在連云港港主航道,一架無人機升空至200米高度進行航標巡檢,隨后下降至150米高度轉入贛榆港航道,獲取檢測點影像。50分鐘后,無人機安全著陸,共獲取影像1000余幅,其中針對航標的有效影像200余幅,基本可以辨識航標顏色、形狀、破損等情況……這是東海航海保障中心連云港航標處(以下簡稱“連云港航標處”)將無人機技術應用于航標巡檢領域,對海上預設點航標進行無人機低空飛行巡檢的一次試飛。自去年開始,連云港航標處就與具有資質的通航服務企業合作,由他們進行無人機飛行操作,完成了一系列航標巡檢試驗。
去年,連云港航標處將這項技術申請了專利,目前共獲得實用新型專利兩項,立體快速處理平臺一套,實現了航標的立體監管,在大范圍推廣應用方面具有重要示范意義。
今年2月,江蘇省鹽城市航道管理處也對無人機作業進行了試驗。負責此次試驗的江蘇省鹽城市航道管理處副主任徐軍表示,一旦試驗成功,將從專業通用航空公司購買服務,完成航道巡查。目前開展試驗的是連申線鹽城段長達202公里的航道,試驗結束后,會根據巡航效果,向全省推廣。
無人機應用不限于海上航標和內河航道巡檢,也受到了交通運輸行業各領域的推崇。目前全國很多地方的高速公路路政、港航管理、郵政快遞管理部門,都已經嘗試利用無人機進行安全監管,或提供其他服務。
效率和安全保障方面優勢明顯
連云港航標處副處長王申山說,無人機作為一種新型遙感數據獲取手段,有著成本低、響應時間短、靈活性高等眾多優點,通過對飛行高度、機載設備、航線設計等進行調整優化,來拓展航標監管手段,可最大限度地提高日常管理和航海保障應急響應效率。
“常規航標巡檢作業,專業船舶從連云港主航道到贛榆港航道,來回需要5個小時,耗油2噸,而通過無人機巡檢模式,僅需要50分鐘,耗油10公斤,作業成本降低了,巡檢作業時限縮短了。航標管理和維護有了強有力的技術支撐,在監管遠海沉船標志方面,也可以一顯身手。”王申山說。
在內河航道巡檢方面,利用無人機提高巡檢效率的潛力也非常令人期待。江蘇省鹽城市航道管理處副主任徐軍說:“鹽城市內河主干航道超過800公里,僅僅采用航政執法艇巡查,每小時僅能航行18公里,每個月不僅干線河道難以全部巡查清楚,頻率也難以提高。如果配備無人機,按照7至8天巡查一次的頻率,可以保證每次巡查70%以上主干航道。”
除了水上交通,無人機在陸上路政巡檢方面,也有自身優勢。一位湖北路政人員反映,拿路政巡檢作業來說,一線巡檢目前需要人工徒步完成,非常艱苦。夏天高溫作業時,路邊樹木密集、荊棘和蚊蟲較多,遇到雨季更會影響人員安全。“最讓人害怕的是查看落差很大的橋梁下方的情況,上下一次的時間大約需要8到15分鐘,下橋的過道又窄又陡,一旦滑倒后果不堪設想。在巡查某些沒有人行樓梯的涵洞時,甚至需要在身上拴一根攀爬繩,一點點放下去,上下一個涵洞往往就要消耗10到30分鐘。”這些工作,在配備無人機后幾分鐘內就可完成操作。
在高速公路危險品事故應急處置方面,無人機的作用更是不可小覷。“事故發生后,在現場情況不明時,可以使用無人機拍攝現場。”一位曾經參與過現場執法的路政部門負責人說。根據拍攝到的車輛牌照以及車身標識,工作人員可以通過交警平臺,查詢車主、運輸貨物的種類和屬性等,并據此安排后期事故處置方式。如果在現場不明的狀況下,貿然派出工作人員,可能造成不必要的傷亡。
“我國無人機在交通運輸領域的應用雖然起步較晚,但發展迅速。對于早期無人機夜間拍攝時圖像不夠清晰等問題,目前也已經得到了解決。”清華大學合肥公共安全研究院工程師、無人機專題項目組負責人王琨說,“無人機掛載設備已經越來越先進。在天氣條件不佳或者夜晚,可見光受到影響,可以使用熱紅外成像儀或微光夜視儀拍攝交通事故現場;遇到有害氣體泄漏,可以掛載相關的氣體檢測裝置;遇到交通堵塞,可以掛載高音廣播來向群眾散播撤離路線。”
保障設置可降低操作風險
在實際操作中,先期嘗試的人也遇到了一些問題,比如無人機難以躲避樹木、建筑物,在無人機巡查過程中,很有可能由于遇到高層建筑物造成控制器信號中斷。
“遇到類似情況時不用驚慌,無人機會放棄執行任務,自動升高返航。其實這是為了保障飛行安全,在信號中斷的情況發生時,有意加入的設置。除此之外,對于難以絕對避免的誤操作,研究也已有了突破——無人機短期內接收到失控性操作后,會啟動自我保護程序,懸停在空中。”王琨解釋道。
飛行過程除了需要保護無人機自身安全外,還必須保護地面人員的安全,特別是無人機應用到交通運輸領域之后,常常出現在群眾聚集、車流較大等事故現場。“這種環境中,一旦無人機發生故障,從空中掉落下來,后果不堪設想。這也是無人機管控較為嚴厲的一個重要原因。”中國航空器擁有者及駕駛員協會(簡稱AOPA)執行秘書長、無人機管理辦公室主任柯玉寶說,依法依規進行飛行計劃申報必不可少,這一環節是目前保障無人機安全進行交通執法及服務的重要一步。
“飛控系統精準定高、定位懸停、自動返航、敏感區域禁飛等功能,都可以提高無人機飛行的安全性。”王琨說,“比如當機載GPS探測到無人機已處于機場中心區域已定范圍內,飛行器會主動發出限制指令,地面操作人員也會立刻收到安全降落的提醒。目前最先進的無人機系統可以自行按照遇到的突發情況和路線變化,改變飛行航道。” 這些技術的實現,已經可以保障基本交通執法飛行的安全。
不過也有路政人員反映,無人機操控較為困難,起飛和降落的平穩性都有待提高。
借助專業機構力量避免“黑飛”
無人機作為“飛行在空中的第三只眼”,為交通運輸領域的安全監管和應急保障提供了很大便利,但是在實際應用過程中,不少管理部門仍有顧慮,其中最主要的一點就是可能涉嫌“黑飛”。
“黑飛”是一種習慣性說法,標準定義是“未經登記的飛行”。目前,國內任何未取得民航部門許可的飛行都被列為非法升空范疇,是不被允許的。
那么,怎樣的無人機飛行才是合法的?柯玉寶說:“合法的無人機飛行要求駕駛員必須經過相關業務培訓,獲得駕駛資格證,升空的無人機必須具有適航證件,飛行過程必須遵守相應的‘交通法規’,并提前申報飛行計劃。”
無人機升空之后,還必須遵守“空中交通法規”——《輕小無人機運行規定(試行)》。這一試行規定已于2016年1月1日開始實施,不同重量、飛行高度、飛行半徑的無人機需要遵循不同的規定,其中還包括類似于“禁止酒駕”的相關條款。柯玉寶稱,這是我國第一部無人機“交通法規”。
如果一線工作人員對相關政策法規不太了解,為了避免涉身“黑飛”,初期階段可以通過向具備資格的通航經營單位直接購買通航服務,或者加入行業協會等,由他們代為進行飛行計劃申請,并接受培訓以獲取駕駛執照等。徐軍表示,他們這次無人機試點成功后,就會采用招投標的方式,把內河航道的無人機巡查外包給具備資質的企業。
避免“黑飛”怎么操作
如果交通運輸管理部門有計劃進行自主飛行作業,需要同時滿足駕駛員獲得駕駛資格證、無人機具有適航證件以及飛行前申報飛行計劃三個條件。對于基層部門來說,需要做的工作還有很多。
●視距范圍內運行微型無人機不需要駕駛資格證
柯玉寶提到,對于駕駛資格證的持有,現有法規規定了例外情況。2013年中國民用航空局發布《民用無人駕駛航空器系統駕駛員管理暫行規定》,明確“在室內運行的無人機、在視距范圍內運行的微型無人機、在人煙稀少、空曠的非人口稠密區進行試驗的無人機”這三種情況下,駕駛員可以不必具備駕駛證,其他情況根據無人機的飛行距離、空機重量的不同,分別應持有行業協會或者民航局頒發的駕駛證。
也就是說,沒有駕駛執照的普通交通執法人員只能駕駛微型無人機在視距范圍內飛行,即只能在相對高度120米以下,半徑500米以內,駕駛空機重量7千克以下的無人機。
●取得適航證件需要先有電臺執照
對于無人機必須具備適航條件,即取得適航證件,柯玉寶說:“適航證件包括國際登記證、試航證和電臺執照。根據我國相關規定,個人難以取得電臺執照,所以無人機適航條件的完備處于尷尬境地。”北京航空航天大學通用航空產業研究中心主任高遠洋也認為:“對于適航證件的取得,相關法律規定有待完善,需要進一步明確。”
●危險品事故處理可緊急起飛的同時申報飛行計劃
在證件方面符合了相關規定后,接下來就面臨著具體飛行計劃和飛行任務的申報問題。根據2003年開始實施的《通用航空飛行管制條例》,所有無人機在起飛之前必須申報飛行計劃。飛行計劃包括飛行單位、起飛降落的時間、高度以及范圍等具體內容,同時對飛行任務進行說明。
申報飛行計劃的主要目的是為了空中管制部門協調空域使用,防止發生航空器碰撞。“如果一架無人機沒有申報飛行計劃起飛,恰好在同一飛行空間有其他無人機或者有人航空器作業,兩者在互不知曉對方的情況下,發生碰撞,不可避免會禍及航空器以及乘客、甚至地面人員的生命財產安全。”柯玉寶說,“所以任何飛行都必須申報飛行計劃。”
根據這一規定,如果交通運輸部門擬采用無人機進行常規路線巡查,必須在擬飛行前一天15時前提出申請,當地飛行管制部門在21時前作出答復。對于突發交通事故導致“交通擁堵”等,由于飛行任務不可預知,可在擬飛行前1小時提出臨時飛行計劃,當地飛行管制部門在擬飛行前15分鐘予以答復。
不過,對于一些危化品運輸車碰撞起火爆炸等嚴重交通事故,時間意味著生命。“這種情況下,也可以邊起飛邊申報。”柯玉寶說,“這時,不管無人機還是其他有人航空器在知曉臨時升空的無人機后,都會緊急避讓,以便其優先執行飛行任務。”