《民用无人驾驶航空器系统安全要求》解读
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近年来,全球民用无人驾驶航空器产业快速地发展,由于其操作简单便捷、快速灵活,大范围的应用于农业、林业、电力、气象、海洋监测、遥感测绘、物流、应急救援等领域,但同时由于其易改装、难防范,有可能会出现“黑飞”“乱飞”现象,给国家安全、公共安全造成一定的影响。此外,我国民用无人驾驶航空器产品并没有统一的质量安全标准,少数企业的产品设计不合理,给人民群众生命财产安全带来一定的安全风险。一方面,无人驾驶航空器在民用、商用市场蒸蒸日上,推动了消费增长和技术进步,另一方面,行业乱象给公共安全带来威胁,在此背景之下,《民用无人驾驶航空器系统安全要求》作为领域首项强制性国家标准应运而生。
《民用无人驾驶航空器系统安全要求》强制性国家标准(GB 42590-2023)由工信部组织起草,市场监管总局(标准委)2023年5月23日正式对外发布,定于2024年6月1日起正式实施。该标准是《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的配套支撑标准,适用于除航模之外的微型、轻型、小型民用无人驾驶航空器(最大起飞重量25KG以下),所涵盖的无人驾驶航空器占全国无人驾驶航空器存量的90%以上。
《民用无人驾驶航空器系统安全要求》规定了电子围栏、远程识别、应急处置、结构强度、机体结构、整机跌落、动力能源系统、可控性、防差错、感知和避让、数据链保护、电磁兼容性、抗风性、噪声、灯光、标识、使用说明书等17条强制性要求并提出对应的试验方法。
1.电子围栏。轻型和小型无人驾驶航空器应在检测到其与特定地理范围可能或正在发生冲突时,向无人驾驶航空器操作员提供通知警告或自动执行飞行预案。
2.远程识别。轻型和小型无人驾驶航空器实施飞行活动,应当利用互联网主动向综合监管服务平台报送识别信息。无人驾驶航空器在飞行过程中应当通过无线局域网(Wi-Fi)或蓝牙自动广播识别信息。
3.应急处置。轻型和小型无人驾驶航空器在飞行过程中遇到突发状况时,应具有悬停/空中盘旋、返航、降落、开伞等一种或多种处置能力,遇到导航失效情况,应向无人驾驶航空器操作员提供通知或警告。
4.结构强度。在承受各种规定的载荷状态下有充足的强度和刚度,无人驾驶航空器结构不产生有害变形;在承受最大起飞重量的1.33倍的载荷时,无人驾驶航空器的主要承力结构不被破坏。
5.机体结构。无人驾驶航空器机体及部件结构不应有对用户正常使用或维护保养造成了严重的伤害的锐边;不具备桨叶保护设施的微型和轻型无人驾驶航空器,桨叶设计应减小对人员的划伤;桨叶不应使用金属材料,并需满足《要求》相关规定。
6.整机跌落。对于采用锂离子电池作为动力的微型和轻型无人驾驶航空器,电池调至满电量的30%±2%,无人驾驶航空器由10m高度自由垂直跌落,不出现爆炸或起火现象。
7.动力能源系统。对于锂离子电池、氢燃料电池和燃油动力电池系统的标识和警示说明、电池组安全要求均做出了相应的安全要求。
8.可控性。轻型和小型无人驾驶航空器的飞行控制管理系统应具备关键飞行参数的限制与保护的能力。关键飞行参数的限制包括最大飞行高度限制和最大平飞速度限制;轻型和小型无人驾驶航空器控制与导航精度安全应满足《要求》相关规定。
9.防差错。无人驾驶航空器电池、电机、桨叶等部件的机械接口应具有防差错功能。
10.感知和避让。机体没有配备桨叶保护设施的轻型和小型无人驾驶航空器,应具有感知和避让功能,包括障碍物感知、告警提示并采取自动悬停、避让或降落等措施;专用于集群表演的无人驾驶航空器可不具备感知和避让功能。
11.数据链保护。轻型和小型无人驾驶航空器应采用信息安全技术方法进行防护,防止链路非授权访问。
12.电磁兼容性。轻型和小型无人驾驶航空器应能在其使用运行的电磁环境下保证系统安全工作,且不对公共电磁信号产生干扰。
13.抗风性。轻型和小型旋翼类无人驾驶航空器应具备在持续风、阵风等不大于一定等级下保证飞行安全的能力,在飞行控制管理系统参与情况下,轻型旋翼类无人驾驶航空器应在起降阶段能够抵抗3级风力,在飞行阶段能够抵抗4级风力;小型旋翼类无人驾驶航空器在起降阶段能够抵抗4级风力,在飞行阶段能够抵抗5级风力。
14.噪声。在铭牌或说明书上标识旋翼类无人驾驶航空器在悬停和典型飞行速度下的噪声测量结果。
15.灯光。除用于集群表演和明确标识仅限昼间飞行的轻型和小型无人驾驶航空器,应安装航向灯光,且需满足《要求》相关规定。
16.标识。无人驾驶航空器应具备唯一产品识别码、风险警示标识和分类标识符号。
17.使用说明书。应提供电子或纸质使用说明书,并在操作程序、安全使用规则、故障处理说明、使用环境适应性要求、描述安全性的警示语或图标等方面做出警示要求。
《民用无人驾驶航空器系统安全要求》对于远程识别、应急处置、感知与避让、数据链保护、噪声等17项强制性要求的内容给出了详细测试验证方法,主要包含了开展试验的前提要求和开展试验的具体步骤两大部分,以确保测试验证过程符合强制性规定要求,试验结果与强制性规定要求具有可比性。部分内容试验条件要求如下:
远程识别报文内容、报文格式、传输模式以及性能要求按照无人驾驶航空器运行识别最低性能要求的相关文件执行。
广播式远程识别应采用Wi-Fi信标或蓝牙广播协议发送报文。Wi-Fi频段及信道应满足如下要求:
(2)广播信道:采用上述广播频段中的任意信道或采用固定信道。如果采用固定信道广播时,2.4GHz频段应使用信道6(中心频点为2437MHz),5.8GHz频段应使用信道149(中心频点为5745MHz),信道带宽20MHz。
网络式远程识别的报文传输协议应满足轻型和小型民用无人驾驶航空器飞行动态数据管理有关要求及无人驾驶航空器运行识别最低运行性能相关要求。
(2)地面控制单元和无人驾驶航空器之间满足无线)无人驾驶航空器起飞点周围环视高度角10°以上无障碍物,且周围无显著电磁信号干扰;
(2)地面控制单元和无人驾驶航空器之间满足无线)无人驾驶航空器起飞点周围环视高度角10°以上无障碍物,且周围无显著电磁信号干扰;
光照条件:15lx以上。在试验场地内设置好所需障碍物,障碍物正面面积大于或等于2㎡,具有较丰富但不重复的纹理。设置被测样机起飞点距离障碍物10m以上。
被测样机预留上位机或测试工具的接入接口:应具有数据链安全功能的配置(添加/解除/修改)工具、抓包工具、协议分析工具和密码算法检测工具。
对生产厂商而言,在《民用无人驾驶航空器系统安全要求》正式实施之前出厂或进口的产品,仍可在标准实施之日起一年之内正常销售,为各厂商预留出足够的时间进行新产品研发、生产线调整和库存消化,使厂商转型成本最小化。对消费的人来说,该标准规定了无人驾驶航空器的基本安全基准,使无人驾驶航空器本身越发的稳定、可靠,体现了无人驾驶航空器技术飞跃的“两面”,即降低了对用户飞行技能的要求,但相应的如何合规使用无人驾驶航空器,合法飞行的要求会慢慢的变高。
《民用无人驾驶航空器系统安全要求》是我国第一个针对无人驾驶航空器领域的强制性标准,它的出现加强完善了现有民用无人驾驶航空器标准体系,可有效指导研制单位设计生产、规范检验测试的机构合规检测和保障使用者安全使用,有利于进一步筑牢民用无人驾驶航空器产品安全底线,贯彻民用无人驾驶航空器管理要求,对于促进民用无人驾驶航空器产业高水平质量的发展具备极其重大意义。