无人机系统的安全性与危险源分析

发表时间:2020/10/20   来源:《科学与技术》2020年17期   作者:陆跃 胡泽杰 杨德斌
[导读] 无人机,是由控制站管理的航空器,也成为“遥控驾驶飞行器
        陆跃 胡泽杰 杨德斌
        武警警官学院   四川省成都市 610000

        摘要:无人机,是由控制站管理的航空器,也成为“遥控驾驶飞行器”(RemotelyPilotedAircraft,RPA)或者“遥控驾驶平台”(RemotelyPilotedVehicle,RPV)。大多数无人机系统由无人机或遥控飞行器、人的因素、任务载荷、指挥与控制单元、发射回收单元以及通信数据链等组成。随着智能化水平快速提升,无人机在军事、农业、资源勘探、渔业等多领域应用广泛,一些远程大型无人机不断涌现,远程无人机使用全空域运行已是必然趋势。融合空域具有高度复杂性、线性、非线性之间相互耦合,具有高度不确定性。目前对无人机在隔离空域的研究较多,在融合空域内的无人机不确定性与安全风险评估研究较少。本文基于无人机系统的安全性与危险源分析展开论述。
        关键词:无人机系统;安全性;危险源分析
引言
        战争军事行动本来是一个特定的名称,冷战结束后,在新的国际环境下,和平与战争的界限变得模糊了,国家通过具有技术灵活性和多样性的军事力量,在合理的法律约束下,保护和实现了该国的政治利益、国家利益。没有必要采取不发动战争而使用的成熟军事手段和行动。(威廉·莎士比亚,温斯顿,战争,战争,战争,战争,战争,战争,战争,战争,战争,战争)我们国家面临的非战争军事行动主要包括应急救援,维护社会稳定,反恐行动,缉毒,武装巡逻和护卫,收集和共享信息。这些行动已经逐渐成为武警部队执行任务的新首脑。
1无人机运行模式
        无人机运行模式主要考虑无人机的空域运行架数、相互独立性、飞行方式、视距等要素。(1)空域运行架数。空域运行架数可分为单架和多架。在一定的空域范围内,需要考虑无人机运行架数的多少。在空域承载力一定时,运行风险与空域运行架次成反比。(2)独立性。独立性可分为独立运行和协调运行。不同的运行独立性与安全风险直接相关。由于无人机的特殊性,其并不像普通运输航空飞行器有特定的飞行航迹及包括间隔保持在内的到位的空中交通管制服务。因此其在运行中会的无人机空中相撞的风险。(3)飞行方式。飞行方式可分为手动飞行、半自动飞行、自动飞行。目前市售无人机一般都具有一定的自动飞行程序,即无人机可以按照用户的设置完成飞行任务。这在一定程度上减轻操纵者工作负荷的同时,降低了无人机的机动性,使其难以及时规避其他的无人机,是一种风险隐患。但是对于风险评估来说,自动飞行由于有着特定的飞行轨迹,因此在风险预测中可以直接将数据导入进行分析,可以明确地判断出其相撞风险。(4)视距。视距可分为视距外和视距内。在无人机配备摄像头的情况下或按程序自动飞行时,无人机可以超视距运行。同样,超视距飞行时操作者不能实时对无人机运行状况和环境进行监控,在提高运行半径的同时,也提高了冲突相撞的风险。
2武警无人机现状与存在问题
        无人机是无人驾驶飞机的缩写,是指由无线遥控或程序控制装置操纵的非载人飞机的统称。武警部队在信息化“11-5”、“12-5”计划建设后,信息处理平台开始具备规模。因此,部队致力于开发侦察识别、信息收集处理的信息化设备,无人机正是在此时被列为良好的发展前景和经济适宜性。(莎士比亚,北方快车(美国电视剧),现役装备部队使用的无人飞机种有鹰-1000和鹰-200两种型号的四旋翼无人机,组装分解快,运输方便,抗干扰强,操作简单等特点,在侦察部队广泛使用。随着执行任务的不断变化和扩展,通过访问、研究设备部队,现有无人机系统出现了很多问题,包括稳定性下降、单个功能、缩短飞行时间、从而限制飞行高度等。
无人机主要存在的安全性问题进行简要分析
        3.1通信失灵,不能够完全控制
        无人机系统主要包括无人操控平台,任务的搭载负荷,通信传输系统和测控系统等。

其中测控系统的主要作用是对无人机进行全面的遥控追踪定位,使得无人机能够通过相关的媒介进行信息的全方位采集和传输,如果数据连接媒介断开,那么将会导致无人机无法进行有效的操作和控制,最终导致无人机硬性着陆。这样的着陆方式,不仅会对无人机本身产生一定的破坏,同时还会对周围的人以及其他的建筑物也会造成不同程度的损伤,甚至有可能发生重大的安全事故。
        3.2人为因素不确定性
        人是无人机系统重要的组成部分。目前无人机的闭环任务执行过程,都需要人为参与,但目前影响无人机运行的人为因素类型多、主观意愿强,具有不可预测性,具有高度不确定性。如何降低无人机运行过程中的人为因素,是无人机进入融合空域的关键因素。无人机智能化是当前无人机发展的趋势,这也会造成无人机认为因素的干扰降低。操作环境主要是由人-机交互界面等因素组成,友好的操作环境能保证无人机操作员在面临高度不确定性环境下,有效、高效地执行程序。人-系统集成(Human-SystemsIntegration,HSI)是一项涉及多领域的系统工程,涉及对技术层面、人为因素、执行效率、人力、训练、安全等领域的综合化集成,积极的人为因素有助于人-机集成系统执行高效。系统自动化旨在降低操作员的工作量,从系统的层面上提高无人机态势感知的能力。同时机组规模、编成和训练等因素对无人机效能发挥起到辅助作用。
        3.3使用数量不断增加,容易引发互相干扰的现象
        大部分的干扰现象都出现在无人机的飞行空间范围之内,随着人们对无人机的重视程度以及应用规模的提升,无人机的数量也在不断的增加。如果任由其发展下去而不加以管理和控制,将会造成未来整个飞行空间都充满了大量的无人机,不仅会引发控制信号干扰拥堵的现象,还有可能出现无人机互相撞击的事故,同样也会对客机的运行造成一定的影响。
4使用操作领域
        (1)地面操作的形势感知无人机系统地面操作范围非常广泛,包括飞行操控员启动、起飞或发射、远程遥控任务执行、返航及回收等。由于无人机飞行操控员并不清楚飞行器周围的人员和障碍物,形势感知能力弱,可能会造成飞行器出现意料之外的突然移动。(2)地面操作的安全区间一般飞行器的安全区间标准在地面要比在空中小得多。例如,飞行器在空中飞行时,安全区间的间隔会有几英里远,而在机场地面上飞行器之间间隔只有数十英尺。如果无人机以这种规则进行停放,可能不利于飞行操控员指挥控制无人机进行移动。(3)进入控制空域多数情况下,有人机可以从相对相邻的一些区域(如机场)进入控制空域,而无人机除了通过这些空域外,还可以通过非控制空域进入。这就导致无人机在起飞、发射、着陆和回收时有更多的路径,从而影响空域管理和空域安全。(4)飞行终止无人机不用考虑乘员安全就可以直接终止其持续飞行。然而,这些飞行终止可能会危害到地面人员的安全。为确保地面人员不受影响,飞行终止应尽量置于无人区或者人烟稀少的地方,还需要考虑无人机携带的危险性物资的影响。(5)额外的空管工作负担加重如果无人机与飞行操控员通信丧失或中断,空管可以将无人机平台态势向无人机飞行操控员报告。空管发挥的这种重要作用,显然会加重空管人员的工作负担。危险源分析是控制和降低危险发生的有效手段,对无人机系统在设计、机组训练、使用操作方面的危险源分析,可以为后期对危险源导致事故发生的可能性和严重程度的定量评估奠定基础。
结束语
         建设现代化武警部队,要在行动中革新战术战法,另一方面要利用功能完备的装备器材。武警无人机的开发和应用提高了信息化条件下武警部队在不同地区完成任务的能力,提高了行动的信息化、数字化度,促进了高新技术装备的开发和应用,为推进武警信息化装备的系统化、科学化、智能化奠定了坚实的基础。
参考文献
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