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无人机对空中交通管理的挑战

2020-11-01 13:44 性质:转载 作者:王璨 来源:于防务快讯
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7. 与无人机任务有关的信息管理

表4根据任务的时间(飞行前、飞行中、飞行后)说明了无人机交通管理系统的功能。

由于解决方案的复杂性,目前需要创建一种具有附加功能的系统,该系统可以管理运行(与任务相关)和非运行(所谓的通用)数据的集成。与这些功能相关的信息管理运行可能超出了无人机交通管理系统和无人机交通管理服务的范围,并且可能影响其他国家(政府/管理局)机构进行的行动。

表4 基于任务时间的无人机交通管理系统功能

近年,无人机领域出现了越来越多的新功能,但这些功能必须由远程(用户)站/终端来完成,应该改善平台的独立通信情况以避免可能发生的冲突。用户终端的功能属于基本任务:

  • 无人飞行器管制(一站一机);

  • 管制自主飞行/任务;

  • 同时管制多架飞行器(机群);

  • 通过通用通信(TCAS、FLARM、ADS-B等)解决飞行器之间的冲突。

  • 无人机执行的飞行任务与常规飞机的飞行任务明显不同,因此有必要制定新的规定并定义运行环境

    下表包含了无人机交通管理功能的定义和数据管理运行的描述。基于当前的技术发展水平和法规,表5-8指出给定功能是无人机交通管理服务功能或附加功能(非无人机交通管理功能)。非无人机交通管理功能可支持复杂无人机交通管理系统的高效运行,但是无人机交通管理服务提供商不负责创建与给定功能相关的数据,仅使用已生成的数据。

    表5 无人机交通管理附加功能的定义

    表6 无人机交通管理飞行前功能的定义

    表7 无人机交通管理飞行中功能的定义

    表8 无人机交通管理飞行后功能的定义

    具有内容和时间有效性(静态、半动态、动态)的可用数据应与给定功能相关。可以通过提供以下数据来使用全面解决方案的相关功能:

  • 注册数据:已在无人机交通管理系统中注册的用户和飞行器数据,对于任务、无人机和用户的分配来说是必要的;

  • 航空信息服务数据:飞行器安全运行数据可用于规划与执行任务。这一数据涵盖了实际和预测的气象和交通情况以及空域使用和管制区域;

  • 航空基础设施(空域管理单元(AMC))数据:与空域、扇区、机场、航路等相关的数据可规划和支持任务的执行;

  • 权限数据:已授权任务的数据(飞行前数据);

  • 交通数据:运行相关数据包含飞行/任务规划和雷达数据。这些数据通过给定任务的正确时间规划来支持运行;

  • 飞行运行(遥测)数据:数据来源不同,包括无人机甚至是远程站点生成的与实时任务相关的信息;

  • 联系数据:不断更新飞行员的个人信息,以便立即进行语音或数据通信。在恶劣环境下,这一点至关重要;

  • 设备数据:有关固定或便携式的通信、监视和其他技术设备的地面基础设施数据。

  • 为了全面使用各种功能,应建立统一的平台来获得不同来源(甚至来自不同组织和行业合作伙伴)的数据,从而简化数据管理,并满足必要的数据质量要求。

    无人机交通管理系统的运行独立于空中交通管理系统,但是由于信息管理运行的特殊性以及飞行情报的集中处理,无人机交通管理系统与空中交通管理系统重叠。就管理数据而言,无人机交通管理系统需要使用空中交通管理系统中的数据,包括与航空信息服务、空域管理单元、气象、飞行规划以及交通相关的数据。随着新功能的出现,这些数据被用于多个方面(如图2)。

    图2 无人机交通管理系统体系的功能结构

    图2对这些功能根据以下进行了分类:

  • 无人机交通管理/非无人飞行器交通管理功能;

  • 是否涉及无人飞行器交通管理服务;

  • 基本功能:任务必须被纳入无人机交通管理,从而可以提供服务;

  • 可选功能:对无人机交通管理服务来说并非必不可少,但是可以通过该功能提高服务水平;

  • 支持功能:独立于无人机交通管理但支持无人机交通管理和用户的功能。

  • 用户只有在操作前配合提交飞行/任务的详细信息,才能完全使用无人机交通管理系统之系统提供的集成信息管理服务。否则信息的不完整将导致服务质量下降,从而增加安全风险。无人机交通管理将交通管理作为一个复杂的飞行信息系统,安全性问题需要重视。无人机的中断、干预、损坏等安全性问题(例如中断、干预、破坏等)由负责法律秩序的国家服务部门提供解决方案。开发人员在开发过程中需要考虑到信息技术和赛博安全性问题,因此无人机交通管理系统的开发必须确保系统有能力抵御赛博攻击。

    8. 结论

    无人机相关活动给无人机空中交通管理带来了复杂的挑战,必须对无人机活动进行有效和高效的管理,以提高航空安全。无人机交通管理解决方案不断发展变化。如今,随着连通服务和技术的发展,无人机领域市场不断扩大。新技术的发展比法律框架的制定要快得多,这对连通和应用服务的传播产生了不利影响。随着技术的发展,未来几年内,无人机领域将发生巨大发展,应尽快建立新的法律框架。

    无人机交通管理系统的运行独立于空中交通管理系统,但是由于信息管理(例如航空信息服务、空域使用数据等)的部分重叠,因此不可能完全独立或单独运行。无人机交通管理与空中交通管理是互连的,每个系统都依赖于来自另一个系统的数据。尽管有这种依赖关系,但在提供互操作性时,两个系统也可以由不同的服务提供商负责。

    现如今尚无与空中交通管理类似的服务范围覆盖全国的无人机交通管理服务提供商,现有的解决方案正在试验过程中。无人机开发公司中既有大公司,也有小公司,从初创企业到行业领先的空中交通管理开发公司,涉及范围广泛。未来的法律、市场和运行环境将极大地影响无人机交通管理服务。遥控飞行系统的日益普及是由于多个相关因素的相互作用而造成的:

  • 众多公司参与无人机的制造和开发,因此竞争异常激烈,这也导致了无人机的价格下降和广泛普及;

  • 无人机新开发的许多功能可以替代人力;

  • 无人机新功能可以满足潜在需求;

  • 近来,无人机的运行变得越来越简单,管制活动不需要具备特殊知识和资格。

  • 为了使无人机在市场上发挥更大的作用,许多从事不同行业合作伙伴已经在无人机的研发领域进行合作。本文中的信息为原始数据。由于无人机领域正在不断发展,因此上述某些问题可能会在未来通过进一步的技术发展而得到解决。

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