基于无人机技术的通用航空事故调查体系研究
摘要:随着国家的扶持和民航局的大力推进,我国通用航空行业近年来快速发展。伴随着行业的快速发展,通航事故万架次率,也呈现出逐年递增的趋势。通航事故的调查由民航地区管理局负责,由于种种原因,通航事故调查机制并不顺畅,如何理顺机制、提高效率,做好通航事故的调查,合理运用调查成果,对消除通航运行隐患,促进行业安全、健康发展至关重要。本文分析了我国通航事故调查中存在的问题,列举了无人机事故调查的优势,提出基于无人机技术的通航事故调查体系,并设计了实施步骤,希望完善的通航事故调查机制能更好的服务于我国通航发展。
一、背景及意义
(一)通航发展现状
通用航空业覆盖面广,产业链条长,涉及到航空器研发、生产,运行、服务、保障等多个方面,提供种类繁多的飞行活动,是国家重点发展的产业。我国目前大多数省、市、自治区都有大力发展通航产业的需求,各地积极提出形式多样的通用机场建设规划,通航经营企业、飞机制造企业数量逐年增多。
2019年,我国民航实现通用及训练飞行112.5万小时、241.5万架次,同比分别增加13.8%、18.8%。2019年,全行业未发生通用航空较大事故,同比减少2起;发生通航一般事故16起,同比增加3起。全行业发生通航征候13起,同比减少12起。通航事故万架次率同比下降10.18%;通航死亡事故万架次率同比下降43.86%。
图1.1:通用航空事故万架次率
图1显示2010-2019年中国民航通航事故万架次率、三年滚动指标值、五年滚动指标值以及十年滚动指标值。从图中可以看到:2010-2019年,中国民航通航万架次数,除2016年同比下降外,其余年份呈缓慢上升趋势,且逐年稳定递增。
(二)无人机技术发展概况
国际无人机管理和运行方面,各国都在加强标准建设,推动无人机运行创新,为无人机未来大面积应用做好准备。我国无人机行业近年来快速发展,涌现出大疆等国际一流的无人机公司,在国际消费级无人机市场占据绝对份额。但与无人机市场的市场占有率不一致的是,在无人机管理和标准制定方面,我国并没有形成与市场匹配的成果,也没有与之匹配的话语权,我国无人机管理和标准的制定推广仍急需加强。
民航局成立了民用无人驾驶航空器管理领导小组,加强对无人机行业的领导,整合行业内力量,共同研究制定无人机管理和发展政策,促进行业创新,加强标准建设。在各方努力下,也形成了无人机生产领域的一系列标准文件,但在国家和行业层面的法律法规建设方面,仍然处于落后地位,与民航局提出的战略目标存在差距,无人机行业迫切需要完备的法律规章的扶持。
二、通航事故调查需求
(一)通航事故特点
通航近年来总体上呈安全健康发展态势,但存在的安全问题也不容忽视。从发生的通航事故看,运行单位在安全管理、运行管理和规章落实等方面仍然存在很大问题。2018年1月-12月,共发生通航事故15起,造成15人死亡。按事发单位所属辖区划分:华北4起、西南4起、华东3起、中南2起、西北1起、东北1起。
表2.1 2018年通航事故按区域统计
所属区域 |
数量 |
华北 |
4 |
西南 |
4 |
华东 |
3 |
中南 |
2 |
西北 |
1 |
东北 |
1 |
2019年1月-12月,共发生通航事故15起,造成8人死亡。按事发单位所属辖区划分:华东7起、华北3起、西北1起、中南1起,东北3起。
表2.2 2019年通航事故按区域统计
所属区域 |
数量 |
华东 |
7 |
华北 |
3 |
东北 |
3 |
西北 |
1 |
中南 |
1 |
我国幅员辽阔,环境多样,再加上通航作业的特点,发生事故后调查难度大,要求专业面广且调查设施设备先进,才能满足事故调查的需求。
(二)通航事故调查存在的问题
1.法律法规缺失
通航事故调查依据的主要是国务院《生产安全事故报告和调查处理条例》,该条例对安全生产事故的调查除了要求查明事实和原因,提出建议,还对责任认定划分提出了要求,这与国内外对民航事故调查的原则相违背。另一方面,按照国家保密相关要求,民航事故调查报告属于保密范畴,也曾发生过工作人员存储使用民航事故调查报告,受到保密调查的事情。
2.通航信息分散
在通航用户使用平台方面,民航局现有通航运行管理平台和民航安全信息网两个平台,关注于通航运行和民航安全两个方面。通航运行相关内容在通航运行管理平台开展,通航的事故调查报告部分通过民航安全信息网发布。但没有统一通航用户使用平台,也没有发布对通航有针对性的安全提示和风险等内容。
3.调查手段不足
通航运行的特点,决定了通航事故的多样性、复杂性,对事故调查也提出了更高的要求,需要更加广泛的专业知识和丰富的调查手段,才能安全高效的开展事故调查。当前,地区管理局由航安办组织各专业处室形成的调查组,在危化品处置、复杂地形调查、安全防护等等多个方面存在不足,调查手段单一,效率不高。
4.结果使用受限
由于国家对民航事故调查报告的保密要求,在事故调查报告的发布和使用上,受到很大的限制,虽然目前通航部分调查报告也在通过民航安全信息网对外发布,但这样的方式存在一定的风险,相应的根据事故调查得出的安全建议的落实也没有保障。
5.信息传递迟缓
通航事故调查难度大,调查人员短缺,调查周期长,信息传递和发布效率不高,导致事故的阶段性和周期性运行隐患,不能够及时传递到用户,达不到事故调查是为了预防事故发生的目的。
(三)无人机事故调查的优点
1.协助开展搜寻援救
无人机飞行速度快,受地理因素限制小,利用无人机搭载定向搜寻设备,可以对失事航空器的ELT信号进行定向,确定基本方向后,利用无人机超视距飞行回传的图像,可以远距离搜寻航空器,协助开展搜寻援救工作。
2.科学规划事故调查
在开展事故调查时,事故现场的规划、保护和管理工作直接关系到事故调查成功与否。在进入现场前,首先利用无人机设备俯拍事故现场,确定事故概况。在经过科学规划后,开展相应的应急救援、人员防护、现场管理及证据采集等工作,可以更高效的完成事故调查工作。
3.全面展示事故现场
航空器事故现场通常范围较大,利用无人机俯拍照片并经过技术合成,可以展现大范围的现场情况,同时提供高精度的细节展现能力。不论事故现场多大,经过航拍拼接,都能够在一张图片里展现事故现场的全貌,事故调查结果更加直观。同时无人机搭载摄像增强平台,理论上拍摄的现场全貌图,经放大分辨物体能够达到10厘米。另外,一些在地面无法发现的细节,通过俯拍照片,都能够表现出来。
4.辅助进行模拟验证
经过现场调查和分析,对获得的事故信息还要进行一定的实验验证,以真实还原事故情形,为事故最终原因的确定提供支持。利用无人机设备,可以模拟航空器的飞行路线,分析与障碍物的关系,辅助完成部分飞行模拟验证工作。
5.提高传递信息效率
现有的航空器事故信息是按照民航局《民用航空安全信息管理规定》要求进行报送的,信息初始报送的准确性和传递效率还不够。利用无人机设备,通过多角度的若干照片,再配合现有报送程序,可以大幅提高信息准确度和传递效率。
6.无人机调查演练成果展示
下面是在一次事故调查演练实际得到的无人机调查成果。该次演练模拟的事故现场长宽约100米,规划无人机进行现场航拍并技术合成。无人机升空高度40米,航点8个,航线4条,共拍摄照片68张。经拼接后合成图如图2.1:
图2.1:事故现场拼接合成图
上图中的两个黄色物物体为帐篷,其现场图如下:
图2.2:事故演练现场图
在合成图中完整的展现了演练现场的整体场景,同时具有良好的细节展现能力,图2.2中现场黄色帐篷上长度约30厘米的航徽及字样,在合成图中经放大清晰可辨认。
三、基于无人机技术的通航事故调查体系内容
(一)战略层面
事故调查的目的:根据国际民航组织附件13和我国《民用航空器事故和飞行事故征候调查规定》,事故和事故征候调查的目的是查明原因,提出安全建议,防止事故和事故征候发生。
事故调查的职责:根据职责划分,通航事故由民航地区管理局负责组织调查,通航不安全事件的调查将逐步委托通航企业自行调查。
事故调查的原则:独立、客观、深入、全面。
调查结果的使用:根据《民用航空器事故和飞行事故征候调查规定》第三十八条:“在调查的任何阶段,负责组织调查的部门应当及时向有关国家和部门以及国际民航组织,提交加强航空安全的建议。”应该加强信息的发布,及时将安全运行中的风险提示给通航用户,将事故中血的教训,转化为促进行业安全的基石。
从以上几点出发,考虑我国通航事故调查机制,应当符合事故调查的目的和原则,落实管理者和用户的职责,有效利用调查结果,促进行业健康发展。
(二)战术层面
1.修订通航事故调查法律法规
法律法规的缺失,形成了法律法规层面对通航事故调查及结果使用的层层限制,与当前通航“放管服”的总体方向不符。如何界定通航事故、明确调查原则、规范调查结果使用,关系到整个调查机制能否顺畅运行,是通航事故调查方面最为迫切要求解决的问题。针对这些问题,应该从国家和民航局层面,分别修订法律法规,正视通航快速发展过程中存在的事故,制定合理的指标体系评价通航运行,运输航空与通用航空区别对待,真正消除通航事故调查和结果使用上的层层限制。
2.形成统一的通航用户平台
将通航运行平台和民航安全信息网通航栏目整合为一个平台,统一对通航的运行和安全进行管理,一方面对民航局来说,执政效率更高,另一方面对通航企业来说,运行信息和安全信息不再分割,能够更好的利用安全信息为运行提供保障。
在整合通航安全管理平台后,加强通航各类信息的共享,将通航事故调查报告,安全提示和建议,风险分析等内容统一发布在平台上,方便通航用户学习借鉴。开发平台的手机应用功能,使通航用户第一时间接收到各类安全信息,有计划有目标的开展安全管理,消除安全隐患。将各类通航事故提出的安全建议,以及运行中存在的普遍性问题,提炼为指导运行的信息,转化为安全管理的手段,促进事故调查报告成果的使用。
3.建立通航事故调查标准
通过整合通航运行和安全平台,加强通航事故中无人机的使用,建立典型的应用案例等一系列手段,推进无人机在通航事故调查中的应用,形成应用成果,并促进无人机的不断使用。更进一步的,在无人机调查应用和调查结果使用的基础上,总结经验,改进不足,建立通航无人机事故调查标准,规范无人机调查使用,完善信息发布流程和时限,加大安全信息的共享和使用,建立完善的规章标准体系。
4.明确无人机调查技术规范
目前,使用无人机开展通航事故调查的条件基本具备。在无人机设备方面,民航局已为各个地区管理局和监管局配备了不同型号的无人机,分别是易驾卓阳的X413e,大疆的悟Inspire 2和精灵Phantom 4,能够满足不同场景和需求的无人机调查应用。同时,配备了航空器事故调查的专用设备,包括遇险信号定向搜寻系统、航测系统以及专业摄像增强系统等等。无人机在调查中的优势也得到了一定的体现。但在部分地区由于种种原因,在通航事故调查时,也存在仍然只使用传统的调查手段,没有使用无人机的情况。
这就需要在行业内,建立无人机调查技术规范,将无人机事故调查融入通航事故调查各个环节,指导通航事故调查的开展,形成规范标准的调查程序。
5.倡导包容的通航安全文化理念
贯穿始终的要倡导包容的通航安全文化,通过信息平台,安全建议和文化倡导等渠道,建立合理的通航运行安全指标评价标准,将包容的安全文化贯穿于实施的各个阶段,促进行业的健康发展。
(三)实施路线
分三个阶段实施:
第一阶段:整合资源。
做好现有资源的整合,将现有的两个通航平台整合为统一的通航管理平台或同意的通航栏目,为通航用户提供唯一的接入方式。同时,在现有无人机通航调查的基础上,制定调查流程和规范,为无人机通航事故调查铺路。
第二阶段:推进应用。
将各类通航信息资源集中于平台上,开发手机应用,开展大数据分析,充分利用无人机事故调查的优势,加强信息共享和发布,大力推进无人机通航调查的应用,有效促进通航事故调查成果的使用,促进通航发展。
第三阶段:完善制度。
法律法规的修订需要一个过程,在通航快速发展的形势下,应该首先立足当下,加强应用,取得实效。在此基础上,总结归纳,制定完善的规章标准,修订法律法规上的阻碍,才能更好的为通航发展提供服务。(作者:贾琳 民航西北地区管理局宁夏监管局空管处)
参考文献:
[1]中国民用航空局.2019年中国民用航空安全信息统计分析报告[R].2020.
[2]中国民用航空局.民用航空器事故和飞行事故征候调查规定[Z].2007.
[3]中国民用航空局.民用航空器事故和事故征候调查程序[Z].2011.