概述

在民用航空和經(jīng)濟發(fā)展的牽引下，國際無人機系統(tǒng)種類和數(shù)量均大幅增加，在發(fā)展民用航空、促進經(jīng)濟增長的同時，也引發(fā)了對安全融入各國空域系統(tǒng)、實現(xiàn)互聯(lián)互通互操作、確定系統(tǒng)級最低性能要求等熱點共性基礎問題的思考。隨著對上述問題的研究工作不斷深入，世界科技強國都逐步認識到通過標準化手段來落實安全管控、規(guī)范研制生產(chǎn)、引導科學運營的必要性和迫切性，并基于此成體系的開展了大量標準研制工作。本文重點分析國外協(xié)會開展的無人機系統(tǒng)標準化工作情況。

國外標準化機構

    航空無線電技術委員會（RTCA）分技術委員會SC-203

    美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）分技術委員會F-38

    美國機動車工程師協(xié)會（SAE）無人機系統(tǒng)工作組AS-4

    歐洲民用航空裝備協(xié)會（EUROCAE）無人機系統(tǒng)工作組WG-73


1、RTCA SC-203

RTCA SC-203成立于2004年10月，致力于研究無人機系統(tǒng)級、C3系統(tǒng)、感知和規(guī)避系統(tǒng)的最低性能標準，旨在確保聯(lián)邦機構和商業(yè)機構在國家空域系統(tǒng)操作無人機系統(tǒng)的安全性、高效性和與其他有人/無人系統(tǒng)的兼容性。該分委會開展標準研制均以DO-264《基于數(shù)據(jù)通信的空中交通服務提供和使用許可指南》的系統(tǒng)方法為基礎，包括系統(tǒng)操作、安全、性能、互操作等需求模型，目前已編制頒布3項標準。

2007年3月發(fā)布DO-304《無人機系統(tǒng)指導手冊與考慮》，規(guī)定了無人機系統(tǒng)關鍵定義和假設條件，綜合考慮了有人駕駛飛機和無人機的協(xié)調(diào)性。2010年10月發(fā)布DO-320 《無人機系統(tǒng)操作服務與環(huán)境定義》，規(guī)定了無人機系統(tǒng)操作功能和性能特征、空中交通管制服務、國家空域系統(tǒng)環(huán)境和程序基線。以及上一期介紹的DO-344《無人機系統(tǒng)操作、功能和安全性要求》。

2、ASTM F-38

ASTM F-38成立于2003年7月，下設3個分組，分別開展無人機系統(tǒng)適航設計、運行操作、人員認證三個專業(yè)領域的標準制定工作，覆蓋系統(tǒng)設計、執(zhí)行、質量一致性要求、安全監(jiān)測、最低性能和系統(tǒng)成熟度要求、適航基線設計、產(chǎn)品驗收試驗和程序等內(nèi)容。

      F-38致力于發(fā)展一個新概念，即“互補的成套標準”，用于實現(xiàn)單項標準不能實現(xiàn)的特殊目標。例如：針對小型無人機系統(tǒng)將形成四組標準，分別是小型無人機系統(tǒng)適航性標準、視距遙控操作標準、視距遙控飛行員訓練標準、小型無人機系統(tǒng)操作手冊，并與RTCA SC-203小型無人機系統(tǒng)《最佳慣例》文件等結合，共同產(chǎn)生支撐民用無人機系統(tǒng)飛行操作的專用適航認證、試驗科目、公用授權證明、FAA規(guī)章認證的商務飛行器相關的民用程序文件。

標準研究的重點方向包括：機載感知與規(guī)避系統(tǒng)設計規(guī)范與性能規(guī)范、微型無人機適航要求、無人機系統(tǒng)設計/制造/試驗標準慣例、無人機系統(tǒng)運行操作手冊、基于空域限制的無人機系統(tǒng)標準操作流程、無人機操作員訓練和體驗、無人機航空知識要求；無人機許可運營機構操作員認證訓練要求；無人機操作員標準醫(yī)療要求等。

3、SAE AS-4

由于美國DOD聯(lián)合無人系統(tǒng)架構工作組（JAUS WG）轉移到SAE，SAE于2004年8月專門成立了AS-4工作組負責研究編制無人系統(tǒng)標準，研究對象涉及空中、地面、水面、水下的各類無人系統(tǒng)。最初工作組分為結構框架、網(wǎng)絡環(huán)境、信息建模與定義、性能評估四個小組共同開展JAUS系列標準編制，目前已將前期四小組合并為一個組，負責維護JAUS系列標準。

JAUS系列標準并非針對整個無人系統(tǒng)的物理架構，而是基于組件的消息傳輸體系，規(guī)范了計算節(jié)點之間數(shù)據(jù)格式和通信方式，定義了信息和組件的獨立于技術、計算機硬件、操作使用和平臺等行為，從而實現(xiàn)各類無人機系統(tǒng)，無人和有人系統(tǒng)之間的交互操作。目前已編制頒布8項標準，仍有8項標準在編，包括頂層域模型、傳輸規(guī)范、接口定義語言、核心服務集，以及不同應用領域的特殊服務集標準。

4、EUROCAE WG-73

EUROCAE WG-73成立于2006年4月，重點研究無人機系統(tǒng)的發(fā)展需求框架以支撐適航性認證、無間隙空域內(nèi)的安全操作、空域交通管理框架及兼容性問題。截止目前，WG-73共確定了6份交付物，包含31個工作包。交付物1《無人機系統(tǒng)操作概念相關要素》，提出了適航性認證和操作許可條目的初步清單。交付物2《工作計劃》，確認工作包和時間進度，指導WG-73未來工作及活動。交付物3《無縫空域環(huán)境下無人機系統(tǒng)適航認證和操作許可》，由四冊組成，輔助其國內(nèi)無人機系統(tǒng)需求框架發(fā)展，范圍涉及通用規(guī)則、安全、無線電頻譜要求，操作許可和適航認證及維護，其中有一冊針對小于150kg視距操作的輕型無人機系統(tǒng)。交付物4《無人機系統(tǒng)指揮、控制和通信系統(tǒng)》，定義包括自主操作在內(nèi)的通信、指揮與控制需求，與RTCA SC-203合作；交付物5《無人機系統(tǒng)感知與規(guī)避系統(tǒng)》，定義與分隔保證和碰撞規(guī)避相關的無人機系統(tǒng)需求，與RTCA SC-203合作；交付物6《無人機系統(tǒng)空中交通管制兼容性問題》，側重研究無人機系統(tǒng)常規(guī)和非常規(guī)操作對空中交通管制提出的特殊考慮，及輔助空中交通管制兼容性研發(fā)的潛在解決方案。

作者簡介

曾佳，中國航空綜合技術研究所，博士/高工。ISO TC20 SC16 注冊專家，SAE AS-4 和 ASTM F-38 注冊會員。

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