英国企业积极推动无人交通管理

安古斯·贝蒂

无人机的快速发展驱动空中交通管理的变革，英国也不例外。作为世界上最繁忙的空域之一，将无人机安全、无缝地集成到融合空域，英国将面临很多挑战，英国的企业在无人交通管理解决方案、飞行员培训等方面积极主动作为。

商用无人机系统将成为欧洲、北美和世界航空业未来最大的市场之一，这已成为社会共识。仅举一个最近的研究为例：5月下旬，普华永道发布了一项研究成果，估计到2030年，单凭无人机技术就能使英国的国内生产总值增加420亿英镑(即540亿美元)。然而，任何和所有此类预测都以无人机能够安全、无缝地集成到融合空域为前提。只有当操作员具有像常规飞机飞行员今天所享受的那样容易和快速的航线飞行能力时，才能实现无人机在国家领空进行常规飞行所带来的经济和实际效益。

不幸的是，未来的无人机革命的助推器还不存在。由于存在许多阻碍，例如小型无人机装备规避飞行碰撞所必需的传感器套件的可行性有限，获得监管部门的审批平台系统缺乏，怀疑者甚至是敌对的公众吹捧风险大于利益。无论这些挑战看起来多么艰巨，世界范围内的无人机应用都取得了进展，但是对于希望扩大市场的公司和渴望在不损害公共安全的情况下促进增长的政府来说，仍然存在一定的障碍。

长期以来，英国一直被视为实现无人机商业飞行的领导者。2002年，英国民用航空管理局(CAA)首次公布了关于在英国领空商业使用无人机的指南。2009年的空中导航命令(ANO)要求无人机的商业用户向CAA申请执行空中作业的许可，有效地创建新的飞行员类别，并使得英国的商业无人机能够在若干严格限制内飞行，包括任何时候无人机必须处于操作员的视距范围之内。

这种环境帮助英国建立了一个健康的行业无人机生态系统，其中的一些实体目前开始应对限制这部分市场增长面临的挑战。平台制造商首先必须回答感知和规避的问题，而与载人飞机共享空域存在的安全问题则需要CAA来解决。但是，为了将无人机纳入民用领空，还要解决其他一些必要的因素，目前各种类型和专业领域的公司开始共同致力于解决这些问题。

开发无人交通管理解决方案

英国的空中导航服务供应商（ANSP）NATS控股有限公司（前身为国家空中交通服务中心）在无人机集成中首先发挥主导作用。该组织是半官方性质的：它最初是CAA的一部分，但现在是公私合营关系，英国政府拥有该公司49%的股份。然而，与美国联邦航空局的空中交通控制系统一样，它的主要作用是确保英国领空的安全运行。这正是该公司在无人机集成中占据越来越重要地位的原因。

NATS负责无人交通管理（无人交通管理）服务集成的马克·沃森（Mark Watson）说：“我们看到无人机业务的发展最终需要某种形式的交通管理。越来越多的有人机与无人机之间近距离飞行导致事故的报道使得NATS对低空飞行安全产生越来越浓厚的兴趣。这确实是刺激NATS参与整个无人机业务的核心所在，并试图在保持空域安全集成方面发挥作用。”

正是在这种背景下，NATS开始与空中天使公司（Altitude Angel）合作。空中天使公司是一家位于伦敦附近的雷丁社区创业公司，由前微软软件工程师理查德·帕克（Richard Parker）于2014年创建。NATS和空中天使公司认识到许多小型商用无人机的飞行控制系统都是从飞机拥有者的智能手机上运行的，因此开发了一种名为“无人机助手”（DroneAssist）的应用程序，于2016年发布。

“无人机助手”允许小型无人机的用户（包括从事商业工作的用户和业余爱好者（不受CAA许可制度保护））轻松地访问实时空中导航信息，提供飞行数据。因此，该应用程序一方面使无人机飞行员都能够更好地了解他们正在操作飞行空域中发生的情况，另一方面使其他空中用户知道正在进行的无人机飞行。

今年早些时候，NATS和空中天使公司签署了一项长期正式合作伙伴协议，开发能够与传统空中交通管制系统集成的无人交通管理解决方案。

但是，马克·沃森表示，“我们将成为一个非现代化社区的典范。从概念上讲，无人机制造商和运营商是早期技术的采用者，而航空业并不是。因为大众不希望未经测试的产品进入空中交通管理空域中飞行。所以，无人交通管理改革是一个渐变的过程，不可能一蹴而就。”

消防学院工地的学员接受空中天使公司的安德鲁·莱克（右者，控制无人机）的培训。图片来源：NATS/空中天使公司

培训有助于安全飞行

NATS也与另一家小型英国无人机公司“未来天空”（Sky-Futures）建立了长期合作关系。2009年，该公司由前英国陆军无人机操作员詹姆斯·哈里森和克里斯·布莱克福德以及英国航空公司空客320飞行员尼克·罗杰斯创建，提供工业检查服务，目前还为无人机运营商，特别是紧急服务提供商提供专业培训。通过与NATS进行合作，未来天空公司为无人机飞行员开办了一门综合培训课程，NATS负责提供地面学校，而未来天空公司则满足英国航空航海局（ANO）所要求的专业实践培训和飞行技能评估。

马克·沃森说：“在安全方面，我们积极主动作为，在作为主营业务的同时，为那些想获得职业资格的商用无人机飞行员提供的基本培训课程。在开始的时候，我们不知道市场前景如何。但这是评估该市场走向的一个有效途径，可以从这些新飞行员那里获得第一手信息。从空中交通管制员的角度来看，我们能够给他们提供第一手的关于如何安全驾驶无人机的建议和见解。“现在已经建立了传统的培训模式体系，正计划向基于在线培训的业务方向拓展。作为空中导航服务供应商，我们有责任和义务将飞行安全向广度和深度推进提供指导，同时也可以利用未来天空公司提供特定行业培训的经验。”

航空航海局规定，任何驾驶商用无人机的人员必须获得CAA的许可，并要求申请人证明有能力通过由CAA认可的培训机构飞行技能的评估。但目前还没有要求飞行员接受任何实际飞行指令的要求。”

未来天空公司的首席遥控飞行教练员安德鲁·莱克解释说，“要拿到驾照，就必须通过地面学校考核和实际考试。因此，理论上，你实际上不需要做任何训练。作为一家公司，我们希望做的是，与其让一群人穿过传帮带，还不如多教他们一点，发展他们的飞行技术。”

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未来天空公司基于公司课堂室内飞行培训经验开发培训课程，总计超过8500h学时，适用于在苛刻和困难的情况下飞行无人机，例如在海上石油和天然气平台甲板上飞行，以及检查诸如风力涡轮机和电信天线桅杆等结构。

安德鲁·莱克介绍说，该公司最初在伦敦西部的一个地点训练自己的飞行员，但是当地区消防局等其他用户来向他们请求提供专业训练时，他们把飞行学校活动场地迁到了格洛斯特郡莫顿马什的消防学院。该学院有许多具有典型应用环境，为各种客户提供有益的现实场景，包括铁路线、石油钻塔式安装和传输塔等。“开办一个课程时，我们一般按照3∶1的比例配备教员。我们一次培训有招收6名学员，配备2名教练。这意味着每个学生都有足够的起降架次和足够的飞行时间。”

未来天空公司可以为每个客户提供定制课程，标准培训包括2-5天飞行训练。未来，天空公司将理论培训包移交给NATS，专注于为客户提供需要的专业培训，减少飞行教员离开检查任务岗位的培训压力。

不注册带来的风险

美国商用无人机飞行员认证采用强制性技能演示和书面考试的方式。虽然这种方式完全合理，却无法解决当前不断扩大的无人机行业面临的最大问题，即非专业无人机飞行员往往以不负责任或甚至蓄意伤害的方式操纵无人机。

在英国，2013年常规飞机机组或空中交通管制人员报告，无人机与有人机近距离抵近或相撞事件数量难以置信地为零。2014年，英国航空理事会(UKAirprox Board)收到6份无人机与有人机抵近或相撞事件事件报告；到2016年，这一数字上升至94。今年，截至董事会的6月20日会议，仅仅过了一个月，同类事件就已经报告了10起。安德鲁·莱克说：“我认为，对于参加商用无人机驾驶员考试的每一个人，地面培训学校都会让他们充分了解自己能做什么，不能做什么。尤其是爱好者们，更需要理解并严格准守规则。”

目前，英国正在努力采取措施，以缩小监管体制带来的影响。今年早些时候，与修改后，ANO要求所有无人机飞行在400ft. AGL以下（英国航空理事会收到的大多数事件报告都发生在500ft. 或以上）。此外，2019年11月30日以后，所有运营商重量超过250g（约0.5lb.）的无人机将被要求自觉登记，注册所有者、无人机以及操作资格。日前，英国交通运输部召开公开会议，采取措施促进即将到来的2019年议会中顺利通过无人机法案。相关措施包括讨论警察更大的执法权力，强制所有无人机操作员使用飞行安全和飞行信息App。

前提似乎是正确的，但现实中的每个细节却是至关重要。政府层面的战略强调使私营企业的主体性，这种倾斜似乎远离集中监管。然而，软件没有设定某种标准使飞行安全应用程序的强制使用可能会使情况变得更糟。

无人交通管理的难题

困扰英国、美国和其他地方的无人交通管理问题需要由全世界的无人机运营商、计划提供这些服务的企业、监管机构和政府机构来解决。

查德·帕克指出，有许多实体提供无人交通管理解决方案，但是没有明确理解的具体需求，通过这些需求性能进行方案对比。即使是术语也会给粗心的用户带来收获。此外，新兴的无人机飞行社区主要由新入行者组成，他们可能不知道他们需要问什么问题。

查德·帕克指出，“无人交通管理是一个还没有定义的术语。目前，许多公司都在说‘我们做无人交通管理’，但如果你揭开他们的面纱，他们实际上说的是‘我们编写软件来管理无人机机队’，这与我们对无人交通管理的理解非常不同，而且与国家机构考虑无人交通管理需要做什么的需求也不相吻合。”

多旋翼无人机可胜任城市飞行作业

对政府来说，一个挑战是确保互相竞争的无人交通管理提供商允许所有航空用户充分了解其飞行空域的情况并彼此共享数据。目前，英国已经制定了一套可行的整体解决办法，但是对实际要求有点偏离。但是这已经朝着正确的方向行动。

今年早些时候，在马德里举行的全球无人交通管理协会年会上，谷歌的“项目翼”(Project Wing)负责部门宣布了一项计划，旨在发展该公司与AirMap、空中天使、“精确鹰”（Precision Hawk）、Skyward和Unif l y五个无人交通管理供应商之间系统的互操作性。马克·沃森评论说，“这是一个开创性的时刻，他们提出了一个通用的数据交换技术方法，并鼓励其他服务提供商注册。我认为这是一个很好的开始。”

谷歌使用的协议是通过将全球领空划分为多个750m方块来实现的。当无人交通管理系统关注到每一个空域快时，使用其管理系统的无人机进入特定块，该协议会提醒同属于一个空域的其他用户，确保每个系统及其用户都意识到竞争对手的无人交通管理系统可能在同一空域内管理和操作其他无人机飞行。但是仍有很多细节问题需要解决。

查德·帕克说：“目前的协议并没有告诉你每个空域正在发生什么，以及由谁负责。每个无人交通管理公司实际上都能够有效地访问云端的一个文本文件。该文件表示一个网格正方形空域，然后在该文件中插入一行，上面写着‘我对这个网格正方形空域感兴趣’。有了这个协议，我可以去想去的网格方阵空域，看看其他人是否在同一空域中。但是我不能做的是，看不到无人机在何时何地飞行，并且我没有任何用于检索或交换信息的数字机制。无人交通管理系统应该能够很好地保护每个空域服务公司所拥有的专有数据，使它们能够对其客户的数量和身份保密，并确保客户能够控制谁能够访问无人机所做工作的数据的性质。这也是避免多个无人交通管理系统完全独立管理无人机飞行发生致命事件的重要第一步。这样，两个飞行员可能正在同一区域操控无人机，但是永远不会被告知另一架无人机的存在。然而，该协议对于共享实时数据只提供了有限的功能，并且似乎不太可能有效地避免相撞。这种方式带来的副作用可能会增加混乱，而不是减少混乱。”

查德·帕克还评价说：“这纯粹是假想的。但是假设美国从周一开始宣布，任何无人交通管理公司都必须使用谷歌协议，那空中天使公司所能做就是在美国的每一个网格空域上注册，因为我们能够提供这个国家在空域中发生事情的空域航图。我知道谷歌确实有做更多事情的强烈愿望——但是像中心安全功能、协调器等功能不会交由他们来处理。”

空域问题的推进将考验私人商业利益与监管机构和政府安全职能之间的紧张关系。任何政府似乎都不可能或想要对这种无人机控制系统进行微观管理，但将太多责任交给私营企业或者机构可能意味着带来灾难。在取得真正进展之前，各国政府和国家监管机构似乎将不得不接受它们需要发挥更积极的作用。

查德·帕克透露，“许多无人交通管理公司不是出于安全的动机，他们的真实目的是有效地拥有整个国家空域图。但这是一个主权问题，它应该由国家民用航空管理局管理，而不是由具有商业利益的商业实体。如果你尝试将安全私有化，那么根据不同的标准，许多不同的人将可以非常方便地完成这项工作。这让整个社会深感忧虑。”