薛新宇 顧 偉 徐 陽 孫 竹 蘭玉彬

(1.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所， 南京 210014； 2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院， 廣州 510642)

0 引言

農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展已有100多年歷史。美國早在1906年就開始使用有人飛機噴灑化學(xué)藥劑消除牧草害蟲，1911年德國提出用飛機噴灑農(nóng)藥控制森林害蟲計劃[1]，1922年，蘇聯(lián)采用飛機噴藥防治蝗蟲[2], 1949年美國研制出了適用于大規(guī)模農(nóng)田植保的固定翼農(nóng)用飛機[3]，有人駕駛飛機在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中逐步得到大面積應(yīng)用，歐美日等發(fā)達國家也形成了最早的農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)。1987年日本雅馬哈公司研制出世界上第一臺農(nóng)用無人直升機R50，于次年開始銷售，無人飛機首次加入了農(nóng)業(yè)航空領(lǐng)域，并得到迅速發(fā)展，應(yīng)用面積逐年升高[4]。在有人駕駛飛機的農(nóng)業(yè)航空方面，美國是農(nóng)業(yè)航空最發(fā)達的國家，平均2萬hm2耕地擁有1架農(nóng)用飛機，全美65%的化學(xué)農(nóng)藥采用飛機作業(yè)完成噴灑，年處理耕地面積占總耕地面積的50%以上，水稻生產(chǎn)中100%采用飛機施藥防治[5]。在無人機農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用方面，日本是最為成熟的國家，無人直升機達到3 000余架，飛手約14 000人，作業(yè)面積40萬hm2[4]。經(jīng)過長期的發(fā)展，美國和日本都已經(jīng)形成了較為完善的農(nóng)業(yè)航空法規(guī)與標準。

1951年5月，中國民航廣州管理處派出一架C-46型飛機，連續(xù)2 d在廣州市上空執(zhí)行了41架次的滅蚊蠅飛行任務(wù)，揭開了中國農(nóng)業(yè)航空發(fā)展的序幕[6]。1958年，南昌飛機制造廠生產(chǎn)的運-5投入使用，對我國農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展壯大做出了重大貢獻[7]；到2018年，我國有人駕駛飛機農(nóng)業(yè)航空年作業(yè)量約為41 570 h[8]。2008年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所研制出我國第一臺植保無人飛機；2014年開始，植保無人飛機在我國進入規(guī)?；瘧?yīng)用階段，市場保有量、作業(yè)量、駕駛員人數(shù)大幅提升[9]。2019年，我國植保無人飛機保有量已達5萬架，年作業(yè)量達3 000萬hm2·次，植保無人飛機研發(fā)及組裝的生產(chǎn)企業(yè)達300多家，其中龍頭企業(yè)10余家，產(chǎn)品覆蓋單旋翼、多旋翼，油動、電動等多個品種，農(nóng)用無人飛機已逐漸成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一部分。近年來，仿地飛行、避障、多機協(xié)同作業(yè)等技術(shù)的突破又進一步提高了智能化水平，使農(nóng)用無人飛機成為具有中國特色的新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，具有國際影響力[10-12]。

我國對于農(nóng)業(yè)航空研究和應(yīng)用起步晚、發(fā)展快，農(nóng)業(yè)航空已逐步向多元化方向發(fā)展，作業(yè)種類涉及植保、播種、施肥、遙感、輔助授粉等方面，相關(guān)配套的法規(guī)和標準還在探索與逐步制定中。本文主要對國內(nèi)外無人飛機農(nóng)業(yè)航空政策與標準情況進行系統(tǒng)梳理分析和總結(jié)，以期為我國標準體系建設(shè)與標準制定提供借鑒。

1 國際主要無人機標準制定組織與機構(gòu)

無人機的發(fā)展與日益民用化給各個國家的安全管控帶來了挑戰(zhàn)[13-14]。航空監(jiān)管框架的主要目標是實現(xiàn)并保持最高且統(tǒng)一的安全級別。就無人機而言，是確保任何其他空域用戶的安全以及地面人員和財產(chǎn)的安全。在制定監(jiān)管標準、將無人機安全納入空域系統(tǒng)方面，許多國家正在采取一系列不同的方法和措施。其中一個共同的問題是針對無人機及其操作方法所帶來的風(fēng)險，進行相關(guān)標準的制定、修訂。一些國際無人機組織與國家無人機組織也致力于構(gòu)建、協(xié)調(diào)無人機規(guī)則，一方面確保無人機安全運行，不損害公共和國家安全；另一方面，保證無人機產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

目前，世界各地的無人機行業(yè)標準開發(fā)組織工作聚焦于：支持適航性，命令和控制(C2)，感知和避讓以及其他功能的技術(shù)規(guī)范。下面介紹制定、實施標準的主要組織和機構(gòu)。

1.1 國際民航組織(ICAO)

ICAO的工作聚焦于制定基于性能的高水平標準，為無人機設(shè)定最低性能要求。ICAO在國際航空領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)統(tǒng)一的主要方法是通過其標準和建議措施(SARPs)，制定國際化的無人航空監(jiān)管框架。2007年，ICAO成立了一個制定無人機法規(guī)/標準的小組，早期工作重心在于統(tǒng)一術(shù)語和定義；2018年專家組完成了一系列的SARP，主要與適航性、運營(包括運營商證書)和遠程飛行員許可有關(guān)。2020年，專家組將完成另一系列的SARP，主要涉及空中交通與無人機檢測。ICAO主要相關(guān)工作如下：

(1)328通告(Circular 328)

328通告是ICAO在國際層面有關(guān)無人機的首項文書[15]，闡述了ICAO關(guān)于整合無人機的觀點。該文件涵蓋了航空法規(guī)的各個方面，并提供了ICAO對由每個方面代表的各種問題的初步意見。它還提供了一些示例，說明了國家和地區(qū)當局在從航空電信程序到環(huán)境等方面的各個領(lǐng)域所采取的舉措。

(2)遙控飛機系統(tǒng)(RPAS)手冊

ICAO的RPAS手冊就適用于遙控飛機(RPA)提供了有關(guān)技術(shù)和運營問題的指南[16]，適用于RPA在非集成空域和機場中的集成。該手冊側(cè)重于商業(yè)目的的無人機系統(tǒng)。該手冊的內(nèi)容為開發(fā)RPAS的專用SARP提供了指導(dǎo)。

1.2 聯(lián)邦航空管理局(FAA)

美國聯(lián)邦航空管理局(FAA)有權(quán)對國際民用飛機進行認證。FAA的目標是提供安全、高效的航空航天系統(tǒng)。無人機行業(yè)的快速增長催生了確保將該新技術(shù)安全地集成到美國國家空域系統(tǒng)(NAS)中的需求。主要工作是將無人機集成到NAS的標準體系中。這些無人機標準使FAA制定規(guī)則變得可行，而且還增強了整個行業(yè)安全有效發(fā)展的能力。這些無人機標準確保了公平的競爭環(huán)境，以支持全球公平貿(mào)易并為消費者提供期望的質(zhì)量[17]。

FAA參與的兩個主要以無人機系統(tǒng)為重點的國際機構(gòu)是ICAO的RPAS小組和JARUS。ICAO的RPAS小組由民航組織成員國和國際組織提名的專家組成。在推薦的ICAO標準中，協(xié)調(diào)RPS和其他標準。相似的是，JARUS是一個為世界各地的民航當局推薦使用要求的國際專家小組。

1.3 歐洲航空安全局(EASA)

歐洲航空安全局(EASA)由歐洲委員會(EC)于2002年成立，以確保民航運營的安全。僅次于FAA，歐洲航空安全局是第二家獲授權(quán)認證國際使用民用飛機的機構(gòu)。ICAO的重心在于開發(fā)高級標準，而EASA則致力于這些標準的實施。EASA以安全、可靠和環(huán)保的方式制定無人機法規(guī)，同時尊重隱私和數(shù)據(jù)保護。與ICAO不同的是，ICAO只關(guān)注安全，而EASA采取了更廣泛的方法來監(jiān)管無人機，同時也涉及到環(huán)境和隱私。主要相關(guān)工作如下：

(1)條例216/2008 (Regulation 216/2008)

216/2008號條例是第一條適用于無人機的歐盟法律[16]。216/2008號條例確立了民用航空領(lǐng)域的共同規(guī)則。它涵蓋了航空監(jiān)管的重要領(lǐng)域，包括適航性、運行、許可和認證。但這項規(guī)定只適用于超過150千克的無人機。

(2)條例2018/1139 (Regulation (EU) 2018/1139)

歐洲航空安全局認為條例216/2008導(dǎo)致了分散的監(jiān)管體系，阻礙了無人機和跨界無人機應(yīng)用的單一歐盟市場的發(fā)展。為了替代條例216/2008，條例2018/1139的建立旨在確保以運營為中心的比例風(fēng)險和基于績效的監(jiān)管框架[18]。它還確保了無人機使用的統(tǒng)一安全性，支持無人機市場并有助于增強隱私保護；同時，該條例將EASA的管理范圍擴展到了所有無人機，而不僅僅是超過150千克的無人機。

1.4 航空無線電委員會 (RTCA)

RTCA目前是一個獨立的標準開發(fā)組織(SDO)。一方面，與聯(lián)邦航空管理局(FAA)合作，制定全面的、經(jīng)過行業(yè)審核和認可的標準；另一方面，也與歐洲民用航空裝備協(xié)會(EUROCAE)合作，制定聯(lián)合標準[19]。

RTCA制定聯(lián)邦航空管理局(FAA)要求的最低性能標準和指導(dǎo)材料，并成為聯(lián)邦航空管理局航空系統(tǒng)和設(shè)備法規(guī)的部分依據(jù)[20]。自1935年以來，RTCA成功地制定了以下質(zhì)量標準：安全性能要求(SPR)、運行服務(wù)和環(huán)境定義(OSED)、互操作性要求(IRR)、最低航空系統(tǒng)性能標準(MASP)、最低運行性能標準(MOP)、報告和指南。這些文件形成了新設(shè)備安全和效率的認證體系，并為這些技術(shù)的實施提供了一個競爭性的市場。FAA在技術(shù)標準和咨詢通告中經(jīng)常提及MASP和MOP，其為設(shè)備認證提供了部分依據(jù)。

1.5 歐洲民用航空裝備協(xié)會(EUROCAE)

EUROCAE的重點是飛機設(shè)備/系統(tǒng)標準的制定，包括航空相關(guān)設(shè)備或工藝方面。主要涉及領(lǐng)域包括：指揮、控制、通信、頻譜和安全(C3S)以及感知和避讓(DAA)；增強的RPAS自動化(ERA)；U空間(當前稱為無人機交通管理(UTM))；特定操作風(fēng)險評估(SORA)；設(shè)計和適航標準(D&AW)。

EUROCAE與其他無人機產(chǎn)業(yè)相關(guān)組織/機構(gòu)(EAS、JARUS、EDA、SESAR JU、EUROCONTROL)和其他標準化組織(如RTCA SC-228、ASTM F38、ISO TC20 SC16)有相互交流、協(xié)調(diào)[21]。

1.6 美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)

ASTM的無人飛機系統(tǒng)委員會(F38)聚焦無人機系統(tǒng)的設(shè)計、性能、質(zhì)量驗收測試和安全監(jiān)控等問題[22]。創(chuàng)建了十幾個有關(guān)適航性、飛行操作、人員培訓(xùn)和認證等標準。這些標準包含從無人機操作到控制系統(tǒng)，以及介于兩者之間的所有內(nèi)容[23-24]。主要包括：①最低安全、性能和飛行熟練度要求。②質(zhì)量保證-安裝制造控制裝置，確保飛機符合設(shè)計標準。③生產(chǎn)驗收試驗和程序，確保完成的飛機系統(tǒng)滿足原型飛機系統(tǒng)中所示的報告性能。④持續(xù)適航系統(tǒng)的基線計劃，包括監(jiān)控和維護持續(xù)運行安全的方法，以及識別、報告和補救飛行安全問題的流程。

ASTM F38委員會成員在廣泛領(lǐng)域中創(chuàng)建附加標準。包括自動化、超視距運輸、操作手冊、設(shè)計制造、感知和避讓技術(shù)、固定翼系統(tǒng)、燃料電池設(shè)計、維修技術(shù)員資格/證明、運營、性能、安全、培訓(xùn)等。

1.7 美國機動車工程師協(xié)會(SAE)

美國機動車工程師學(xué)會在航空航天標準領(lǐng)域已經(jīng)出版了近6 700個標準，其中許多也適用于無人機系統(tǒng)。為了更好地滿足無人機系統(tǒng)的獨特要求，SAE成立了專門的無人機委員會(AS-4)，已經(jīng)制定了許多新的和修訂的標準，特別是關(guān)于從美國國防部遷移到SAE的無人系統(tǒng)聯(lián)合架構(gòu)標準。已發(fā)布的SAE無人機標準包括以下主題：接線；飛行控制設(shè)計；執(zhí)行機構(gòu)；飛行員培訓(xùn)建議；安全操作和武器釋放；輔助電源；消息和數(shù)據(jù)格式；互操作性；軟件體系結(jié)構(gòu)；控制段架構(gòu)[25]。

1.8 美國飛機工業(yè)協(xié)會 (AIAA)

美國飛機工業(yè)協(xié)會涉及無人機系統(tǒng)的關(guān)注點包括：無人機；操作該無人機所需的設(shè)備；基于地面的控制器以及兩者之間的通信系統(tǒng)[26]。主要涉及領(lǐng)域：發(fā)展技術(shù)的認證；安全；操作方式。目前AIAA已被任命為ISO/TC 20/SC 16，無人機系統(tǒng)美國技術(shù)咨詢小組(U.S. TAG)的管理員[27]。

組織制定以下領(lǐng)域的無人機國際標準：無人機領(lǐng)域的術(shù)語和定義；無人機類型的分類；對用于制造無人機的結(jié)構(gòu)材料和加工的要求；確保無人機的可靠性的要求；對地面系統(tǒng)和工具的要求，以確保無人機的飛行；合理使用無線電頻段的要求，以確保用于各種目的的無人駕駛飛機安全可靠地同時運行。

1.9 日本產(chǎn)業(yè)用無人航空機工業(yè)會(JUAV)

航空運輸和航空安全活動由日本民用航空局(CAB)管理，該局隸屬于國土、基礎(chǔ)設(shè)施、交通和旅游部。日本目前沒有單獨監(jiān)管無人機的材料，只涉及無人機操作。在日本，唯一涉及無人機操作的航空法規(guī)為要求無人機飛行在150 m以下，距離機場至少9 km[25]。

日本沒有正式的法規(guī)(農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)之外)來管理無人機系統(tǒng)的使用，但在制定行業(yè)標準方面仍有大量工作需要做。為了滿足這類需求，JUAV應(yīng)運而生。JUAV代表了在日本開發(fā)、制造和運營無人機的日本產(chǎn)業(yè)，應(yīng)用領(lǐng)域包括農(nóng)業(yè)、監(jiān)測、監(jiān)視和災(zāi)害援助[28]。其致力于建立日本無人機行業(yè)統(tǒng)一的安全標準，目前已經(jīng)為在無人居住區(qū)域運行的固定翼和旋翼類無人機制定了行業(yè)標準，這些安全標準適用于不超過50千克的遠程操作的無人駕駛直升機，在人口稀疏的地區(qū)飛行；最近JUAV對Yamaha Rmax GI認證自動直升機，并為固定翼無人機建立了新標準。除此之外，JUAV和日本宇航局(JAXA)合作、討論在非隔離空域中商業(yè)無人機運營標準。

2 國外農(nóng)用無人飛機管理與標準

農(nóng)業(yè)是我國目前無人機應(yīng)用最多的行業(yè)，植保作業(yè)是農(nóng)業(yè)中應(yīng)用無人機最多的生產(chǎn)領(lǐng)域。植保無人飛機低空低量施藥模式與傳統(tǒng)地面植保機械以及與其他行業(yè)應(yīng)用的無人機作業(yè)模式都有很大區(qū)別，因此參考其他國家農(nóng)用無人飛機標準，對建立我國農(nóng)用無人飛機標準體系具有重要意義。

日本是最早將單旋翼無人機(無人直升機)施藥技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的國家，也是當今世界上該技術(shù)發(fā)展最成熟的國家之一，自20世紀80年代就開始進行飛防作業(yè)[29]。同樣作為東亞國家，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式與日本有較高的相似性，因此具有較高的參考價值。日本農(nóng)用無人飛機標準主要分為無人機通用性要求標準和植保、撒播作業(yè)要求標準。不同管理部門的標準或法規(guī)在使用時大多互相引用或參考執(zhí)行，政策法規(guī)主要由國土交通省安全局和農(nóng)林水產(chǎn)省(相當于我國的中國民用航空局和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部)制定發(fā)布[30]，標準與規(guī)范主要由日本產(chǎn)業(yè)用無人航空機工業(yè)會和日本農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會負責(zé)制定發(fā)布。

日本產(chǎn)業(yè)用無人航空機工業(yè)會發(fā)布的無人機安全標準，主要包括設(shè)計、質(zhì)量控制、維護檢查、駕駛員、操作、客戶管理等方面內(nèi)容[31-32]。而用于植保作業(yè)的旋翼無人機相關(guān)要求還應(yīng)當參照日本農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會發(fā)布的產(chǎn)業(yè)用無人機使用指南[33-34]，該指南性文件規(guī)定了無人機的使用要領(lǐng)、人員與裝備、法律法規(guī)、安全培訓(xùn)、安全檢查、飛行限制、作業(yè)規(guī)范、農(nóng)藥安全使用、危險危害防范、藥效調(diào)查等要求[35]，并且已由中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所林勇研究員編譯在國內(nèi)出版[36]。

此外，日本農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會還發(fā)布有無人機及撒播裝置性能確認標準、無人機登記管理標準、無人機培訓(xùn)基地指定標準、無人機駕駛員技能認定標準等標準，對產(chǎn)品性能考核、培訓(xùn)及駕駛員認定等方面做出了規(guī)定(見表1)。

日本農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會和全國農(nóng)林航空事業(yè)推進協(xié)議會又聯(lián)合發(fā)布了產(chǎn)業(yè)用無人直升機導(dǎo)航手冊，規(guī)定了對領(lǐng)航員的設(shè)置、無人直升機噴灑作業(yè)參數(shù)要求、領(lǐng)航員的作用、與駕駛員的信息傳達方法、作業(yè)前的安全檢查、作業(yè)時的注意事項等要求[39]。

日本近年來不斷推出新標準，目前已經(jīng)涵蓋了植保無人飛機產(chǎn)品、駕駛員、作業(yè)規(guī)范、作業(yè)質(zhì)量評價等基本要求。多旋翼無人機因價格低、操作簡便，應(yīng)用越來越廣，日本產(chǎn)業(yè)用無人航空機工業(yè)會和日本農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會也開始陸續(xù)制定發(fā)布多旋翼機型的標準。

3 我國無人飛機管理法規(guī)與標準體系

我國早期無人機標準幾乎全為國家軍用標準，有50余項，近年來民用無人機發(fā)展迅猛，現(xiàn)行軍用無人機系統(tǒng)標準還未能形成標準體系，對非軍用無人機系統(tǒng)標準體系的建立借鑒有限[40]。無人機系統(tǒng)是多領(lǐng)域多專業(yè)融合的產(chǎn)物，其管理涉及研制、注冊、適航、環(huán)保、進出口、銷售、運行、報廢、行業(yè)應(yīng)用等，主管部門涉及國務(wù)院中央軍委空中交通管制委員會、國家市場監(jiān)督管理總局、國家標準化管理委員會、工業(yè)和信息化部、公安部、海關(guān)總署、科學(xué)技術(shù)部、商務(wù)部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、中國民用航空局、生態(tài)環(huán)境部、國家安全部、海事局等部門，協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理具有一定難度[41]。近年來，我國無人機監(jiān)管制度逐步完善，形成了包括法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章、規(guī)范性文件和相關(guān)技術(shù)標準在內(nèi)的無人機監(jiān)管體系[42]。

表1 日本農(nóng)林水產(chǎn)航空協(xié)會發(fā)布的無人機標準Tab.1 Issued UAS standards by Agriculture, Forestry and Fishery Aviation Association of Japan

在民用無人機監(jiān)管的過程中應(yīng)根據(jù)其全生命周期所存在的風(fēng)險在各個環(huán)節(jié)進行預(yù)防和管控。無人機監(jiān)管的各環(huán)節(jié)應(yīng)相互約束相互補充，才能有效進行[43]。中國民用航空局是民用無人機主要管理部門，近年來頒布了一批民航法規(guī)，主要從運行管理、空中交通管理、駕駛員管理、經(jīng)營管理、實名制管理、飛行數(shù)據(jù)管理等方面規(guī)范整個民用無人機行業(yè)[44-49]。

《輕小無人機運行規(guī)定(試行)》(AC-91-FS-2015-31)基于民用無人機的分類，簡要對不同類型的無人機規(guī)定了運行方式，主要包括人員、無人機設(shè)備、飛行限制區(qū)域、電子圍欄、無人機云、運營人的要求，另外對植保類無人機作出了針對性要求[44]?！睹裼脽o人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》(MD-TM-2016-004)規(guī)定，無人機滿足最大起飛重量小于或等于7千克，在視距內(nèi)飛行的，駕駛員符合相關(guān)資質(zhì)等多項條件無需飛行審批[45]。但根據(jù)植保無人飛機的特點，顯然無法滿足這個條件，原則上講當前的植保無人飛機作業(yè)絕大部分運行不符合法規(guī)規(guī)定。不過由于植保作業(yè)絕大多數(shù)在農(nóng)村地區(qū)，遠離人口密集區(qū)域，除機場凈空保護區(qū)外，極難觸及禁飛空域或管控空域，而主流的植保無人飛機均設(shè)置有機場凈空保護區(qū)的禁飛區(qū)，因此植保無人飛機除臨時管制外，在空域方面問題不大。據(jù)調(diào)查，在部分地區(qū)，飛防服務(wù)公司或生產(chǎn)企業(yè)需在各級公安機關(guān)備案植保無人飛機和駕駛員信息，每次作業(yè)前則無需報備審批，因此植保無人飛機作業(yè)總體上均能順利開展。另外，舉辦植保無人飛機大型賽事或大型演示等活動，主辦方或企業(yè)均能自覺主動提前向飛行管制部門和民航主管部門報備審批?？梢?，植保無人飛機行業(yè)的自律性能夠滿足管理要求。植保無人飛機的駕駛員目前由飛機生產(chǎn)企業(yè)自行培訓(xùn)并頒發(fā)“駕駛證”，但是根據(jù)最新《民用無人機駕駛員管理規(guī)定》(AC-61-FS-2018-20R2)，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等農(nóng)業(yè)行業(yè)主管部門規(guī)定的符合資質(zhì)的企業(yè)才能培訓(xùn)考核[47]。然而農(nóng)業(yè)行業(yè)主管部門并未開始駕駛員培訓(xùn)資質(zhì)的認證與授權(quán)。

2017年，國家八部委聯(lián)合組織制定了《無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系建設(shè)指南》[50]。該指南分別從管理和技術(shù)兩個角度，提取共性抽象特征，各自構(gòu)建無人駕駛航空器系統(tǒng)管理架構(gòu)和技術(shù)架構(gòu)；將管理架構(gòu)的分級分類維度和應(yīng)用對象維度依次映射到生命周期維度的7個層級，形成研發(fā)、注冊、鑒定、制造、流通、運行和報廢7類管理標準；將技術(shù)架構(gòu)的分級分類維度和平臺構(gòu)型維度依次映射到系統(tǒng)層級維度的3個層級，形成系統(tǒng)級、分系統(tǒng)級和部件級3類技術(shù)標準；最終將基礎(chǔ)標準、行業(yè)應(yīng)用標準與管理標準、技術(shù)標準共同構(gòu)成無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系結(jié)構(gòu)。全國航空器標準化技術(shù)委員會無人駕駛航空器系統(tǒng)分技術(shù)委員會主要負責(zé)民用無人駕駛航空器系統(tǒng)(不含飛行機器人)設(shè)計、制造、交付、運行、維護、管理領(lǐng)域國家標準制定、修訂工作，與國際標準化組織航空航天器技術(shù)委員會無人駕駛航空器系統(tǒng)分技術(shù)委員會(ISO/TC 20/SC 16)對口，由國家標準委負責(zé)業(yè)務(wù)指導(dǎo)。

2018年以來，無人駕駛航空器系統(tǒng)分技術(shù)委員會制定了一批無人機標準，如GB/T 35018—2018《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)分類及分級》、GB/T 38058—2019《民用多旋翼無人機系統(tǒng)試驗方法》、GB/T 38152—2019《無人駕駛航空器系統(tǒng)術(shù)語》等，截止到2020年7月，累計約20項。此外，由我國主導(dǎo)制定的國際標準化組織(ISO)標準共計6 項，其中ISO 21895:2020《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)分類及分級》作為我國主導(dǎo)的第一項無人機領(lǐng)域國際標準已于2020 年2 月7 日正式發(fā)布[51]。而目前《無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系建設(shè)指南》涉及的農(nóng)業(yè)類行業(yè)標準由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部相關(guān)機構(gòu)負責(zé)制定。

4 我國農(nóng)用無人飛機標準

農(nóng)用無人飛機最大的應(yīng)用領(lǐng)域是植保作業(yè)， 2017年9月，農(nóng)業(yè)部、財政部、中國民用航空局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于開展農(nóng)機購置補貼引導(dǎo)植保無人飛機規(guī)范應(yīng)用試點工作的通知》[52]，推動了我國植保無人飛機標準制定。現(xiàn)有的傳統(tǒng)植保機械標準中的國家標準和機械行業(yè)標準由中國機械工業(yè)聯(lián)合會提出制定，主要規(guī)定了植保機械通用零部件、各種整機的技術(shù)要求、試驗方法等，已基本覆蓋了常用植保機械產(chǎn)品種類，其中大多數(shù)國家標準采用國際標準[53]。農(nóng)業(yè)行業(yè)標準則由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部提出制定，主要規(guī)定了各機具的質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范、安全施藥技術(shù)規(guī)范、作業(yè)質(zhì)量等農(nóng)機化方面的內(nèi)容，NY/T 3213—2018《植保無人飛機質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》為目前唯一發(fā)布的農(nóng)用無人飛機標準；另外，安全施藥技術(shù)規(guī)范和作業(yè)質(zhì)量的標準正在制定中[54]。農(nóng)用有人駕駛飛機主要為民航行業(yè)標準，由中國民用航空局提出制定，主要規(guī)定了航空噴霧裝備、飛播裝備的要求及作業(yè)規(guī)范、作業(yè)質(zhì)量評價等?，F(xiàn)有的植保機械國家標準和行業(yè)標準涵蓋名詞術(shù)語、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、產(chǎn)品安全要求、田間施藥規(guī)范和作業(yè)質(zhì)量等方面內(nèi)容[53]，使得植保機械產(chǎn)品的生產(chǎn)、檢驗、安全認證、推廣鑒定、應(yīng)用評價等方面的工作能夠有章可循、有法可依。

國際標準和國外發(fā)達國家標準，主要圍繞在國外大量使用的大田噴桿噴霧機以及有人駕駛飛機，涉及小型植保機械的內(nèi)容比較少，其中涉及安全的要求越發(fā)嚴苛，內(nèi)容越來越細化。近年來，國際標準化組織：農(nóng)林拖拉機和機械標準化技術(shù)委員會作物保護設(shè)備分技術(shù)委員會(ISO/TC 23/SC 6)也開始制定農(nóng)用無人飛機標準，首個國際標準《農(nóng)林機械無人噴霧系統(tǒng)第1部分：環(huán)境要求》(ISO/WD 23117-1 Agricultural and forestry machinery-Unmanned aerial spraying systems-Part 1: Environmental requirements)正在制定中[55]。

據(jù)不完全統(tǒng)計，截至2020年6月，我國現(xiàn)行的農(nóng)業(yè)航空標準主要有國家標準1項、農(nóng)業(yè)行業(yè)標準2項、民航行業(yè)標準16項(表2)。上述植保相關(guān)標準以操作規(guī)范、噴灑裝備要求、安全評價、作業(yè)質(zhì)量及試驗評價方法等為主，另外還有飛播作業(yè)等其他農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用的3項標準(MH/T 1002.2—1995、MH/T 1008.2—1997、MH/T 1012—2001)。有人駕駛飛機的標準大多轉(zhuǎn)化自國際或國外標準，而在我國廣泛應(yīng)用的植保無人飛機，除了在東亞地區(qū)有應(yīng)用外，在國外其他地區(qū)應(yīng)用較少，缺乏可直接參考的國外標準。因此，國內(nèi)有人駕駛飛機植保標準為植保無人飛機標準的制定指明了方向。

以小型旋翼無人機為平臺的植保無人飛機農(nóng)業(yè)行業(yè)標準，目前僅有NY/T 3213—2018《植保無人飛機質(zhì)量評價技術(shù)規(guī)范》一項標準發(fā)布。該項標準由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所牽頭制定，規(guī)定了植保無人飛機的型號編制規(guī)則、基本要求、質(zhì)量要求、檢測方法和檢驗規(guī)則，用于植保無人飛機質(zhì)量評定。該項標準提出了植保無人飛機限高限速限距、電子圍欄、失效保護、避障等概念與檢測方法，充分考慮了產(chǎn)品的安全性[56]。

表2 農(nóng)業(yè)航空國家標準與行業(yè)標準Tab.2 National standards and industry standards of agricultural aviation

中國民用航空局于2018年發(fā)布了關(guān)于行業(yè)應(yīng)用的無人機標準MH/T 1069—2018《無人駕駛航空器系統(tǒng)作業(yè)飛行技術(shù)規(guī)范》，涉及到包含農(nóng)業(yè)作業(yè)在內(nèi)的各類行業(yè)應(yīng)用的固定翼無人機、無人直升機以及多旋翼無人機，規(guī)定了人員、設(shè)備、作業(yè)環(huán)境的基本要求、作業(yè)的組織與實施、信息傳輸與數(shù)據(jù)要求、維護保養(yǎng)、異常處置以及其他要求，提出了作業(yè)準備、作業(yè)實施、作業(yè)后各階段的具體要求[57]。

植保無人飛機近年來有一批地方標準發(fā)布(表3)，包括湖南省、重慶市、廣西壯族自治區(qū)、江西省、吉林省、河南省、貴州省、遼寧省、山東省、河南省安陽市等16項。其中湖南省、重慶市、江西省是最早開始制定地方標準的省(市)，3個省(市)均為《關(guān)于開展農(nóng)機購置補貼引導(dǎo)植保無人飛機規(guī)范應(yīng)用試點工作的通知》指定的6個試點省(市)之一[52]，這3個省(市)對植保無人飛機比較重視，雖然應(yīng)用面積不如黑龍江省、新疆維吾爾自治區(qū)等地，但推廣應(yīng)用時間早、力度大。

植保無人飛機團體標準(表4)，主要由中國農(nóng)業(yè)機械化協(xié)會、中國農(nóng)藥工業(yè)協(xié)會等全國性社會團體制定，中國農(nóng)業(yè)機械化協(xié)會制定的標準偏向于農(nóng)機化應(yīng)用，中國農(nóng)藥工業(yè)協(xié)會則偏向于施藥規(guī)范。地方性社會團體制定的團體標準較少，且主要集中在江蘇省、廣東省、浙江省等發(fā)達省份，這些地區(qū)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)具有較強活力，植保無人飛機最新技術(shù)大多來自這些地區(qū)，所以團體標準的需求旺盛，具有一定的制定動力。

表3 植保無人飛機地方標準Tab.3 Local standards of plant protection UAS

表4 植保無人飛機團體標準Tab.4 Group standards of plant protection UAS

5 總結(jié)與展望

隨著無人機產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，無人機安全運行成為各國關(guān)注目標，各國政府委托標準化組織和行業(yè)主管部門從產(chǎn)品、運行、應(yīng)用、培訓(xùn)、登記認證等方面制定標準支撐安全管理，是國際上通常做法。國務(wù)院中央軍委空中交通管制委員會主要負責(zé)劃分空域以及空中交通管制，中國民用航空局主要負責(zé)民用無人機的基礎(chǔ)與通用標準，工業(yè)和信息化部主要負責(zé)產(chǎn)品設(shè)計制造標準，而各行業(yè)主管部門負責(zé)行業(yè)應(yīng)用標準。

近年來，我國無人機逐步形成了包括法律、行政法規(guī)、部門規(guī)章、規(guī)范性文件和相關(guān)技術(shù)標準在內(nèi)的無人機監(jiān)管體系。根據(jù)《無人駕駛航空器系統(tǒng)標準體系建設(shè)指南》的分類，農(nóng)業(yè)無人飛機相關(guān)的行業(yè)標準由農(nóng)業(yè)農(nóng)村部主導(dǎo)制定。目前農(nóng)業(yè)行業(yè)標準僅有NY/T 3213—2018一項標準用于產(chǎn)品檢測，在設(shè)計、制造、應(yīng)用、運營、人員管理等環(huán)節(jié)只能由部分民用無人機通用性的法規(guī)標準約束，農(nóng)業(yè)規(guī)范化生產(chǎn)難以得到保障，下一步應(yīng)從產(chǎn)品(質(zhì)量)標準、子部件與性能試驗等技術(shù)標準、操作規(guī)范與人員培訓(xùn)等管理標準方面繼續(xù)開展標準化工作；并且目前標準局限于植保無人飛機，其他農(nóng)業(yè)應(yīng)用標準仍然缺失，下一步應(yīng)同步制定播種、施肥、遙感、輔助授粉等應(yīng)用標準；重視團體標準建設(shè)與應(yīng)用，由中國農(nóng)業(yè)機械化協(xié)會制定的9項團體標準為農(nóng)業(yè)行業(yè)標準制定及其體系的建設(shè)作了一定探索，值得農(nóng)業(yè)行業(yè)標準借鑒。