小型无人机系统交通分析报告解读

低空产研记录 2025-08-07 19:36

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译者导读

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原文:Juan Plaza


近期,安柏瑞德航空大学(Embry Riddle Aeronautical University)、堪萨斯州立大学和威奇托州立大学在美国联邦航空管理局 (FAA) 的赞助下发布了一份题为“小型无人机系统 (sUAS) 交通分析 (A11L.UAS.91)最终报告”


该报告涉及许多不同方面,但特别令人担忧的是风险评估。根据报告的执行摘要:“该项目旨在利用经验数据客观地了解国家空域系统 (NAS) 的低空交通。固定的远程识别 (ID) 传感器被放置在美国各地的选定位置,以捕获 sUAS 活动和遥测数据。该项目的主要目标是:(1) 识别、评估、减轻和监测 sUAS 安全隐患;(2) 确定现有 sUAS 法规的有效性;(3)准确预测无人机流量水平;(4) 帮助识别和评估未来的航空风险。


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表:小型无人机系统(sUAS) 型号规格。


无人机和载人飞机之间发生事故或事件的大部分风险都发生在机场周围。主要原因有两个:一是无人机主要在低空运行,飞行高度较低;二是这个高度上,机场附近的传统飞机要么处于起飞、要么处于降落状态。在这两种情况下,飞机都是低而缓慢的,这是一种危险的组合,不允许额外的机动性,并且几乎没有留下错误和规避反应的余地。


关于大量增加无人机进入国家空域系统 (NAS) 相关的安全风险,报告非常明确:“运营趋势揭示了几个令人担忧的领域。


高度超标问题,一些航班超过 400 英尺的监管上限,对有人驾驶航空构成潜在风险。


许多行动集中在住宅区,增加了在这些地区遇到有人驾驶飞机的可能性。虽然飞行时间短(通常低于 35 分钟)带来的风险是短暂的,但也限制了干预的机会。


此外,机场和直升机场附近的无人机活动明显较高后,部分航班超过高度限制,对低空飞行的传统飞机构成安全隐患。大多数航班发生在平静的天气和白天,而目前的夜间运营仍然很少,但随着包裹递送等商业应用的扩展,这类风险可能会增加。


虽然该报告没有明确详细说明第 108 部分的法规,但它提到了 BVLOS(超视距)的影响,预计一旦最终确定,这些将受到第 108 部的约束。


研究人员特别警告说,BVLOS 的扩张(尤其是在达拉斯-沃斯堡等城市中心)可能会加剧无人机交通并增加整合风险。他们强调需要积极主动的安全框架来适应这种监管转变。


报告的主要发现是:


高度违规:在 6,037 架有高度数据的航班中,有 573 架次在 400-500 英尺之间运行,781 架超过 500 英尺——远高于美国联邦航空局 (FAA) 对 sUAS 的 400 英尺上限。这些航班约占通常为有人驾驶飞机保留的空域总累计飞行时间的 10%。


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图:特雷霍特机场(HUF) 按网格划分的无人机系统LAANC 授权热图。


直升机场风险:在直升机场 3,000 英尺范围内经常检测到无人机,而这些直升机场通常没有在航图上标记,从而增加了碰撞风险。该报告建议绘制直升机场位置图,以提高无人机飞行员的态势感知能力。


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图:叠加小型无人机系统检测结果的临时飞行限制区可视化示意图。


城市热点:由于低空无人机活动频繁,住宅区和城市地区成为高风险区域。这些领域对应急直升机和未来的 AAM(先进空中交通)运营提出了挑战。


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图:小型无人机系统操作员位置,印第安纳州哥伦布市,90 米×90 米分辨率,白天。


远程 ID 限制:虽然自 2023 年以来强制要求远程 ID,但到 2025 年 4 月中旬,只有约 50% 的第 107 部注册无人机符合要求。研究发现,大多数远程 ID 信号是在传感器 1 英里半径范围内接收的,这揭示了传输范围和数据覆盖范围的差距。


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图: 2014 - 2024 年DAB 附近的目击事件报告地点。注: 总目击次数:21 次;在机场5 海里范围内:16 次;规避行动:14.3%。


地理围栏问题:大疆的无人机占跟踪人员的近 90%,取消了地理围栏,被标记为重大安全风险。没有自动化限制,无人机现在可以更轻松地进入 TFR、无人机区和关键基础设施区域。


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图:佛罗里达州代托纳海滩市哈利法克斯健康医疗中心综合设施


鉴于在报告发布时,美国联邦航空局已经错过了发布第 108 部 NPRM(拟议规则制定通知)的最后期限,可以肯定的是,联邦机构正在认真考虑报告的建议。


以下是风险列表和基于风险的建议:


1. 高度违规和空域入侵


风险:超过 400 英尺真高的无人机会对低空飞行的载人飞机造成碰撞危险,尤其是直升机和未来的 AAM 飞行器。

数据说明:1,354 架次飞行超过 400 英尺;这些占所有观察到的飞行小时数的约10%。

建议:如果没有自动高度控制或强有力的执行机制,第 108 部下的 BVLOS 要求可能会扩大允许的行动范围,从而加剧这些冲突。


2. 直升机场的邻近性和未知风险


风险:在直升机场附近运行的无人机(许多无人机未在 FAA 航图上列出)在紧急医疗或执法任务中存在严重碰撞的可能性。

建议:强制要求支持 BVLOS 的无人机绘制直升机场图表和动态空域,以支持飞行前风险缓解策略。


3. 城市飞越住宅区


风险:无人机在人口稠密地区集中活动会增加空中碰撞、失控事件和公众强烈反对的风险。

政策风险:目前的美国联邦航空局指南不鼓励低空飞越房屋,但缺乏可执行的限制。

第 108 部考虑:BVLOS 认证必须解决飞越限制,特别是对于通过城市走廊的交付和监视任务。


4. 远程 ID 信号间隙


风险:有限的广播范围(~1 英里半径)意味着许多 sUAS 航班可能对交通管理系统不可见,从而阻碍检测和避免协议。

合规性不足:截至 2025 年 4 月,只有 50% 的无人机符合 Remote ID 标准。

第 108 部分 展望:BVLOS作将需要实时位置数据;对本地化远程 ID 的依赖可能会破坏更广泛的态势感知。


5. 取消地理围栏限制


风险:大疆取消自动地理围栏会使关键基础设施和限制区域受到有意或无意的入侵。

对 BVLOS 的影响:如果没有自动地理围栏或路线锁定,BVLOS 任务可能会在飞行员意识最低的情况下进入敏感区域,从而产生法律和安全责任。



(有关报告的完整版本,请后台留言……)

     《小型无人机系统(sUAS) 交通分析: 最终报告》

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