過去三個月,美國發生了許多無人機在空中的相撞意外,從產業的角度來看,這些事件將深刻影響美國飛航法規第 108 條的規定與實施。
第 108 條是美國聯邦航空總署(FAA)即將推出的法規,目的是實現商用無人機的超視距(BVLOS)飛行操作。相較於現行僅允許在可見範圍內操作的第 107 條,108 將建立一套全新的監管框架,使無人機能執行更複雜、範圍更廣的任務,預計將推動無人機在物流配送、基礎設施巡檢、農業監測等多個產業中的應用。
美國運輸部長達菲(Sean Duffy)在 1 月的任命聽證會上表示,航空總署在制定關於「超視距無人機飛行」的第 108 條法規時,進度落後且出現延遲。參議員巴德(Ted Budd)認為, FAA 的規定迫使商用無人機操作員需申請各種豁免和例外,此舉抑制了創新,也使得美國技術落後於中國。
據無人機新聞網 Commercial UAV News,今年 1 月,一架美國客機與陸軍 UH-60 黑鷹直升機在華盛頓特區的波托馬克河上空發生相撞,造成兩架飛機上的 67 人全數罹難。
今年 4 月,紐瓦克自由國際機場的空中交通管制員頓時與多架航班的雷達和無線電失聯,事故持續約 90 秒。問題起源於費城航管站的終端雷達管制中心,該機構負責管理紐瓦克的空域,當時由於系統故障,導致管理員無法與駕駛員通話。
目前,空中交通管制(ATC)依舊使用約 70 年前的技術來應對現代的航空交通量。語音指令和雷達信號可能不再管用,取而代之,我們需要自動化和數位化的方式來管理交通,特別是計劃將無人機和飛機同時融入國家空域系統(National Airspace System,NAS)中。
在美國,管制員與機師資料鏈通訊(Controller–pilot data link communications,CPDLC )主要用於航線通信和起飛許可。此通訊方式已在多個航線管制中心(ARTCC)運行,它允許管理員直接向飛行員發送爬升、下降、改道和移交等指令。此外,該系統透過將信號自動加載到飛機的飛行管理系統(FMS)中,減少了無線電訊號干擾的風險。
為了讓無人航空系統(UAS)安全地納入美國的國家空域系統中,必須把幾個關鍵技術整合起來,包括:
- 自主飛行與空中交通管制
飛機可以透過管理員與機師資料鏈通訊,自動接收管制中心的許可指令。實現自主系統與管制中心之間的即時通訊,減少航線變更、精準調整和緊急應對的延遲。
- 減少對語音通信的依賴
具自主系統的飛行器可以幫助飛行員及時處理數據,進而了解管制中心的指令,且能消除人為誤解或無線電訊號堵塞的可能性。
- 融合 AI 系統
配備 AI 驅動飛行管理系統的飛機可以處理來自管制中心的消息並動態調整飛行參數。此舉能允許無人機與人為駕駛飛機協同運作,同時減少管制員的工作負荷。
- 增強無人機的超視距飛行
管理員與機師資料鏈通訊可以支持超視距飛行操作,允許無人機從塔台接收指令。而飛行器也可以透過數據鏈通信,避免與其他飛行器碰撞。
然而,數據鏈通信並非萬無一失,其可能存在網絡安全風險。依賴此通訊方式的自主飛機就需要強大的加密技術防止通信干擾或駭客攻擊。此外,大規模的自主航空系統需要更高容量的數據網絡,以防延遲飛行指令的傳輸。
過去一年,無人交通管理(UTM)系統和探測與避讓(DAA)技術取得了重大進展,越來越多企業將 AI 整合到其產品和工作流程中。
- 空中巴士(Airbus):通過 U-Space 平台,該公司利用 AI 進行自動化交通控制,實現空域管理和避免碰撞。
- 達利斯(Thales):致力於開發 AI 監控系統,結合雷達與光學感測器進行無人機追蹤。去年 12 月,達利斯與挪威機場營運商阿維挪(Avinor)合作,實施挪威新一代的空中管理系統,提升了有人與無人機的空域管理。
英國無人機空域管理公司 Altitude Angel:該公司將 AI 整合到其 Guardian UTM 平台中,能自動化授權飛行並提供即時的空域數據。AI 可以限制飛行區域和提供其他無人機的飛行路徑,以優化航線並防止碰撞。