FAA推進(jìn)無人機(jī)融入國家空域系統(tǒng)的主要工作解析

郭恒煌

隨著全球無人機(jī)市場(chǎng)的不斷發(fā)展和無人機(jī)數(shù)量的持續(xù)增長，將無人機(jī)融入國家空域成為各國關(guān)注的焦點(diǎn)。當(dāng)前民用無人機(jī)不僅在消費(fèi)級(jí)場(chǎng)景具有巨大的發(fā)展?jié)摿?，而且在基礎(chǔ)設(shè)施檢視、災(zāi)難和森林野火響應(yīng)以及醫(yī)療用品運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，將帶來顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。隨著無人機(jī)運(yùn)行效率和安全性提高、電池壽命的增長以及無人機(jī)法規(guī)的不斷完善，民用無人機(jī)產(chǎn)業(yè)將實(shí)現(xiàn)快速增長。美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）是負(fù)責(zé)無人機(jī)運(yùn)營管理的機(jī)構(gòu)，其主要工作是促進(jìn)無人機(jī)融入到美國國家空域系統(tǒng)（National Airspace System，NAS），從而實(shí)現(xiàn)各種尺寸的民用無人機(jī)、有人飛機(jī)在同一空域“無縫隙”運(yùn)行。FAA的主要工作包括制定無人機(jī)融入NAS的新法規(guī)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證要求，并建設(shè)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施。本文將從無人機(jī)運(yùn)營管理的角度分析總結(jié)FAA推動(dòng)的無人機(jī)融入NAS的工作。

從2015年開始，F(xiàn)AA逐步將開展常規(guī)和低風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)營的無人機(jī)融入到國家空域，并在實(shí)現(xiàn)有人-無人飛機(jī)安全融合運(yùn)行這一目標(biāo)上做出了許多努力。其主要工作可以概括為：（1）制定相關(guān)法規(guī)；（2）通過豁免批準(zhǔn)無人機(jī)運(yùn)營；（3）開展試點(diǎn)計(jì)劃與合作。FAA中推進(jìn)這些工作的部門包括無人機(jī)系統(tǒng)融合辦公室（UAS Integration Office）、航空認(rèn)證服務(wù)部（Air Certification Service）、飛行標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)部（Flight Standards Service）、環(huán)境和能源辦公室（Office of Environment and Energy）和空中交通組織（Air Traffic Organization），各部門主要負(fù)責(zé)內(nèi)容如圖1所示。

制定相關(guān)法規(guī)

為推動(dòng)無人機(jī)融入NAS，F(xiàn)AA制定了一系列法規(guī)、政策和流程，并逐步允許具有更大風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜性的無人機(jī)運(yùn)營。2016年6月，F(xiàn)AA頒布第107部法規(guī)，即55磅（約24.95kg）以下小型商業(yè)無人機(jī)使用規(guī)章。之后，在2021年1月，F(xiàn)AA發(fā)布了無人機(jī)遠(yuǎn)程識(shí)別（Remote ID）和飛越人員上空兩個(gè)規(guī)定的最終版本。Remote ID要求無人機(jī)在飛行過程中必須通過無線電傳遞設(shè)備ID、位置、高度、控制基站及起飛位置等認(rèn)證信息，且從2023年9月16日開始，無人機(jī)飛行員必須操作具備此傳送功能的無人機(jī)；飛越人員上空規(guī)定允許在特定條件下，無人機(jī)可以在人員、移動(dòng)的車輛上方及夜間進(jìn)行飛行，且無需豁免。此外，針對(duì)超視距航空規(guī)章制定委員會(huì)提出的允許無人機(jī)超視距作業(yè)的建議，F(xiàn)AA目前正在編制擬議規(guī)則制定通知，并預(yù)計(jì)于2024年初發(fā)布。

除上述內(nèi)容外，F(xiàn)AA還于2020年9月公布了接受部分無人機(jī)型號(hào)認(rèn)證申請(qǐng)的政策。作為型號(hào)認(rèn)證程序的一部分，F(xiàn)AA將評(píng)估無人機(jī)及其所有零部件的設(shè)計(jì)、審查相關(guān)文件，并評(píng)估無人機(jī)在各種條件下的性能。同一時(shí)期，F(xiàn)AA為美國商業(yè)無人機(jī)Matternet M2頒發(fā)了首款認(rèn)證證書。

無人機(jī)運(yùn)營豁免審批

為滿足更為復(fù)雜的無人機(jī)運(yùn)營需求，F(xiàn)AA開展對(duì)無人機(jī)運(yùn)營豁免申請(qǐng)進(jìn)行審查和批準(zhǔn)。無人機(jī)運(yùn)營商在開展超出107部法規(guī)之外的無人機(jī)活動(dòng)時(shí)，如在單個(gè)遠(yuǎn)程飛行員同時(shí)操控多架無人機(jī)飛行，必須向FAA提交豁免申請(qǐng)。申請(qǐng)者需要提供該無人機(jī)運(yùn)營的完整描述，以及保證運(yùn)營安全的理由，從而獲得FAA的批準(zhǔn)。此外，F(xiàn)AA還開展了無人機(jī)超視距貨物運(yùn)輸認(rèn)證的工作，并向運(yùn)營商頒發(fā)航空承運(yùn)人證書。商業(yè)無人機(jī)的超視距貨物運(yùn)輸需要依據(jù)119部和135部法規(guī)進(jìn)行認(rèn)證，并對(duì)135部中不適用于無人機(jī)認(rèn)證的條款進(jìn)行豁免。截至2022年9月，F(xiàn)AA共收到48項(xiàng)無人機(jī)航空承運(yùn)人證書申請(qǐng)，并向其中4家公司頒發(fā)了證書。

試點(diǎn)項(xiàng)目與合作計(jì)劃

為發(fā)展先進(jìn)無人機(jī)概念、測(cè)試無人機(jī)性能并支持無人機(jī)運(yùn)營，F(xiàn)AA啟動(dòng)了多個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，并與無人機(jī)運(yùn)營商、制造商、大學(xué)、州政府及地方政府開展合作。FAA稱，從項(xiàng)目中收集的信息和數(shù)據(jù)有助于無人機(jī)法規(guī)的制定，將推動(dòng)無人機(jī)融入國家空域的進(jìn)程。FAA已開展的項(xiàng)目包括UTM試點(diǎn)計(jì)劃（UPP）、UAS融合試點(diǎn)計(jì)劃（IPP）和BEYOND項(xiàng)目。

UTM試點(diǎn)計(jì)劃（UPP）

UTM（Unmanned Aircraft System Traffic Management）旨在提供低空域（400英尺以下）的無人機(jī)空中導(dǎo)航服務(wù)。FAA于2015年頒布了《2016年聯(lián)邦航空管理局?jǐn)U張、安全和安保法》，在該法案的指示下，F(xiàn)AA和NASA開始合作建設(shè)并實(shí)施UTM。2017年4月，UPP計(jì)劃于啟動(dòng)，其目的是鑒定UTM系統(tǒng)可以支持無人機(jī)運(yùn)行所需的初始能力，并對(duì)UTM的研究進(jìn)行評(píng)估。FAA稱，該計(jì)劃的研究成果將成為UTM初步部署的基礎(chǔ)。UPP計(jì)劃于2020年11月完成，其最終報(bào)告于2021年8月發(fā)布。

整合試點(diǎn)計(jì)劃（IPP）

針對(duì)2017年10月的總統(tǒng)備忘錄，F(xiàn)AA啟動(dòng)了IPP（Integration Pilot Program）計(jì)劃，以加速無人機(jī)融入國家空域系統(tǒng)。該計(jì)劃的目的是應(yīng)對(duì)無人機(jī)運(yùn)營中的技術(shù)、法規(guī)和政策挑戰(zhàn)，并推動(dòng)復(fù)雜的無人機(jī)運(yùn)營。2018年5月，交通部通過FAA與10個(gè)州和地方政府簽訂了協(xié)議備忘錄，從而聯(lián)合開展先進(jìn)的無人機(jī)運(yùn)營。該計(jì)劃的參與方與私人企業(yè)（如無人機(jī)運(yùn)營商或制造商）開展合作，以加速需要豁免或逐案授權(quán)的無人機(jī)運(yùn)營。在2018年重新授權(quán)法案的要求下，F(xiàn)AA于2020年10月終止了IPP計(jì)劃，并于2021年12月17日發(fā)布了最終報(bào)告。

BEYOND計(jì)劃

繼IPP計(jì)劃之后，F(xiàn)AA又啟動(dòng)了BEYOND計(jì)劃，該計(jì)劃的參與方包括IPP計(jì)劃中的8個(gè)成員，預(yù)計(jì)執(zhí)行時(shí)間為2020年10月至2024年10月。該計(jì)劃的目標(biāo)為：（1）推進(jìn)無人機(jī)超視距作業(yè)運(yùn)營；（2）收集數(shù)據(jù)和信息，用以分析、量化無人機(jī)運(yùn)營的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益；（3）收集、分析和解決與無人機(jī)運(yùn)營相關(guān)的社區(qū)問題。

在合作研究方面，F(xiàn)AA與不同組織形成了合作機(jī)制，共同開展無人機(jī)運(yùn)營的研究活動(dòng)。以無人機(jī)PSP（Partnership for Safety Plan）協(xié)議為例，F(xiàn)AA與行業(yè)合作伙伴簽訂了諒解備忘錄，以分配開展復(fù)雜無人機(jī)運(yùn)營所需的安全案例。此外，F(xiàn)AA成立了無人機(jī)安全研究聯(lián)盟（ASSURE），該組織匯集了23所航空類大學(xué)，致力于無人機(jī)融入NAS的研究。由FAA成立的高級(jí)航空咨詢委員會(huì)，其成員來自企業(yè)、州和地方政府、機(jī)場(chǎng)及航空界，該委員會(huì)就無人機(jī)和先進(jìn)空中交通（AAM）整合的關(guān)鍵問題向FAA提供建議。