工作計(jì)劃》，確認(rèn)工作包和時(shí)間進(jìn)度，指導(dǎo)WG-73未來(lái)工作及活動(dòng)。交付物3《無(wú)縫空域環(huán)境下無(wú)人機(jī)系統(tǒng)適航認(rèn)證和操作許可》，由四冊(cè)組成，輔助其國(guó)內(nèi)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)需求框架發(fā)展，范圍涉及通用規(guī)則、安全、無(wú)線電頻譜要求，操作許可和適航認(rèn)證及維護(hù)，其中有一冊(cè)針對(duì)小于150kg視距操作的輕型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)。交付物4《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)指揮、控制和通信系統(tǒng)》，定義包括自主操作在內(nèi)的通信、指揮與控制需求，與RTCA SC-203合作；交付物5《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)感知與規(guī)避系統(tǒng)》，定義與分隔保證和碰撞規(guī)避相關(guān)的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)需求，與RTCA SC-203合作；交付物6《無(wú)人機(jī)系統(tǒng)空中交通管制兼容性問(wèn)題》，側(cè)重研究無(wú)人機(jī)系統(tǒng)常規(guī)和非常規(guī)操作對(duì)空中交通管制提出的特殊考慮，及輔助空中交通管制兼容性研發(fā)的潛在解決方案。

作者簡(jiǎn)介

曾佳，中國(guó)航空綜合技術(shù)研究所，博士/高工。ISO TC20 SC16 注冊(cè)專(zhuān)家，SAE AS-4 和 ASTM F-38 注冊(cè)會(huì)員。

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