系統(tǒng)中毒、黑客劫持、硬件故障……無人機面臨安全挑戰(zhàn)

　　誰動了我的無人機

　　新聞提示

　　這邊廂，美國專家憂心黑客劫持無人機；那邊廂，美國無人偵察機電腦控制系統(tǒng)由于中毒，接收到的每個指令都被外人記錄……越來越熱的無人機面臨越來越多的安全挑戰(zhàn)。“誰動了我的無人機？”似乎正成為世界無人機領(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，美國媒體披露，美國無人偵察機電腦控制系統(tǒng)中毒，無人機接收到的每個指令都被外人記錄。可能涉及的機型包括目前正在美國海外戰(zhàn)場廣泛應(yīng)用的“捕食者”和“死神”。

　　事實上，自從美先進無人機上戰(zhàn)場后，其安全漏洞就不停被人詬病，而軍方更是表示要到2014年才能解決無人機的相關(guān)安全隱患。

　　據(jù)美國《連線》雜志披露，這個神秘的病毒首次發(fā)現(xiàn)是在兩個星期之前。網(wǎng)絡(luò)專家推測，這種名為“鍵盤記錄木馬”的病毒，是通過硬盤或可移動設(shè)備入侵到美國內(nèi)華達州克里奇空軍基地的電腦里的。盡管“捕食者”和“死神”無人機遠在也門、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)華達州克里奇基地操控?，F(xiàn)在當(dāng)基地針對這些無人機發(fā)出的每一個指令，每一個鍵盤動作都被病毒記錄下來。

　　據(jù)報道，“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。無人機通常需要使用移動硬盤下載更新地圖，并將任務(wù)視頻從一臺電腦傳輸?shù)搅硪慌_電腦上。這種病毒可能就是通過移動硬盤侵入無人機電腦的，美國在世界上其他空軍基地的無人機部隊，已經(jīng)被下令停止使用移動硬盤。

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

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

　　在科索沃戰(zhàn)爭中，美軍的一架“先鋒”無人機由于受到南聯(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，對無人機系統(tǒng)來說至關(guān)重要。因此，通信上要為無人機提供一個安全受保護的頻率。同時，為了應(yīng)對指揮與控制潛在的不可預(yù)料中斷，無人機系統(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)急情況下無人機能夠與其飛行空域的其他飛行器保持安全隔離，是個亟需解決的問題。

　　挑戰(zhàn)三

　　可靠性有待重視和完善

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

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

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

　　目前，多數(shù)無人機在設(shè)計中更強調(diào)對成本、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可靠性較低的現(xiàn)狀?？梢灶A(yù)見，在冗余裝置設(shè)計完善前，無人機事故比率仍將居高不下。

　　挑戰(zhàn)四

　　“人為因素”事故比例大

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

　　這些因素既包括地面操作人員技能不足、協(xié)調(diào)出錯、對情勢感知判斷力缺乏等，也包括無人機系統(tǒng)設(shè)計中不適合人類能力、特點的設(shè)計缺陷。

　　越來越多的人認(rèn)識到人因工程設(shè)計在無人機身上的重要性。人因工程設(shè)計融合了人的能力、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)計中需要考慮的另一個因素。例如，“捕食者”B無人機駕駛員通過駕駛桿和腳蹬控制飛機；而“全球鷹”無人機駕駛員通過鼠標(biāo)和鍵盤控制飛機。不同的任務(wù)要求地面指揮站的設(shè)計有所不同。

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

　　挑戰(zhàn)五

　　空中相撞風(fēng)險增加

　　隨著空中無人機飛行不斷增多，如何合理規(guī)劃航線、有效進行監(jiān)管，防止無人機與有人機之間以及無人機相互之間發(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，無人機活動頻繁，嚴(yán)重干擾了有人機的正常飛行。由于無人機環(huán)境感知能力缺乏、“視野狹窄”，致使操作人員無法及時判明周圍空域的情況，只能按照任務(wù)程序操作。因此，有人機飛行員執(zhí)行任務(wù)時需要時常留意闖入自己航線的無人機，以避免相撞。

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

　　當(dāng)前，一些國家已著手開發(fā)無人機偵測、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)，以促進無人機系統(tǒng)與國家空域系統(tǒng)集成。