维护低空安全,如何打好“组合拳”?

来源:宇辰网 作者:彭辉 时间:2018-05-14 分享至:
[宇辰导读]为满足低空开放的需要,需建立一个低成本、高可靠性的空域监视网。

 

5月12日,第二届“反恐与网络安全治理”论坛暨第一届中国无人机应用安全治理及智能管控技术高峰论坛在上海东方体育中心举行。来自国务院相关部门、大学院校、各地公安系统以及厂家代表就我国目前无人机应用的安全治理与智能管控等相关话题进行了发言。

 

建议制定《无人机应用安全管理法》

 

国务院学位委员会公安学和公安技术学科评议组召集人,中国警察法学研究会会长,本届论坛主席程琳在论坛中表示,目前,我国无人机公共领域管理还存在很多的问题及风险,包括国家对无人机安全管理的法律法规的不健全,监管主体不明确。以前无人机领域是没有部门愿意涉足,但现在是多个部门争先监管,包括民航局、军方、工信部、公安部以及其他行业的部委。二是相关法规滞后单一,缺乏系统性全面性。他说,中国民用航空法制定已有20年,但一直没有修订,法律规定滞后。航空法领域下的指导性规定,有关审批程序、管理规定、适航标准都相对滞后,尚未形成完整系统的民用无人机规章及管理体系。

在程琳看来,立法效力等级较低,缺少国家关于无人机管理的基本法规是另一个比较突出的问题。国家立法层面关于航空领域里,基本未涉及无人机问题。而直接和无人机相关的政策多数作为规范性文件,并不具有普遍约束力。而且,大量领域处于法律规定真空状态。现有法律法规并未明确无人机的空域使用范围、界限,未确定无人机在低空空域的合法身份。无人机的空域管理尚处于摸索阶段。

现实中,无人机扰航事件频发,严重威胁航空安全和公共安全。一些人甚至利用无人机进行违法犯罪活动。近些年,恐怖分子多次利用无人机搭载炸弹等恐袭装置,实施恐怖袭击。

 

论坛主席程琳在讲话/图 来源宇辰网

利用“无人机+”的方式,在袭击中实现机动、信息、武装攻击等功能。无人机普遍具有一定的图像采集、实时传输功能,并能够与地理信息平台相结合。程琳说,由于普通雷达对“低、慢、小”无人机难以有效探测,敌对国家情报机构可利用无人机对我重点区域进行航拍,能够较隐蔽地对军事设施、敏感地区、重要设施等进行情报侦察,甚至开展导弹炸弹袭击等,存在严重威胁我国国家安全的风险。

为此,需要依法加强对无人机应用的安全治理,他建议国家制定《无人机应用安全管理法》。将无人机的安全管理纳入国家大安全观之中进行统一规划安全治理。并建立完善政府有关部门对无人机安全管理的体制机制,明确职责任务,各负其责,加强协调配合,齐抓共管,打好“组合拳”。简单说就是要进一步完善国家空管委、空军、海军、民航局、公安部、工信部等管理部门间的协调管理机制。并制定无人机空中安全管理规则合理设置无人机禁飞区域。避免在人口稠密的市中心、高架桥、高压电线、信号塔附近区域,机场起降区域等地飞行。

制定做好对无人机的应急处置预案无人机事故发生后,不管是空中解体,还是坠落后解体,都有极大的可能毁坏地面财物,甚至可能酿成火灾,伤害人身、危害公共安全。因此,完善无人机事故应急处置预案是避免无人机危害扩大化的首要选择。在技术上完全可以通过GPS 或者北斗卫星系统快速定位事故发生地。通过对现场的检验、勘察、鉴定,确定责任主体、过错方。可以参照机动车交通事故进行处理。如果无人机事故后坠落造成人身财产损失,则可以按照侵权规则予以处理,要求无人机运营人承担无过错责任。若造成大面积起火,则可以按刑法规定定罪处罚。

无人机反制“最有效”的手段尚无定论

 

中国国际警用装备网专家库主任委员、公安部装备财务局警用装备专家库首席专家、全国警用装备标准化技术委员会原主任、公安部装备财务局原副局长陶军生在发言中表示,无人机反制是一个非常复杂的系统工程,也是世界各国非常头痛,但又没有一套行之有效解决办法。目前,世界各国对无人机的反制手段多种多样,但是那种手段最有效,最可靠尚无定论。

陶军生说,为做好反制无人机的工作,目前,公安部已将无人机反制装备的研发列入公安部警用装备"十三五"发展规划的重点研究项目。也启动了相关技术标准的制修订工作。公安部下属有关研究所也已启动具体项目的研发工作。同时,对我国现有无人机反制技术水平,方式,方法具体研制生产单位等进行调研摸底,如何在此基础上通过联合,整合建立一支反制无人机的国家队正进行积极探讨。

据不完全统计,目前国内研制生产无人机反制设备的单位有200多家。其中80%以上都是无线电干扰设备。对这类设备上述条例已明确“无线电技术性阻断反制设备的使用,需经无线电管理机构批准”。事实上,用无线电干扰对付违规违法飞行包括:用于干扰无人机上GPS或北斗导航定位系统;干扰上行遥控数据通信链路和下行遥测图像通信链路等。干扰手段包括:压制性干扰和欺骗性干扰,有全向干扰也有定向干扰。就性质来讲,还有无意干扰和恶意干扰。全球导航卫星系统(GNSS)的导航卫星距离地面3万公里左右,传到地面的信号非常弱,极易受到各种无线电波的干扰。如果遇到恶意大功率压制性干扰,将导致地面接收机失灵。民航空管部门等的很多设备都严重依赖GPS或北斗的导航定位,如果在机场附近使用无线电干扰手段也同样对民航的安全构成严重威胁。他表示,除民航之外,还有很多依靠卫星导航系统工作的部门和单位。所以,利用无线电干扰技术对付无人机,其使用是有条件的,有限制的,有严格要求的。

警用装备专家陶军生/图 来源宇辰网

陶军生说,去年公安部有关单位在江苏连云港举办了无人机反制装备评比摸底大会。到场的有国内近200家公司,其中有一家公司使用了大功率干扰设备,给周边相关单位造成了干扰,导致受干扰的单位向公安机关报警,公安机关派员处警到现场来抓人。这个事例说明科技是一把双刃剑,有利则有弊。大功率激光和大功率微波虽然处置距离远,但是也会给通过电磁波束的飞行器造成威胁。

就处置来讲,哪一种技术手段最有效,最安全,最简便实用,最全面,现在还无法下定论。“我看过不少家反制无人机设备,就技术水平和处置方式来说大同小异。对重点防范目标,建立低空周界安全防御系统,空中电子围栏报警系统,将是不错的选择。”

建立低空监视雷达体系“势在必行”

 

航天八院电子技术研究所主任姜伟在论坛上做了《低空空域监视和气象探测多功能雷达网》的发言,他表示,随着通用航空产业的发展,我国的通用航空飞行器数量到2030年预计将达30万架,小型机场数量将大幅增多,飞行架次、时间、活动范围等急剧增加,空中交通监视管理的任务量和难度也将大幅提高。然而,我国目前的低空监视和管理能力存在着严重不足,现有的空管雷达设备主要是针对中、高空,其设计和部署特点均不适合于低空空域监视。

姜伟说,我国正在大力推进民航新航行系统建设,该系统中强调合作式空管监视技术的应用,如广播式自动相关监视(ADS-B)、卫星导航及局域增强技术等新技术等,未来可用于低空合作目标的监视,具有低成本、高精度的优点。然而,合作式监视设备对非合作目标没有监视能力,在未安装机载设备、机载设备关闭或损坏的情况下均无法获得完整的空情信息。通用航空的低、小、慢飞行器容易被敌对势力和恐怖分子利用,不仅会有意关闭机载设备,甚至会出现发射虚假飞行信息进行欺骗的情况。可见,与合作式监视手段相比,以低空监视雷达为主体的主动式监视体系有其独特的优势和存在的必要性。2011年3月,民航局长李家祥在接受记者采访时已明确表示要加强低空雷达监视设施的建设。

由于通用航空飞行器的升限较低,飞行高度甚至在1km以下,而且飞行器种类多、成本低、机载设备简陋,容易造成不明空情,因此低空空域管制对雷达设备提出了更高的要求,具体表现为:由于地球曲率和地形遮挡的影响,大型的远程雷达在远处低空区域有明显的探测盲区,因此,需利用与军用低空补盲雷达类似的技术,采用近程雷达并架高雷达天线,减少雷达的低空盲区,才能实现对低空空域的有效覆盖。为了实现大面积低空区域的无缝覆盖,还需采用低空雷达密集布网的方式。

嘉宾发言现场/图 来源宇辰网

低空目标的雷达回波容易淹没在强杂波环境中,难以分辨出来。通航飞行器的速度差别较大,有些甚至低于50公里/小时,属于低、小、慢目标,通过多普勒处理也难以从静止杂波中分离出来,检测难度大大增加。为了获得优良的低、小、慢目标检测性能,需选择合适的波段和波形,并采用特殊的抗杂波、多径的设计。

姜伟说,可靠性是民用航空监视和管制设备的一个至关重要的指标。2010年8月23日,荷兰马城的控制中心雷达和计算机系统发生故障,持续了近1个半小时,欧洲各地约700个航班受到影响,数以10万计的旅客形成受阻,系统可靠性在民航空管中的重要性由此可见一斑。依据民航局空中交通管制一次监视雷达设备技术规范的规定,雷达设备的可靠性指标MTBF要求达到10000h以上。

在他看来,为了满足我国低空开放的需要,需要建立一个以低成本、高可靠性雷达、通信、数据融合中心为基础的低空空域监视和气象探测多功能雷达网。网络可覆盖全国重要城市、敏感区域、边境地带、繁忙航路以至于全国大部分地区。

由雷达、通行、融合中心组成的低空空域监视和气象探测多功能雷达网,是物联网应用发展的一个重要领域。通过与飞行计划、气象网络、地理信息系统、民航通信系统的信息交换,可以发展出创新型的服务体系,能够提供飞行冲突探测,低高度告警,限制区侵入告警,机上商务办公、导航等飞行服务,并能够提供航空气象服务,包括低空风切变探测、航空气象等级信息及危险天气告警。

随着中国通用航空的发展,建立低空监视雷达体系工作的不断推进,需要数量巨大的雷达设备,每年市场饱和需求量将达百部以上,这必将带来可观的经济效益,也必将带动相关周边产业如原材料、运输、运营维护、服务等的发展,提供大量的就业机会。而向通用航空飞行提供气象服务,是通用航空发展的必然需求,也是气象服务理念和手段的一次革新。航天企业应当抓住通用航空的重大发展契机,充分发挥在通信、导航、监视领域的传统技术优势,大力发展国产低空空管雷达、网络、通信及导航技术和产品,开拓航天技术应用新领域。

致力“空地一体化安防联动”

 

上海东古航空科技有限公司副总经理徐宏哲在论坛中的发言围绕“面向3D环境的空地一体无人化安防联控系统”进行,在他看来,空地一体化安防联动系统,由集成化空地一体监控平台,统一协调高性能旋翼无人机和地面巡逻机器人,实现空中和地面无人化操作的统一联动、综合监管,为警用安防事业提供自动化设施保障。集成化空地一体监控平台能够综合协调无人机和地面巡逻车辆的动作,在一张地图上实时监控每一台无人机、车辆乃至人员的位置,实现空地联合安防巡检作业。

徐宏哲说,空地一体化安防联动系统使用云平台系统,结合电子地图呈现实时现场动态。其中可以实时显示无人机所在空域的信息、实时显示单兵所在位置的地理信息以及无人机和安防机器人所在位置的地理信息。特别是控制中心能够通过该云系统全面掌控各种巡逻、监控系统的实时动态,提供双向通话、调动指挥,有效实现空地资源共享。

而跨平台移动监控系统是一款针对无人机、安防车机器人等无人控制平台实时定位而研制的数据接入设备,可通过运营商的智能空地一体化运营平台,实现将无人机平台或者安防机器人等平台的地理位置、运动状态等实时云传输到系统中。可以以此对系统中的各平台设备进行相应管控。

论坛现场的反制枪/图 来源宇辰网

徐宏哲说,东古航空高性能无人机飞行平台在空地一体化安防系统中,主要扮演空中指挥、监控和资源调度的作用,通过空中视角,居高临下对现场进行综合管控,图像和飞行状态信息直接返回空地一体化安防系统平台中,是整个系统中信息的最佳来源,也是安防现场指挥、调度的有效途径。空地一体化安防联控系统中的地面机器人并不局限于某一型号的机器人,平台具备高度的兼容性,允许机器人系统的运行状态、坐标位置、图像信息等数据完整无缝地接入到整个空地一体化联控系统中。高性能喷水排烟机器人,更能够直抵火灾现场,使用高压水炮或排烟装置进行高效灭火,同时避免消防作业人员的人身伤亡事故。

清华大学-加西亚低空安全技术研究中心副主任周宏志在“浅析要地低空安全立体防范策略与技术”的讲话中表示,如今,包括国家机密信息安全、政要人身安全、民航及军用飞机安全、防止重大危险园区破坏活动、政治敏感区域制造政治事端、低空飞行器恐怖袭击等。

2018年1月8日,俄罗斯国防部发布消息称,俄驻叙利亚基地首次遭大规模无人机攻击,但未造成损失。1月6日俄在叙利亚境内的防空系统发现10架无人机飞近俄军驻叙的赫梅明空军基地,同时发现3架无人机飞近了俄在叙的塔尔图斯海军基地。2017年9月27日乌克兰文尼察州一处大型军事仓库因为人机投射发生大型爆炸。

在他看来,要制止此类事件的发生,需要做好包括规范使用、登记监管、黑白名单区分以及探测、感知、规避、拒止、取证等一系列安全措施。

上海市航空车辆模型协会会长顾辰表示,对于“低、慢、小”,需要做到“空域限定、设备注册、持证操作、监控有力”。为此,首先是需要科学定义。目前无人机的概念已被泛化,其中有商业诱导的因素,也有人为“搅局”的因素,已经殃及原来从形态到定义都十分明确的航空模型并造成后果,亟待正本清源。其实,除了“无人”这个要素以外,无人机和航空模型的本质差别在于,前者是执行任务的载体,后者是体验运动的载体。那些以飞行器几何尺寸大小、起飞重量多少来划分“江湖”的构想,不利于各负其责的管理和运作。其次是要要精准管理、要疏堵结合,必须“两手都要硬”。

上海振裔航空科技有限公司副总经理吴宇军、技术总监仲惟姣、成都纵横大鹏无人机科技有限公司技术总监王义修分别就相关话题进行了发言,宇辰网后续将会提供更多相关资讯。

 

 

 

 

 

 

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