王炫朝
随着科技进步与无人机行业的发展,无人机应用越来越广泛,消费娱乐应用日益普及。关于消费娱乐用途无人机是否需要强制视距内运行,众说纷纭,莫衷一是。笔者就此发表“一孔之见”。
“视距”(sight distance)即能见直线距离,通常指不借助辅助观察设备器材(矫正视力镜片除外)情况下,人的目视接触前方障碍物或移动物体的直线距离。“视距内”即视线范围,通常指不借助辅助观察设备器材(矫正视力镜片除外)情况下,人的目视接触范围。
视线范围大小没有准确数值,因人视力强弱和气象条件而变化。比如,天气晴朗时地面或空中能见一架大飞机的平均距离是8km左右,但受到雨、雾、黄昏等不同天候影响,能见距离就会大为减小,甚至小到几十米。这对地面交通工具比如汽车同样如此。因此,航空体育界为了限定模型航空器运动范围,结合模型航空器仅能在直接目视视距内运行的特点,将模型航空器活动范围明确为“视距内运行”,并界定为飞行高度不超过120m、活动半径不超过500m。
相对“视距”“视距内”概念,出现了“超视距”概念,即是指肉眼看不见的范围。
美国《小型无人航空器系统运行和审定》(Part 107)运行限制第(2)条规定:小型无人机(25kg以下)必须在视觉范围内(VLOS)操作;必须保持在飞行指挥员、飞行器操控者以及视觉监督者的视线范围内。第(3)条规定:无人机在任何时候都要保持离飞行指挥员、飞行器操控者和视觉观察员足够近,以保持在他们视线范围内。第(7)条规定:推荐使用视觉观察者,但不强制。
在FAA之前颁布的《正常类、实用类、特积类和通勤类飞机适航标准修订》(FAR23 NPRM)中指出,操作者或观察员在小型无人机飞行全过程的目视观察,要达到(1)知道无人机的位置;(2)辨别无人机的姿态、高度和方向;(3)观察空域内是否有其他航空器或危险情况;(4)确保无人机不会造成对他人生命或财产的威胁。征求意见中的主要意见则包括:(1)关心视距内飞行的要求能否有效减缓风险,具体问题包括:肉眼观察不足以感知和避让其他航空器,并且小型无人机太小,不易被有人机飞行员察觉。(2)强调远程操作者可能无法准确判断小型无人机可能发生的空中碰撞情况。进一步,建议FAA对影响观察者评估姿态和空速能力的因素开展系统科学的研究。(3)反对不借助任何设备的视距内飞行限制,建议允许使用第一人称视角(First-Person-View,FPV)技术,可通过适当的技术满足或超越视距内飞行的要求。强调FPV技术已经在业余爱好组织使用了多年,技术日趋成熟,能够提供比肉眼更广阔的视野。(4)建议在操作者可以在确保关闭区域入口的私有土地上空运行超视距运行,例如公共管道巡线。另外,认为视距内运行的要求不适用于某些特定用途,如公共安全/应急、电力巡线、新闻调查、农业等。
美媒2018年2月消息称,无人机行业领先的宣传组织即商业无人机联盟,已发布2018年立法重点清单,立法优先事项上称,美国国会应指导FAA及时进行超视距运行安全操作。
加拿大规定一般情况下,无人机被要求在视距内运行,而获取前述的“特殊飞行操作资格证”后,可以超视距运行。
英国在2016年修订完善的《空中航行法规》中,对于自重小于20kg的无人机,要求操作人员必须保持对无人机直接的、无需借助工具的视距内观察,充分考虑无人机与其他空中飞行器、人员、车辆及建筑的相对位置关系,认真规划飞行路线,避免发生碰撞事故。
法国《民用无人航空器设计标准、使用条件和操作能力规定》和《民用无人航空器空域使用规定》指出,对重量在2~150kg的无人驾驶航空器,法令要求通常在视距内,且飞行高度不超过50m。对于重量不超过2kg的无人驾驶航空器,允许超视距飞行,但高度不得超过150m。
德国规定无人机重量不得超过25kg,飞行时必须保持在操作员视线范围内。操作员需要使用视觉辅助装备观察无人机或无法透过遮蔽物直视无人机时,无人机不算做在操作员视线范围内。
意大利则首先肯定了视距内飞行的一般原则,但是使用电子视距内飞行是允许的,同时也允许超视距飞行。在视距内飞行一般不超过150m高度,水平距离一般不超过500m。
瑞士要求无人机在视距内飞行。
日本在其《航空法》修正案中指出,无人机操作员必须随时用肉眼监控无人机及周边情况,无人机飞行时必须与他人和物体保持30m以上距离,无人机不得飞越人员聚集区域。
澳大利亚民航安全局在该局颁发的《民航安全法规》第101章及其修正案中写出,无人机只能在白天飞行,并确保无人机随时在驾驶员视线范围内;飞行高度不得超过120m;保持无人机距离人或其他物体30m以外。
在我国,民航局于2016年9月印发的《民用无人驾驶航空器系统空中交通管理办法》第三章第十三条第一款明确了“驾驶员应当持续监视民用无人驾驶航空器飞行”,虽没有强调“视距内运行”,但在尚未开发应用监管共用平台的情况下,实质仍要求“视距内运行”。
总的看,各国对轻小型无人机普遍要求在视距内运行,个别国家允许超视距运行但要求被监视。
消费娱乐用途的无人机是否需要强制视距内运行,应当综合考虑各国对该类无人机这一管理制度的设置背景、安全风险机理和安全风险大小等各方面进行综合衡量,不能“一棍子”打死。
从设置背景看,消费娱乐用途无人机视距内运行要求主要源自模型航空器操作要求。由于模型航空器机体本身不存在下传链路,必须靠操作员目视判断机体运行姿态,继而通过遥控方式控制和改变姿态。这对航模来讲是必须的,但对无人机而言,其具备智能飞控,稳定性极强,图传技术可以向操作员实时传输周边画面与环境。在非目视观察的环境下,操作员依然具备操纵无人机飞行的能力。而视距内运行的要求,无疑忽视了无人机与模型航空器在性能层面的根本性不同。从这一点看,强调无人机视距内运行可看作是一种变相的性能限制。
从安全风险机理看,超视距飞行在一定程度上会增大飞行危险性,在操作员难以目视无人机的情况下,无法精准掌握无人机的状态、进行姿态控制等多项操作,甚至当无人机距离操作员过远,无线电信号已经无法有效传送时,无人机极有可能失控,造成人身或财产的损失。所以,国际上也都认为小型无人机应当在视距内被监视的状态下运行。但是,随着科技的进步,无人机技术正不断突破,产品愈加智能化。这种粗方式的的管理模式未免过于严苛,没有充分考量客观技术的发展,有可能阻碍行业进步。基于此,本文提出一些新的建议和意见,在保证安全的前提下对无人机视距内(VLOS)运行展开讨论。
从安全风险大小看,无人机在视距内和视距外运行的安全问题主要危及空中安全与地面安全。空中安全问题包括与其他航空器的空对空碰撞和与空中障碍物碰撞;地面安全包括对地面上的人或物的撞击等造成的安全问题。关于空中安全问题。只要强调超视距运行的无人机必须具有可靠的位置和高度保持能力并能够提供可靠监视条件,即可保证其不会与有人机相撞,基于此,完全有理由降低对其运行要求,不再强调视距内运行。关于地面安全问题,消费娱乐无人机自身重量轻、速度小、载荷小,对地面障碍物的破坏力已很有限,还有不少无人机具有视觉感知、避障等功能,因此也没有必要强调视距内运行。当然,我们可以强制该产品通过空域保持能力、可监视能力和重量、飞行速度认证,并要求超视距飞行无人机必须强制安装航行灯,通过灯光闪烁显示其正在飞行。此外,消费娱乐无人机由于重量轻,其电池容量通常具有一定有限性,无线电发射功率也受到一定限制。据统计,我国消费娱乐用途无人机的无线电设备发射功率通常不超过100mW,经测算,该功率可支持的遥控距离在城市复杂环境下不足300m,在城市一般环境约500m左右,空旷地带传输距离远一结,但因环境简单且属公开的适飞空域,对安全问题影响并不大。
今年1月,国家空管委办公室针对无人机的飞行管理问题向社会发布征求意见稿,对微型无人机外的其他类别无人机飞行未作视距内运行限制,符合技术与社会的发展趋势,个人觉得非常接地气,是一大亮点和创举。
综上,笔者认为,对于轻小型无人机是否强制视距内运行应当在坚持以安全为本的前提下,充分考虑科学技术进步和人民群众的实际需求,以发展的眼光去管理,促进行业蓬勃发展。■