國際民用航空組織積極推進無人機系統的發展

蔡琰，楊筱華/中國航空工業發展研究中心，北京市 朝陽區 100028

國際民用航空組織(ICAO)第40屆大會于當地時間24日在蒙特利爾國際民航組織總部召開。來自各成員國和有關國際組織的2600多名代表將在為期11天的會議期間，討論航空安全、空中航行、航空安保、運輸政策、航空環保等議題。會上，評審了國際機場理事會(ACI)等機構針對無人機系統產業發展、空域融合、標準與規章制度等問題發表的文章。這些文章主要由民用航空也利益相關方和工業界合作伙伴提出，旨在保持無人機系統產業高速、健康發展的同時，確保傳統空域運營民用航空飛機、機場的安全。

2019年10月10日，國際民用航空組織(ICAO)在蒙特利爾舉行了其第40屆三年一度的會議。會上，航空運輸業利益相關方和工業界代表發表了多篇論文提交會議評審。其中，與無人機產業發展相關的文章有三篇，分別是：

(1)ACI、民用航空航行服務組織(CANSO)、空中交通管制員協會國際聯合會(IFATCA)、航空公司駕駛員協會國際聯合會(IFALPA)、國際航空運輸協會(IATA)聯合發表的名為“降低非授權無人機運營帶來的風險并提高應對水平需制定標準和指引”；

(2)ACI、IFALPA、IFATCA和國際航空航天工業協會協調委員會聯合發表的名為“無人機系統交通管理”；

(3)CANSO、IATA、IFALPA聯合發表的名為“無人機系統安全、高效地空域融合”。

制定標準和指引的必要性

隨著個人和消費類無人機系統使用的上升，在商用飛機和機場周邊出現非授權無人機系統的時間隨之上升。某些事件對航線和機場運營造成了破壞，對出行的民眾產生重大影響。

為保證航空安全，偵測此類非授權無人機系統運營，開發高效反無人機系統措施，ICAO支持成員國和工業界采用高級別標準和指引是必要的。工業界基于現有標準開發新標準和指引并提交至ICAO。

近期機場附近非授權無人機對運營造成的破壞已經向管理機構和航空產業利益相關方關于如何管理此類事件敲響了警鐘。此類事件對航線和機場運營產生破壞，對行業保持飛行環境安全的信用度造成了損失，對乘客產生了極大不便，并造成了嚴重財產損失，而這只是顯性的損失。近期最極端的例子，是2018年12月底，一家大機場由于目擊到黑飛無人機運營遭到影響。一兩天時間內，140000名乘客和1000趟航班受到影響，造成繼2010年冰島火山噴發以來最嚴重的破壞。

工業界合作伙伴認為，偵測和反無人機的技術正在發展，目前還很受限。盡管此類技術無法完全保護航空系統，但仍將為國家管理和執法機構提供反無人機的工具。合作伙伴認識到，盡管目前針對偵測和反無人機手段的立法大多是國家層面，但成員國仍將根據ICAO的SARP開發情況制定標準。由于此類標準帶來的潛在安全和安保風險，ICAO將領導并確保標準和實施是協作和可推進的。ICAO的參與將保證利益相關方意識到問題并能明確制定政策和實施措施，包括實施步驟、實施時間和實施方。

但值得注意的是，任何偵測和反無人機手段不應對飛機運輸、授權無人機運營商、航空基礎設施和人員產生意外安全危害和風險。因此，反無人機手段或技術應事先進行全面風險評估。

商用無人機系統運營將最終融入飛機運輸系統。但是，個人使用非授權無人機在機場附近活動不是融合的問題。這種情況與非授權有人機在機場附近活動類似，這兩種情況飛機都沒有獲得運營的授權。但不幸的是，對無人機的識別困難得多。非授權無人機的使用者無法輕易識別、追蹤，也無法從空域中驅逐，將為民用航空帶來嚴重的安全和安保威脅。

一些國家采用了注冊、燈光規范等無人機安全管理措施。這些措施可為機場和國家機關提供幫助，區分合作和非合作無人機，可對威脅源進行更快響應和反制。這些是第一步，后續還需做更多工作。ICAO提供高級別指引來統一部署這些安全需求是至關重要的，否則國家和工業界可能出臺不協作的措施，可能會為無人機行業帶來負面影響，對使用者的教育培訓可能更加困難。

關鍵問題是，許多國家和利益相關方在遇到即使非常小的非授權無人機事件時都會暫停飛行活動。在遇到無人機系統事件時，在處理角色和責任等方面缺乏適當的準備和統一的協議使航空利益相關方無法控制此類事件對運營的影響。因此，需要清晰的流程來應對和處理在機場和飛機附近非授權或魯莽飛行的無人機系統。

盡管各個國家對反無人機采用的基本原則和實施措施、指引很類似，但國家間的區別可能會使無人機制造商在有效教育培訓使用者如何安全、合法運營、促進全航空業環境的安全方面受到限制。

應對飛機運輸造成影響的非授權和魯莽飛行無人機需要高效偵測和反制措施，ICAO須為支持成員國和工業界提供必要的標準和指引，以開發和部署此類偵測和反制措施。

因此，建議ICAO與工業界合作開發必要的高級別標準和指引，以現有工作組為基礎建立協作機制，開發和部署無人機系統偵測和反制措施，我們提請大會考慮執行摘要中提出的建議。

發展無人機系統交通管理的必要性

航空業的基本原則受到新入者的挑戰。例如小型商用無人機、城市空運和高空偽衛星(HAPS)等無人機系統。無人機系統交通管理(UTM)可使能從低空到高空的運營。本論文指出成員國關于無人機系統和UTM的關鍵考慮，同時識別ICAO根據2019年初發布的“UTM——全球協作核心原則的通用框架”文件所做的工作。

UTM概念正在快速發展。可拓展從低空到高空的無人機系統運營。民航機構(CAA)和空中導航服務供應商(ANSP)將直接或通過UTM服務供應商向無人機系統運營商提供實時空域管控和飛行信息。

隨著UTM概念的成熟，提供初始能力的供應商開始出現，空域接入的需求持續發展。空中導航服務供應商預計無人機系統運營將包括在受控空域或非受控空域，以及在兩者之間過渡。

ICAO發布了名為“UTM——全球協作核心原則的通用框架”的文件。該文件由無人機咨詢組起草，基本聚焦于低水平運營，為成員國提供“典型”UTM系統的框架和核心能力。包括關鍵UTM服務和技術需求列表。ICAO繼續文件起草工作，成員國關注文件的實施。

長期目標是有人和無人運營在所有高度的彈性安排，而非將空域按現存規則固定劃分為特定類型(ATM、UTM、STM等)或特定載具運營(有人機、無人機、自主飛行等)。ICAO應識別實現該目標所需的專家和工作組。

無人機系統為航空業帶來新奇的運營模式。這將導致對風險計算和管理所需的能力格外重視。風險評估模型必須是定量的，一致的和可比的。并且，成員國需確保在共享空域運營的有人機和無人機的風險特征相符。另外，空域內無人機系統運營和UTM運營需要定量的通用實時風險評估方法。

隨著無人機系統運營的上升，引入了不同的運營概念(CONOP)，因此運營商和無人機系統運營需基于信任開展。ICAO互信框架研究組的建立是為了保證所涉及數字系統數據完整性和安全性的問題。此項工作將為UTM開發的網絡安全、互信和身份管理提供輸入。這將影響無人機系統注冊的范圍和容量。

工業界開展了無人機系統和UTM軟硬件開發標準的制定。無人機系統和UTM系統的不同功能分配將在很多應用和場合融合。這些標準覆蓋了包括安全在內的多種應用。

UTM和無人機系統運營正在快速發展。迫使航空工業界和成員國為確保運營的安全、安保建立和實施國際、國內的規章。ICAO認識到UTM的重要性，在其“UTM——全球協作核心原則的通用框架”文件為成員國提供了UTM參考框架。后續工作要求ICAO確保所有高度的無人機系統和UTM運營安全、安保、迅速發展。

無人機系統空域融合的必要性

到2035年，巴黎上空每小時將有156架商用飛機、2500架城市空運無人機、16667架快遞無人機、58架檢視無人機和44架休閑無人機。美國商用無人機市場2023年將擴大兩倍。目前城市空運已經有規劃，最后一公里的快遞、跨邊境運營和城市間均可通過無人機系統互聯。因此，必須在安全和創新之間達到平衡。

航空工業界一直是全球安全標準制定的驅動者和重要貢獻者。隨著自動化技術的極速發展，數字應用技術、機器人、人工智能等技術開拓了平臺和運營的發展。

城市空運相關概念和最后一公里快遞正改變人和物的交通方式。空運將不再看作從機場A到機場B，而是門到門的集成服務。但為使這種變革落地，必須保證安全、可靠、低成本。必須靠隨著產業發展步伐可調控的管理框架保證安全標準和創新的平衡。

工業界合作伙伴認可ICAO關于無人機系統的重點工作，包括建立無人機系統咨詢組(UAS-AG)。標準和規章需要跟隨新的空域使用者技術開發和支持機制的發展步伐。我們的擔憂是此類發展面臨必要防護措施和標準的缺失。我們可從現有經驗出發，建立適宜的管理框架來滿足需求。

無人機系統是快速發展的空域使用者，將逐步要求更大的空域份額，因此航空業應制定框架定義與現有運營空域的互動。商用無人機系統的增長預測顯示無人機運營的隔離長期來看并不解決問題。因此，工業界應聚焦于融合而不是簡單地安置。需要與無人機系統工業界更緊密的合作以獲取數據、經驗學習、開發提供指引。工業界合作伙伴可提供此類工作輔助ICAO的管理架構，通過工作框架開發需求。根據現有平臺，包括ICAO的智庫，工業界可向ICAO提交規定和輸入，從源頭上減輕負擔并補充現有規程。此類工作一旦完成將在ICAO評審程序下評估。

工業界完全認同無人機系統對全球經濟的積極影響，因此主動要求保持和發展此類新型空運門類的同時輔助ICAO確保安全和效率。因此，工業界合作伙伴提交本論文以建立框架，通過該框架與工業界制定航空新入者規定，以保證無人機系統安全、高效地融合。

無人機系統商用的快速發展要求安全、高效地融入現有運營空域。因此，開發成員國協作的管理規定非常必要。工業界可基于現有平臺開展工作。ICAO的工作負擔將減輕至通過管理審查機制確認提案。