林曉宇 沈威力 孟祥飛
空域是具有國(guó)家屬性的一種公共資源,也是每個(gè)國(guó)家的重要戰(zhàn)略資源之一。通用航空和無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,使得廣袤的天空變得越來(lái)越擁擠。有限的空域資源有效開(kāi)發(fā)、合理利用是必然趨勢(shì)。近年來(lái),越來(lái)越多的無(wú)人機(jī)在天空中飛行,無(wú)人機(jī)操控員的人數(shù)快速增長(zhǎng),尤其是主要在低空飛行、操控簡(jiǎn)單的消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī),直接吸引了包括航模玩家、極客等不同操控水準(zhǔn)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)的消費(fèi)群體。當(dāng)前,低空民用無(wú)人機(jī)管理處于初步探索階段,低空民用無(wú)人機(jī)的規(guī)模化應(yīng)用、監(jiān)管技術(shù)的不完善,導(dǎo)致無(wú)人機(jī)安全事故頻發(fā)。此外,無(wú)人機(jī)“黑飛”、擅闖禁飛區(qū)及敏感地帶等事件,不僅對(duì)地面人員的人身和財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅,同時(shí)也影響了空中交通活動(dòng)的正常運(yùn)行。
2023年6月28日,國(guó)務(wù)院、中央軍委公布了《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,自2024年1月1日起施行。為保證航空安全和低空民用無(wú)人機(jī)靈活高效地運(yùn)營(yíng),支持該條例在2024年1月1日順利施行,業(yè)界亟須系統(tǒng)分析低空民用無(wú)人機(jī)用空的特點(diǎn)、空域管理存在的問(wèn)題,深入研究民用無(wú)人機(jī)低空空域管理辦法、攻關(guān)突破關(guān)鍵技術(shù),不斷提高低空空域管理效能。
民用無(wú)人機(jī)低空空域使用特點(diǎn)
除開(kāi)展中高空作業(yè)的大中型無(wú)人機(jī)外,小型民用無(wú)人機(jī)大多為低空、慢速、小型航空器,飛行速度較慢,雷達(dá)截面積小,給處置和防控帶來(lái)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。小型低空民用無(wú)人機(jī)用空的特點(diǎn)包括以下幾方面。
一是空域使用高度低。低空民用無(wú)人機(jī)主要使用真高為1000m及其以下的低空空域。2016年,在《關(guān)于促進(jìn)通用航空業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中,政府明確提出低空空域改革、開(kāi)放和擴(kuò)大使用,低空空域真高上限逐步提高到3000m等意見(jiàn)。與有人機(jī)相比,小型民用無(wú)人機(jī)主要使用低空空域。工業(yè)和信息化部曾對(duì)無(wú)人機(jī)最大設(shè)計(jì)使用高度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,在150~1500m高度飛行的無(wú)人機(jī)占總產(chǎn)量的81.5%,在15~150m高度飛行的無(wú)人機(jī)占總產(chǎn)量的15.0%,即在設(shè)計(jì)使用高度1500m及其以下飛行的無(wú)人機(jī)占總產(chǎn)量的96.5%。
二是空域用戶(hù)密度大。低空空域的主要用戶(hù)為微型、輕型無(wú)人機(jī),該類(lèi)無(wú)人機(jī)的特點(diǎn)是最大起飛重量、任務(wù)載荷重量較輕、飛行量大。在許多熱點(diǎn)空域中,運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量多、密度大。
三是無(wú)人機(jī)飛行隨機(jī)性強(qiáng)。由于現(xiàn)有的空中交通服務(wù)無(wú)法提供無(wú)人機(jī)所需的交通信息,而無(wú)人機(jī)操控員處于地面,飛行隨機(jī)性高,飛行態(tài)勢(shì)感知能力弱,容易造成飛行沖突甚至空中相撞風(fēng)險(xiǎn)。
民用無(wú)人機(jī)低空運(yùn)行現(xiàn)狀
目前,我國(guó)低空空域中運(yùn)營(yíng)的無(wú)人機(jī)發(fā)展迅速,種類(lèi)越來(lái)越多,應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣,呈現(xiàn)多樣化、復(fù)雜化發(fā)展趨勢(shì)。
低空民用無(wú)人機(jī)種類(lèi)多,飛行量增長(zhǎng)迅速
低空民用無(wú)人機(jī)已在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、漁業(yè)、文化娛樂(lè)、航拍、測(cè)繪、巡檢、應(yīng)急救援、物資投送等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在旺盛需求牽引下,低空民用無(wú)人機(jī)的種類(lèi)、數(shù)量迅速增加。截至2023年3月31日,我國(guó)實(shí)名登記的無(wú)人機(jī)達(dá)99.29萬(wàn)架,民用無(wú)人機(jī)制造企業(yè)為2121家,實(shí)名登記的無(wú)人機(jī)型號(hào)2946個(gè),年累計(jì)飛行時(shí)間超過(guò)2000萬(wàn)小時(shí)。今年6月發(fā)布的《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》明確,無(wú)人機(jī)分為微型、輕型、小型、中型、大型五類(lèi),指標(biāo)包括空機(jī)重量、最大飛行真高、最大平飛速度等,提出無(wú)線電發(fā)射設(shè)備須要符合相關(guān)技術(shù)要求。
無(wú)人機(jī)低空“黑飛”頻繁,飛行沖突增加
無(wú)人機(jī)用戶(hù)通常集中在大中城市。由于相應(yīng)監(jiān)管措施缺乏和用戶(hù)安全意識(shí)淡薄,《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》發(fā)布前,未經(jīng)審批的飛行活動(dòng)頻頻出現(xiàn),部分飛行活動(dòng)甚至越界,在禁飛區(qū)和運(yùn)輸機(jī)場(chǎng)凈空保護(hù)區(qū)域等區(qū)域上空飛行,與民航航班和軍事飛行活動(dòng)交織在一起,嚴(yán)重干擾了航空安全,甚至危害了國(guó)家安全,大大增加了低空空域管理的復(fù)雜性和緊迫性。2020年5月21日,海南省無(wú)人機(jī)綜合監(jiān)管平臺(tái)和瓊海公安部門(mén)聯(lián)動(dòng)執(zhí)法,查獲一起故意侵入瓊海博鰲機(jī)場(chǎng)禁飛區(qū)的事件,嫌疑人留置瓊海市公安局被處理。初步審查發(fā)現(xiàn),該嫌疑人以商業(yè)視頻拍攝為目的,惡意破解無(wú)人機(jī)禁飛區(qū)和限高程序,多次操控?zé)o人機(jī)侵入瓊海博鰲機(jī)場(chǎng)上空,最高侵入高度達(dá)1608m,嚴(yán)重威脅了瓊海博鰲機(jī)場(chǎng)的航空安全。
民用無(wú)人機(jī)低空空域管理存在的問(wèn)題
相較于民航運(yùn)輸航空空域管理,低空民用無(wú)人機(jī)空域管理剛剛起步,政策、法規(guī)、空域結(jié)構(gòu)調(diào)整劃設(shè)、空中交通管理等方面仍然存在一定的問(wèn)題。
低空空域管理法規(guī)不夠完善
目前,我國(guó)低空空域管理和規(guī)劃還處于起步階段。除2010年《關(guān)于深化我國(guó)低空空域管理改革意見(jiàn)》等政策法規(guī)性文件外,《低空空域使用管理規(guī)定》還未正式出臺(tái),現(xiàn)行法規(guī)主要是《中華人民共和國(guó)民用航空法》,相關(guān)管理法規(guī)有待完善?,F(xiàn)有法規(guī)并未對(duì)低空空域的使用高度范圍、使用方式、結(jié)構(gòu)劃設(shè)做出具體規(guī)定,導(dǎo)致低空空域利用率低,飛行需求難以滿(mǎn)足。民用無(wú)人機(jī)具有種類(lèi)多、用空機(jī)動(dòng)性大、飛行目的多樣、飛行時(shí)間不確定等特點(diǎn),因此在管理層面,無(wú)人機(jī)和有人機(jī)差別較大。多年來(lái),對(duì)于低空空域使用,空域管理部門(mén)沒(méi)有按照無(wú)人機(jī)對(duì)空域的特殊需求,制定相應(yīng)的飛行法規(guī)和管理方法。雖然于2003年頒布和施行的《通用航空飛行管制條例》在一定程度上規(guī)范了無(wú)人機(jī)的飛行活動(dòng),但此條例僅對(duì)通用航空的組織與實(shí)施提出了具體要求,并未對(duì)低空無(wú)人機(jī)場(chǎng)道建設(shè)、人員培訓(xùn),低空空域管理等內(nèi)容做出相應(yīng)的規(guī)定或者不夠全面。2016年10月頒布的《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》在第1章第2條中指出,本辦法適用于兩類(lèi)民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)的空中交通管理工作。一類(lèi)是依法在航路航線、進(jìn)近(終端)和機(jī)場(chǎng)管制地帶等民用航空使用空域范圍內(nèi)活動(dòng)的民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)。另一類(lèi)是對(duì)上述空域內(nèi)正常運(yùn)行的航空器產(chǎn)生影響的民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)。這在一定程度上影響了大量低空無(wú)人機(jī)的空域管理和服務(wù)。針對(duì)低空無(wú)人機(jī),國(guó)內(nèi)一些省市制定了一些簡(jiǎn)單的地方性法規(guī)和條文規(guī)定,但這些地方性法規(guī)和條文的權(quán)威性和可操作性并不強(qiáng),執(zhí)行缺乏應(yīng)有的約束力,不能及時(shí)制止違規(guī)飛行活動(dòng)和規(guī)范低空飛行秩序。
低空空域結(jié)構(gòu)劃設(shè)不盡合理
目前,無(wú)人機(jī)與有人機(jī)以隔離運(yùn)行方式為主。在一些飛行繁忙地區(qū),由于現(xiàn)行空域結(jié)構(gòu)劃設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和空域管理體制均不相同等原因,無(wú)人機(jī)隔離運(yùn)行的空域資源相對(duì)匱乏,無(wú)法滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)的運(yùn)營(yíng)需求。在部隊(duì)訓(xùn)練使用的空域中,低空空域使用量相對(duì)少,造成空域閑置,而有低空空域運(yùn)行需求的無(wú)人機(jī)卻不能獲得滿(mǎn)足。此外,低空空域未能實(shí)現(xiàn)共享,空域資源得不到充分和有效利用,空域資源存在浪費(fèi)的現(xiàn)象。除空中禁區(qū)、限制區(qū)和危險(xiǎn)區(qū)外,我國(guó)空域主要由軍航劃設(shè)使用,由于軍民航使用空域的目的不同,低空空域結(jié)構(gòu)劃設(shè)、使用和管理標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一,沒(méi)有根據(jù)空域環(huán)境、空域保障能力以及用戶(hù)對(duì)低空空域需求做出及時(shí)合理的調(diào)整和優(yōu)化。航路、航線的管制權(quán)歸屬于民航,航路外的空域由軍航管制部門(mén)管理,容易形成一個(gè)空域分割管理的局面。對(duì)于民用飛行而言,低空空域結(jié)構(gòu)劃分主要以行政區(qū)域?yàn)橹鳎€未針對(duì)當(dāng)今無(wú)人機(jī)飛行特點(diǎn)和空域資源時(shí)空特征形成配套的空域管理辦法,導(dǎo)致空域利用率較低,從而造成空域資源浪費(fèi),日益增長(zhǎng)的無(wú)人機(jī)低空飛行需求難以得到滿(mǎn)足。低空民用無(wú)人機(jī)大多在航路外的空域飛行,缺乏相應(yīng)的飛行管理和空管設(shè)施保障。同時(shí),由于航路、航線和機(jī)場(chǎng)空域沒(méi)有設(shè)置使用高度的上下限,低空空域結(jié)構(gòu)劃設(shè)受到限制,增加了無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)組織和實(shí)施的難度,致使無(wú)人機(jī)飛行便捷、作業(yè)效率高的特點(diǎn)沒(méi)能充分體現(xiàn)出來(lái)。
空管設(shè)施保障能力有待提升
傳統(tǒng)管制監(jiān)視設(shè)備主要用于大中型運(yùn)輸機(jī)和通航飛機(jī),缺少對(duì)低空無(wú)人機(jī)進(jìn)行監(jiān)視的能力。大部分機(jī)場(chǎng)缺少低空探測(cè)雷達(dá),特別是1000m以下的低空飛行動(dòng)態(tài)監(jiān)視能力不強(qiáng),監(jiān)視范圍太小,盲區(qū)較多。低空民用無(wú)人機(jī)任務(wù)載荷重量輕、外形尺寸小、動(dòng)力能源有限,無(wú)法搭載傳統(tǒng)的空管監(jiān)視模塊,且低空民用無(wú)人機(jī)的雷達(dá)截面積小、飛行高度低,地面障礙物的環(huán)境影響復(fù)雜,無(wú)人機(jī)容易出現(xiàn)失控現(xiàn)象,尤其是在敏感空域和邊境地區(qū)飛行,極易造成不明空情。因此,一次、二次雷達(dá),廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)等傳統(tǒng)空管監(jiān)視手段難以準(zhǔn)確掌握無(wú)人機(jī)的飛行動(dòng)態(tài)。此外,受現(xiàn)有空管設(shè)施監(jiān)視能力的限制,飛行調(diào)配須要預(yù)留足夠的空間來(lái)保證飛行安全,這在一定程度上影響了監(jiān)管單位對(duì)在低空飛行的無(wú)人機(jī)實(shí)施全程監(jiān)視,給飛行安全埋下隱患。監(jiān)管單位有時(shí)能看見(jiàn)無(wú)人機(jī)飛行的動(dòng)態(tài),卻未接到相關(guān)的飛行申請(qǐng),無(wú)法聯(lián)系無(wú)人機(jī)操控員,更無(wú)法讓無(wú)人機(jī)立即著陸。這種情況嚴(yán)重威脅了飛行安全,筧橋機(jī)場(chǎng)就曾多次發(fā)生此類(lèi)事件。
發(fā)展策略
近年,各類(lèi)低空飛行任務(wù)量不斷增大,低空和超低空空域使用需求更加強(qiáng)烈。同時(shí),隨著軍事斗爭(zhēng)準(zhǔn)備的不斷深入,部隊(duì)訓(xùn)練飛行緊貼實(shí)戰(zhàn),多機(jī)種對(duì)抗、實(shí)兵演練大幅度增加,低空和超低空空域使用量增長(zhǎng)快速,軍民低空空域使用矛盾日益突出。舊的低空空域管理體制改革、科學(xué)而有效的低空空域管理、空域利用率提高是擺在我們面前急需解決的重要課題。
夯實(shí)基礎(chǔ),完善低空空域管理法規(guī)體系
民用無(wú)人機(jī)低空空域管理涉及國(guó)家職能部門(mén)、企事業(yè)單位和個(gè)人用戶(hù),具有廣泛性、經(jīng)濟(jì)性和特殊性特征。在《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》已正式發(fā)布的背景下,相關(guān)單位應(yīng)盡快研究出臺(tái)相關(guān)低空空域管理法規(guī),細(xì)化低空管理細(xì)則,健全運(yùn)行安全規(guī)范標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)一步明確政府的相關(guān)職能,企事業(yè)單位及個(gè)人的責(zé)任和法律義務(wù)等,逐步規(guī)范無(wú)人機(jī)市場(chǎng)。無(wú)人機(jī)空域管理的實(shí)施細(xì)則須要制定,無(wú)人機(jī)空域管控流程應(yīng)完善空域管理、飛行規(guī)則、低空空域結(jié)構(gòu)劃設(shè)與使用、人員培訓(xùn)、飛行實(shí)施和空域保障等內(nèi)容。法規(guī)的可操作性和實(shí)用性須要提高。業(yè)界可以借鑒海南省的成熟經(jīng)驗(yàn),以空域管理為核心,行業(yè)監(jiān)管為基礎(chǔ),政府管理為平臺(tái),公共服務(wù)為窗口的軍民融合無(wú)人機(jī)綜合監(jiān)管平臺(tái),建立低空空域管理法規(guī)體系,不斷完善無(wú)人機(jī)空域管控流程。同時(shí),法規(guī)宣傳力度應(yīng)當(dāng)加強(qiáng),為無(wú)人機(jī)發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境。
統(tǒng)籌全局,合理劃設(shè)低空空域結(jié)構(gòu)
空域結(jié)構(gòu)合理與否,直接影響著空域利用率的高低。第一,我國(guó)低空空域結(jié)構(gòu)劃設(shè)可借鑒航空發(fā)達(dá)國(guó)家的有益經(jīng)驗(yàn),同時(shí)結(jié)合具體國(guó)情,按用途、使用特點(diǎn)和管理方式對(duì)低空空域進(jìn)行分類(lèi)劃設(shè),明確低空空域開(kāi)放、使用的條件。第二,明確低空空域分類(lèi)。這是無(wú)人機(jī)安全運(yùn)營(yíng)的基礎(chǔ),是低空民用無(wú)人機(jī)空域管理頂層架構(gòu)設(shè)計(jì)的一部分內(nèi)容。低空空域結(jié)構(gòu)分類(lèi)體系建設(shè)將為無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)提供支持。中國(guó)民用航空局制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《民用機(jī)場(chǎng)無(wú)人駕駛航空器管制區(qū)域劃設(shè)技術(shù)要求(征求意見(jiàn)稿)》為機(jī)場(chǎng)周?chē)鷧^(qū)域劃設(shè)了無(wú)人機(jī)管制區(qū)域,無(wú)人機(jī)管制區(qū)域分為核心區(qū)域、緩沖區(qū)域兩類(lèi)。管制區(qū)域劃設(shè)要根據(jù)不同運(yùn)行場(chǎng)景、不同風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的需要,并滿(mǎn)足實(shí)際安全運(yùn)行水平的條件。核心區(qū)域劃設(shè)應(yīng)細(xì)致考慮電磁環(huán)境、設(shè)備設(shè)施、人口流動(dòng)區(qū)域等因素,收集掌握民用機(jī)場(chǎng)航空器起降的歷史運(yùn)行航跡、起降飛行程序設(shè)計(jì)等要素。緩沖區(qū)域則是為核心區(qū)域而劃設(shè)的一個(gè)安全裕度區(qū)域。第三,低空航線劃設(shè)有助于豐富無(wú)人機(jī)的應(yīng)用,但應(yīng)考慮多種風(fēng)險(xiǎn)因素,例如科學(xué)合理地評(píng)估人口流動(dòng)區(qū)域、建筑、自然環(huán)境、氣象、電磁環(huán)境、電池使用時(shí)間等因素存在的風(fēng)險(xiǎn),以保障無(wú)人機(jī)安全運(yùn)行。第四,根據(jù)空域地理環(huán)境、地面設(shè)施監(jiān)視能力、保障條件和管制需要,相關(guān)部門(mén)應(yīng)制定航空器進(jìn)入空域的條件,針對(duì)不同類(lèi)別的空域,采用不同的監(jiān)視方式,建立相應(yīng)的監(jiān)視模式。
科學(xué)前瞻,強(qiáng)化低空空管設(shè)施建設(shè)
軍民雙方加強(qiáng)共同協(xié)調(diào),充分實(shí)現(xiàn)資源和信息共享,進(jìn)一步加大低空空管基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度。
一是充分考慮防控、空域資源共享和投資效益等因素,在現(xiàn)有空管系統(tǒng)基礎(chǔ)上,加強(qiáng)低空監(jiān)視系統(tǒng)建設(shè),提高雷達(dá)和通信設(shè)施覆蓋范圍,減少盲區(qū),尤其是低空空域開(kāi)放試點(diǎn)管制區(qū)域應(yīng)實(shí)現(xiàn)雷達(dá)多重覆蓋,以增強(qiáng)信號(hào)的可靠性,為監(jiān)視包括低空民用無(wú)人機(jī)在內(nèi)的所有航空器飛行提供保障。
二是加強(qiáng)低空空域管制網(wǎng)絡(luò)建設(shè),全面監(jiān)視無(wú)人機(jī)的低空飛行動(dòng)態(tài)?,F(xiàn)代衛(wèi)星通信技術(shù)可將管制員工作站與機(jī)載GPS導(dǎo)航儀、應(yīng)答機(jī)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。完善的低空空域管制網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)低空空域內(nèi)的“看得到,聯(lián)得上”,提供可靠保障。
三是建設(shè)統(tǒng)一的監(jiān)管系統(tǒng)。目前,無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)管平臺(tái)—中國(guó)民航局無(wú)人駕駛航空器空管信息服務(wù)系統(tǒng)(測(cè)試版)已經(jīng)運(yùn)行多年,先后在深圳市、海南省等地試點(diǎn)應(yīng)用。借助該系統(tǒng),試點(diǎn)地區(qū)實(shí)現(xiàn)了空域申請(qǐng)?jiān)诰€審批、飛行動(dòng)態(tài)識(shí)別、違規(guī)飛行告警、特殊空情查證等功能,為從事民用無(wú)人機(jī)飛行活動(dòng)的單位和個(gè)人提供了合法合規(guī)、便捷順暢的渠道。
四是加強(qiáng)低空空域飛行信息共享。航空信息網(wǎng)絡(luò)和地面通信系統(tǒng)可將管制員工作站、無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠家、運(yùn)營(yíng)單位及個(gè)人的信息進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。地面信息網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)信息共享,提高低空空域的使用效率和監(jiān)管力度。
結(jié)束語(yǔ)
高效的無(wú)人機(jī)低空空域管理可以改善飛行環(huán)境,提高空域和時(shí)間的利用率,不僅關(guān)系到航空器飛行安全,而且關(guān)系到社會(huì)資源和財(cái)富的充分利用。我國(guó)應(yīng)當(dāng)立足航空事業(yè)發(fā)展的總趨勢(shì),加強(qiáng)低空空域管理,統(tǒng)籌兼顧,合理有效地開(kāi)放、開(kāi)發(fā)低空空域資源,為推動(dòng)《無(wú)人駕駛航空器飛行管理暫行條例》扎實(shí)落地,為促進(jìn)無(wú)人機(jī)和通用航空產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展提供支撐。