美軍操作人員相互協(xié)同指揮控制操作無人機(jī)

MQ-9“死神”無人攻擊機(jī)

　　新聞提示

　　這邊廂，美國(guó)專家憂心黑客劫持無人機(jī)；那邊廂，美國(guó)無人偵察機(jī)電腦控制系統(tǒng)由于中毒，接收到的每個(gè)指令都被外人記錄……越來越熱的無人機(jī)面臨越來越多的安全挑戰(zhàn)。“誰動(dòng)了我的無人機(jī)？”似乎正成為世界無人機(jī)領(lǐng)域各方的共同疑慮。

　　挑戰(zhàn)一

　　控制系統(tǒng)成為最大隱患

　　日前，美國(guó)媒體披露，美國(guó)無人偵察機(jī)電腦控制系統(tǒng)中毒，無人機(jī)接收到的每個(gè)指令都被外人記錄?？赡苌婕暗臋C(jī)型包括目前正在美國(guó)海外戰(zhàn)場(chǎng)廣泛應(yīng)用的“捕食者”和“死神”。

　　事實(shí)上，自從美先進(jìn)無人機(jī)上戰(zhàn)場(chǎng)后，其安全漏洞就不停被人詬病，而軍方更是表示要到2014年才能解決無人機(jī)的相關(guān)安全隱患。

　　據(jù)美國(guó)《連線》雜志披露，這個(gè)神秘的病毒首次發(fā)現(xiàn)是在兩個(gè)星期之前。網(wǎng)絡(luò)專家推測(cè)，這種名為“鍵盤記錄木馬”的病毒，是通過硬盤或可移動(dòng)設(shè)備入侵到美國(guó)內(nèi)華達(dá)州克里奇空軍基地的電腦里的。盡管“捕食者”和“死神”無人機(jī)遠(yuǎn)在也門、阿富汗以及其他戰(zhàn)區(qū)執(zhí)行任務(wù)，但任務(wù)指令受到內(nèi)華達(dá)州克里奇基地操控?，F(xiàn)在當(dāng)基地針對(duì)這些無人機(jī)發(fā)出的每一個(gè)指令，每一個(gè)鍵盤動(dòng)作都被病毒記錄下來。

　　據(jù)報(bào)道，“鍵盤記錄木馬”可以在保密網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)之間傳播。無人機(jī)通常需要使用移動(dòng)硬盤下載更新地圖，并將任務(wù)視頻從一臺(tái)電腦傳輸?shù)搅硪慌_(tái)電腦上。這種病毒可能就是通過移動(dòng)硬盤侵入無人機(jī)電腦的，美國(guó)在世界上其他空軍基地的無人機(jī)部隊(duì)，已經(jīng)被下令停止使用移動(dòng)硬盤。

　　除了病毒攻擊，無人機(jī)的系統(tǒng)漏洞還會(huì)帶來更嚴(yán)重的后果。“假設(shè)有一架俄羅斯制造的無人機(jī)受到黑客劫持，飛越美國(guó)上空，將導(dǎo)致兩國(guó)之間難以確定真實(shí)情況，而可能做出錯(cuò)誤的決策。”美國(guó)布魯金斯學(xué)會(huì)研究員約翰·維拉塞尼奧爾認(rèn)為，無人機(jī)上使用的許多科技，都是在過去幾年中有巨大進(jìn)展的電腦技術(shù)。隨著科技的全球化，無人機(jī)的問題也將讓各國(guó)之間的外交和軍事更加復(fù)雜。

　　挑戰(zhàn)二

　　通信鏈路是薄弱環(huán)節(jié)

　　通信鏈路是無人機(jī)系統(tǒng)操縱的主要途徑，因此無人機(jī)系統(tǒng)對(duì)有意或無意的電磁波干擾非常敏感，一旦受到干擾，就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生錯(cuò)誤的控制指令，致使無法執(zhí)行任務(wù)，甚至可能失控墜機(jī)。

　　在科索沃戰(zhàn)爭(zhēng)中，美軍的一架“先鋒”無人機(jī)由于受到南聯(lián)盟的電子干擾而失去與航空母艦的聯(lián)系，最終燃油耗盡而墜毀。

　　確保不間斷的指揮與控制，對(duì)無人機(jī)系統(tǒng)來說至關(guān)重要。因此，通信上要為無人機(jī)提供一個(gè)安全受保護(hù)的頻率。同時(shí)，為了應(yīng)對(duì)指揮與控制潛在的不可預(yù)料中斷，無人機(jī)系統(tǒng)都有相關(guān)預(yù)編程序和自主返回地面的預(yù)案。

　　但是，目前各種無人機(jī)系統(tǒng)的程序與預(yù)案并沒有統(tǒng)一的規(guī)則。如何確保在應(yīng)急情況下無人機(jī)能夠與其飛行空域的其他飛行器保持安全隔離，是個(gè)亟需解決的問題。

　　挑戰(zhàn)三

　　可靠性有待重視和完善

　　在伊拉克行動(dòng)中，美軍無人機(jī)共發(fā)生199起不同等級(jí)的事故，其中65％由部件故障造成。

　　2009年，美國(guó)空軍有18架MQ－1“捕食者”和MQ－9“收割機(jī)”無人機(jī)墜毀，事故率為8.26/10萬飛行小時(shí)。這些事故中，有14起是由于機(jī)械和電氣故障造成的，占78%。

　　2010年8月2日，美國(guó)海軍所屬的一架MQ-8B“火力偵察兵”無人直升機(jī)在飛行試驗(yàn)中由于軟件故障突然同地面控制人員失去聯(lián)系，無人直升機(jī)失控闖入華盛頓周邊“防空識(shí)別區(qū)”的禁飛空域，在軍方準(zhǔn)備下令戰(zhàn)斗機(jī)起飛將其擊落時(shí)，地面人員通過另外一個(gè)地面遙控站進(jìn)行了軟件修正，重新控制了這架無人機(jī)并操控飛回試驗(yàn)場(chǎng)。

　　目前，多數(shù)無人機(jī)在設(shè)計(jì)中更強(qiáng)調(diào)對(duì)成本、重量、功能和性能等因素的重視，諸如元器件、原材料的選用以及冗余技術(shù)的應(yīng)用等可靠性要素受到了限制。這些情況直接造成無人機(jī)可靠性較低的現(xiàn)狀?？梢灶A(yù)見，在冗余裝置設(shè)計(jì)完善前，無人機(jī)事故比率仍將居高不下。

　　挑戰(zhàn)四

　　“人為因素”事故比例大

　　雖然沒有機(jī)上飛行員，但無人機(jī)起飛、著陸等飛行階段和很多飛行任務(wù)需要地面操作人員進(jìn)行控制，人為因素導(dǎo)致的嚴(yán)重飛行事故在無人機(jī)事故中仍然占很大比例，達(dá)到17%。

　　這些因素既包括地面操作人員技能不足、協(xié)調(diào)出錯(cuò)、對(duì)情勢(shì)感知判斷力缺乏等，也包括無人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不適合人類能力、特點(diǎn)的設(shè)計(jì)缺陷。

　　越來越多的人認(rèn)識(shí)到人因工程設(shè)計(jì)在無人機(jī)身上的重要性。人因工程設(shè)計(jì)融合了人的能力、性格、工作環(huán)境、任務(wù)以及設(shè)備的極限等要素。

　　此外，地面指揮站的操作方式是設(shè)計(jì)中需要考慮的另一個(gè)因素。例如，“捕食者”B無人機(jī)駕駛員通過駕駛桿和腳蹬控制飛機(jī)；而“全球鷹”無人機(jī)駕駛員通過鼠標(biāo)和鍵盤控制飛機(jī)。不同的任務(wù)要求地面指揮站的設(shè)計(jì)有所不同。

　　另一個(gè)重要因素是無人機(jī)操作員缺乏情景意識(shí)、沒有對(duì)自身安全的擔(dān)憂，不能像有人機(jī)飛行員那樣通過身體感受到所遇到的湍流并對(duì)其嚴(yán)重程度做出評(píng)估。這些都可能導(dǎo)致操作員將無人機(jī)操縱到不合適的條件下飛行。

　　挑戰(zhàn)五

　　空中相撞風(fēng)險(xiǎn)增加

　　隨著空中無人機(jī)飛行不斷增多，如何合理規(guī)劃航線、有效進(jìn)行監(jiān)管，防止無人機(jī)與有人機(jī)之間以及無人機(jī)相互之間發(fā)生碰撞，已到了刻不容緩的地步。

　　在伊拉克和阿富汗戰(zhàn)場(chǎng)，無人機(jī)活動(dòng)頻繁，嚴(yán)重干擾了有人機(jī)的正常飛行。由于無人機(jī)環(huán)境感知能力缺乏、“視野狹窄”，致使操作人員無法及時(shí)判明周圍空域的情況，只能按照任務(wù)程序操作。因此，有人機(jī)飛行員執(zhí)行任務(wù)時(shí)需要時(shí)常留意闖入自己航線的無人機(jī)，以避免相撞。

　　美軍曾發(fā)生過幾起低空無人機(jī)與直升機(jī)相撞的事故；而在高空，無人機(jī)也曾險(xiǎn)些與AC-130及噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)生相撞。

　　當(dāng)前，一些國(guó)家已著手開發(fā)無人機(jī)偵測(cè)、遙感以及碰撞回避技術(shù)、空中交通預(yù)警和碰撞回避系統(tǒng)，以促進(jìn)無人機(jī)系統(tǒng)與國(guó)家空域系統(tǒng)集成。（