李雄剛，陳 赟，李國(guó)強(qiáng)

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司機(jī)巡管理中心，廣東 廣州510000）

目前，我國(guó)已形成華北、東北、華東、華中、西北和南方電網(wǎng)共6個(gè)跨省區(qū)電網(wǎng)，電網(wǎng)規(guī)模已位居世界首位。隨著電網(wǎng)規(guī)模的逐漸擴(kuò)大，電力巡檢工作也遇到了前所未有的挑戰(zhàn)。對(duì)輸電線路進(jìn)行定期巡視檢查，隨時(shí)掌握和了解輸電線路的運(yùn)行情況以及線路周?chē)h(huán)境和線路保護(hù)區(qū)的變化情況，是供電部門(mén)一項(xiàng)重要且繁瑣的日常工作。傳統(tǒng)的電力巡檢主要靠人工巡檢方式，這種巡檢方式在一些惡劣條件下，如跨江跨河或高山峻嶺地區(qū)，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作條件艱苦，而且存在嚴(yán)重的安全隱患，影響檢修工作人員的人身安全。隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，無(wú)人機(jī)應(yīng)用于輸電線路巡檢以替代人工巡檢正逐漸成為現(xiàn)實(shí)，運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力巡檢，有著其他巡檢方式無(wú)法超越的優(yōu)勢(shì)：（1）可避免人員安全事故；（2）不受地形地貌的限制；（3）巡檢效率高；（4）飛行成本低；（5）巡線效果穩(wěn)定[1]。然而運(yùn)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行電力巡檢時(shí)，仍有許多潛在的風(fēng)險(xiǎn)。出于安全風(fēng)險(xiǎn)的考慮，電網(wǎng)企業(yè)相繼開(kāi)展無(wú)人機(jī)巡線風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)的研究[2]。南方電網(wǎng)針對(duì)性地建立了機(jī)巡風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)管理的全面化，為無(wú)人機(jī)電力巡檢管理提供支撐。

1 風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)研究?jī)?nèi)容

通過(guò)層次分析從預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制及事后風(fēng)險(xiǎn)管理三個(gè)時(shí)間維度，飛行沖突風(fēng)險(xiǎn)、公共安全風(fēng)險(xiǎn)、國(guó)家空域運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)層面，分析無(wú)人機(jī)運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建立體化的機(jī)巡作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)機(jī)制。經(jīng)過(guò)分析，構(gòu)建如表1電力巡線無(wú)人機(jī)運(yùn)行全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管理分析矩陣：

表1 電力巡線無(wú)人機(jī)運(yùn)行全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)管理矩陣

A1B1：預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，對(duì)飛行沖突層面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

機(jī)巡計(jì)劃智能調(diào)度的設(shè)計(jì)中，對(duì)不同航路機(jī)巡任務(wù)的分配是非重疊的，通過(guò)SORA《特定類(lèi)無(wú)人機(jī)試運(yùn)行管理規(guī)程（暫行）》中根據(jù)SAIL值針對(duì)UAS相關(guān)技術(shù)問(wèn)題、支持UAS運(yùn)行的外部系統(tǒng)性能、人為因素和不利的運(yùn)行條件、氣象等方面對(duì)各項(xiàng)運(yùn)行安全目標(biāo)制定安全檢查表，進(jìn)行預(yù)先性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

A1B2：預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，對(duì)公共安全層面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

找出任務(wù)執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)的基本要素，制定安全檢查表。

A1B3：預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，對(duì)國(guó)家空域運(yùn)行安全的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

主要通過(guò)危險(xiǎn)源區(qū)域的辨識(shí)與劃分后，基于風(fēng)險(xiǎn)清單分析法對(duì)智能調(diào)配的機(jī)巡任務(wù)航線中危險(xiǎn)源區(qū)域的避讓驗(yàn)證評(píng)估。

A1B1、A1B2、A1B3因素實(shí)現(xiàn)了飛行前預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)管理，定量評(píng)估結(jié)果作為機(jī)巡智能調(diào)度優(yōu)化算法的約束條件之一，運(yùn)用飛行后風(fēng)險(xiǎn)管理建立的風(fēng)險(xiǎn)集完成風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，有效降低風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生概率，提升機(jī)巡調(diào)度的安全性和可靠性。

A2B1：飛行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制階段，對(duì)公共安全風(fēng)險(xiǎn)的管理。

（1）通過(guò)SORA將項(xiàng)目無(wú)人機(jī)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景進(jìn)行劃分；（2）根據(jù)SORA要求將危險(xiǎn)源區(qū)域進(jìn)行性質(zhì)和危險(xiǎn)等級(jí)劃分；（3）對(duì)飛行沖突風(fēng)險(xiǎn)采用線性外推法進(jìn)行沖突的預(yù)判，分別對(duì)水平和垂直方向的沖突預(yù)警探測(cè)，為降低虛警概率采用滑窗相關(guān)算法完成沖突確認(rèn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)巡運(yùn)行過(guò)程中飛行沖突風(fēng)險(xiǎn)的管理。

A2B2：通過(guò)傳感器設(shè)置感應(yīng)函數(shù)和預(yù)警函數(shù)，達(dá)到飛行障礙物規(guī)避功能。

A2B3：飛行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制階段，對(duì)空域安全的管理。

將機(jī)巡空域劃分網(wǎng)格作為航路規(guī)劃參考數(shù)據(jù)，依據(jù)A1B3的空域安全驗(yàn)證性評(píng)估實(shí)現(xiàn)機(jī)巡運(yùn)行時(shí)段的風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)，設(shè)置路徑修正流程，規(guī)避因?yàn)槁窂絾?wèn)題而導(dǎo)致的嚴(yán)重事故。

A2B1、A2B2、A2B3因素實(shí)現(xiàn)了機(jī)巡作業(yè)運(yùn)行階段的風(fēng)險(xiǎn)管控，過(guò)程中風(fēng)險(xiǎn)事件的統(tǒng)計(jì)也為飛行后風(fēng)險(xiǎn)管理階段分析關(guān)聯(lián)風(fēng)險(xiǎn)事件、風(fēng)險(xiǎn)特征識(shí)別及風(fēng)險(xiǎn)集的建立提供數(shù)據(jù)支撐。

A3：飛行后風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程。

運(yùn)用評(píng)估矩陣從無(wú)人機(jī)自身飛行情況數(shù)據(jù)，地面人員主觀評(píng)價(jià)兩方面對(duì)此次任務(wù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，后臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)管理人員對(duì)任務(wù)完成情況評(píng)價(jià)進(jìn)行量化補(bǔ)充風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估集，豐富機(jī)巡智能調(diào)度中風(fēng)險(xiǎn)約束條件的數(shù)據(jù)庫(kù)。

2 預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)管理

2.1 飛行沖突風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

建立無(wú)人機(jī)機(jī)巡作業(yè)調(diào)度模型，需要充分考慮作業(yè)任務(wù)需求、空域環(huán)境、資源能力、人員配置、調(diào)度成本、氣象條件、地理特征等因素對(duì)機(jī)巡調(diào)度任務(wù)規(guī)劃的影響，根據(jù)不同階段的需求差異和不同巡檢航線的風(fēng)險(xiǎn)差異，可能產(chǎn)生一系列直接或間接的優(yōu)化約束條件。公共安全風(fēng)險(xiǎn)涉及無(wú)人機(jī)無(wú)序飛行對(duì)航空秩序的影響，機(jī)身、附件或外加載荷的墜落或碰撞侵害他人人身和財(cái)產(chǎn)安全。在機(jī)巡計(jì)劃智能調(diào)度中，充分考慮上述因素，對(duì)機(jī)巡計(jì)劃開(kāi)展預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并以此為優(yōu)化約束條件降低公共安全隱患，維護(hù)社會(huì)和公民個(gè)人從事和進(jìn)行正常生活所需要的穩(wěn)定外部環(huán)境和秩序，同時(shí)提升機(jī)巡作業(yè)的可靠性，保障機(jī)巡工作在安全、高效的前提下開(kāi)展。

根據(jù)SORA《特定類(lèi)無(wú)人機(jī)試運(yùn)行管理規(guī)程（暫行）》[3]和《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)適航審定項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》（AC-XX-AA-2020-XX）[4]中針對(duì)無(wú)人機(jī)相關(guān)技術(shù)問(wèn)題、支持無(wú)人機(jī)運(yùn)行的外部系統(tǒng)性能、人為因素和不利的運(yùn)行條件、組織機(jī)構(gòu)、氣象等方面對(duì)各項(xiàng)運(yùn)行安全目標(biāo)制定安全檢查表，進(jìn)行預(yù)先性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。安全檢查表中無(wú)人機(jī)的技術(shù)問(wèn)題占35%，人為錯(cuò)誤占15%，組織機(jī)構(gòu)占5%，不利運(yùn)行條件占10%，支持無(wú)人機(jī)運(yùn)行的外部系統(tǒng)惡化占15%，氣象條件占10%，內(nèi)審及與局方的接口占5%，文件控制占5%。表中總評(píng)分為100分，各單元權(quán)重不同，單元相加總權(quán)重為1，其單元滿(mǎn)分為100分，單元權(quán)重以及各單元中各評(píng)估內(nèi)容具體分?jǐn)?shù)可根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。90分以上為低風(fēng)險(xiǎn)，80-90為中風(fēng)險(xiǎn)，80分以下為高風(fēng)險(xiǎn)，中風(fēng)險(xiǎn)情況下是否可以運(yùn)行，則由決策人員決定。

2.2 公共安全預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

機(jī)巡作業(yè)無(wú)人機(jī)的飛行路徑上可能存在一些限制區(qū)域，如人口密集區(qū)、電力特殊區(qū)域、山林、重要建筑、交通區(qū)域（機(jī)場(chǎng)、高鐵、公路）等，在經(jīng)過(guò)這些區(qū)域時(shí)可能發(fā)生事故，如墜機(jī)、涉密或侵犯隱私，產(chǎn)生公共安全事故，同樣也會(huì)產(chǎn)生社會(huì)輿論，對(duì)機(jī)巡作業(yè)造成不利影響。可以通過(guò)預(yù)先路線檢查，來(lái)規(guī)避墜機(jī)所可能造成的公共安全事故，并制定輸電線路危險(xiǎn)源控制表，將路徑上的危險(xiǎn)源標(biāo)記出來(lái)，若巡檢過(guò)程中經(jīng)過(guò)上述位置，則將其位置上傳至路徑規(guī)劃系統(tǒng)，采用路徑規(guī)劃系統(tǒng)重新規(guī)劃路線。

制定危險(xiǎn)源控制表時(shí)需要注意以下三點(diǎn)：

（1）已登記的危險(xiǎn)源要定期更新，對(duì)已規(guī)劃路徑定期排查。（2）危險(xiǎn)源位置要準(zhǔn)確，并對(duì)危險(xiǎn)源是否規(guī)避做出判斷。（3）更新后，重新審核控制措施是否合適。

而危險(xiǎn)性質(zhì)和危險(xiǎn)內(nèi)容可由當(dāng)?shù)毓╇娝ぷ魅藛T前去查看，危險(xiǎn)性質(zhì)分為：交叉跨越、人口密集區(qū)、環(huán)境特殊區(qū)域、重要建筑、交通區(qū)域（機(jī)場(chǎng)、高鐵、公路）、牲畜養(yǎng)殖、作物種植、線路本體、安全距離。其中經(jīng)濟(jì)損失情況由相關(guān)工作人員、公司領(lǐng)導(dǎo)、專(zhuān)家根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)情況和公司財(cái)務(wù)，以及法律有關(guān)案件賠付程度制定。輸電線路危險(xiǎn)源控制表與路徑規(guī)劃系統(tǒng)配合流程如圖1所示。

圖1 輸電線路危險(xiǎn)源控制表與路徑規(guī)劃系統(tǒng)配合流程

2.3 空域環(huán)境安全的預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

空域環(huán)境的安全性既是單個(gè)航段機(jī)巡工作全過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制的重要組織部分，也是確保整個(gè)巡檢區(qū)域空域?qū)徟ぷ黜樌_(kāi)展的重要前提。需要確保的是，機(jī)巡計(jì)劃的使用空域與申請(qǐng)使用空域的類(lèi)型、使用時(shí)間是否一致，在保證所使用空域均為申請(qǐng)空域的前提下，使空域申請(qǐng)計(jì)劃更加安全、合理、高效。由于人為失誤、地理環(huán)境等因素影響航空器在執(zhí)飛過(guò)程中可能出現(xiàn)偏航，因此飛行前需要驗(yàn)證飛行航跡與臨時(shí)作業(yè)空域是否有進(jìn)入軍事禁飛區(qū)、限制區(qū)、飛行危險(xiǎn)區(qū)、民航機(jī)場(chǎng)凈空區(qū)等危險(xiǎn)區(qū)域的可能性，若航線規(guī)劃與危險(xiǎn)區(qū)域有交集則應(yīng)重新對(duì)航線進(jìn)行調(diào)整規(guī)劃。非必要情況下，機(jī)巡作業(yè)航跡不得穿越人口密集區(qū)、危險(xiǎn)要害區(qū)、電力特殊區(qū)域、重要建筑區(qū)等危險(xiǎn)源區(qū)域；若航線有穿越的必要，應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)源區(qū)域進(jìn)行事故危險(xiǎn)等級(jí)的評(píng)估，參照危險(xiǎn)等級(jí)劃分表。

3 飛行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制

3.1 機(jī)巡作業(yè)飛行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)劃分

在劃分無(wú)人機(jī)飛行風(fēng)險(xiǎn)之前，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境、線路位置、空域規(guī)劃等多方面因素進(jìn)行考慮，如揭陽(yáng)夏秋間常受強(qiáng)熱帶風(fēng)暴襲擊，有時(shí)因季風(fēng)活動(dòng)反?；蚝鼻忠u，會(huì)出現(xiàn)冬春干旱或早春低溫陰雨天氣，所以在無(wú)人機(jī)巡查揭陽(yáng)輸電線路時(shí)，需要有面對(duì)突發(fā)惡劣天氣的應(yīng)急措施，才能將機(jī)巡作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)處于可控水平，保證機(jī)巡作業(yè)安全性和可靠性。機(jī)巡作業(yè)無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)劃分類(lèi)別主要分為以下四類(lèi)：地面人員不安全行為風(fēng)險(xiǎn)、無(wú)人機(jī)飛行環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、公共安全風(fēng)險(xiǎn)以及國(guó)家空域安全。風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)的內(nèi)在原因有無(wú)人機(jī)飛行故障、墜機(jī)、地面撞擊、空中撞擊以及無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程損壞，而外在原因有干擾航空秩序以及進(jìn)入軍事禁飛區(qū)、限制區(qū)、飛行危險(xiǎn)區(qū)。事故的原因主要有無(wú)人機(jī)操作不當(dāng)、數(shù)據(jù)鏈問(wèn)題以及環(huán)境的復(fù)雜性，如起飛前未對(duì)無(wú)人機(jī)進(jìn)行安全檢查、風(fēng)力過(guò)大干擾無(wú)人機(jī)正常飛行以及無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路信號(hào)干擾等。

3.2 機(jī)巡作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)矩陣

根據(jù)《民用無(wú)人駕駛航空器系統(tǒng)適航審定項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南》（AC-XX-AA-2020-XX），評(píng)估無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，應(yīng)當(dāng)基于預(yù)期的運(yùn)行場(chǎng)景，從能量等級(jí)和碰撞可能等級(jí)兩個(gè)維度綜合給出。

基于民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)自身的能量等級(jí)和運(yùn)行環(huán)境的碰撞可能等級(jí)兩個(gè)維度，形成如圖2所示矩陣。其中，A區(qū)域?yàn)榈惋L(fēng)險(xiǎn)；B區(qū)域?yàn)橹酗L(fēng)險(xiǎn)；C區(qū)域?yàn)楦唢L(fēng)險(xiǎn)。

圖2 無(wú)人機(jī)飛行風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)矩陣

3.2.1 能量等級(jí)

民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的能量等級(jí)從動(dòng)能角度出發(fā)，通過(guò)最大起飛質(zhì)量和巡航速度來(lái)確定。計(jì)算公式為為最大起飛質(zhì)量，v是巡航速度。根據(jù)動(dòng)能數(shù)值進(jìn)行分級(jí)，等級(jí)1為34千焦～1084千焦，等級(jí)2為1084千焦～8134千焦，等級(jí)3為8134千焦～67787千焦，等級(jí)4為67787千焦以上。

3.2.2 碰撞可能等級(jí)

民用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的碰撞可能等級(jí)通過(guò)要飛越的人口密度（例如，遠(yuǎn)離人群、人口稀少、人口密集）和空域要求（例如，隔離區(qū)、完全融合等）來(lái)確定。

EC（Encounter Category）代表碰撞可能等級(jí)，其嚴(yán)重程度從EC4至EC1依次遞增，通過(guò)圖3所示流程來(lái)確定。

圖3 環(huán)境等級(jí)

3.3 機(jī)巡作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景劃分

根據(jù)SORA內(nèi)在的無(wú)人機(jī)地面風(fēng)險(xiǎn)是指地面人員被失控?zé)o人機(jī)擊中的風(fēng)險(xiǎn)，分為11個(gè)等級(jí)，由無(wú)人機(jī)擬運(yùn)行場(chǎng)景、無(wú)人機(jī)的尺寸和動(dòng)能指標(biāo)確定。無(wú)人機(jī)的最大特征尺寸和預(yù)期的典型動(dòng)能指標(biāo)中，以先到達(dá)更高級(jí)的為準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)估。具體如表2所示。

表2 固有無(wú)人機(jī)地面風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)景

在考察項(xiàng)目運(yùn)行環(huán)境后，操作場(chǎng)景幾乎都是控制區(qū)上空的VLO，位于人煙稀少的環(huán)境中、人口稀少環(huán)境下的BVLOS（人口集中的飛行區(qū)），無(wú)人機(jī)固有風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)在1～3中，屬于低風(fēng)險(xiǎn)，無(wú)人機(jī)墜機(jī)后，對(duì)地面人員傷害幾乎可以忽略不計(jì)，且風(fēng)險(xiǎn)可識(shí)別性高。

空域遭遇類(lèi)別（AEC）是一組空域類(lèi)型，最能反映感知的碰撞風(fēng)險(xiǎn)水平。如果無(wú)人機(jī)將在多個(gè)AEC空域運(yùn)行，則需要對(duì)每個(gè)AEC進(jìn)行評(píng)估，以確保在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中存在可接受的碰撞風(fēng)險(xiǎn)。SORA中的非典型空域（非常低密度）定義如下：

（1）限制空域或危險(xiǎn)區(qū)域：正常載人飛機(jī)不能飛行的空域（例如建筑物或構(gòu)筑物400英尺范圍內(nèi)的空域）；在操作過(guò)程中，載人飛機(jī)的遭遇率（遭遇定義為水平接近3000英尺，垂直接近±350英尺）可顯示為每飛行小時(shí)低于1.0*10-6。

（2）不屬于第1至第11類(lèi)空域會(huì)合類(lèi)別（AEC）的空域：無(wú)人機(jī)飛行空域大部分屬于場(chǎng)景6，其飛行高度無(wú)法對(duì)有人機(jī)產(chǎn)生威脅，無(wú)人機(jī)自身路徑規(guī)劃，屬于單向循環(huán)，幾乎不可能發(fā)生無(wú)人機(jī)與無(wú)人機(jī)碰撞。因此，在無(wú)人機(jī)飛行沖突風(fēng)險(xiǎn)管控中，重點(diǎn)需要考慮無(wú)人機(jī)偏離路徑墜機(jī)風(fēng)險(xiǎn)，障礙物規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。

3.3.1 障礙物規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)

機(jī)巡作業(yè)無(wú)人機(jī)飛行沖突的發(fā)生，根本原因?yàn)轱w行路徑上障礙物的阻擋，所以如何規(guī)避障礙物則為風(fēng)險(xiǎn)管控的研究重點(diǎn)，在已有的多目標(biāo)規(guī)劃和智能調(diào)度系統(tǒng)下，機(jī)巡作業(yè)無(wú)人機(jī)可以避免因路徑規(guī)劃而導(dǎo)致撞擊發(fā)生的事故。但在輸電線路交叉跨越點(diǎn)仍需要注意空中相撞的可能性，因機(jī)巡作業(yè)無(wú)人機(jī)巡查線路與輸電線路相符合，從宏觀上看為數(shù)條直線組成，因此可以在無(wú)人機(jī)上安裝激光測(cè)距傳感器，然后通過(guò)線性外推法的沖突預(yù)判算法來(lái)判斷是否沖突。

3.3.2 路徑安全風(fēng)險(xiǎn)管控

機(jī)巡作業(yè)時(shí)無(wú)人機(jī)可能偏離航線，或因路徑規(guī)劃失誤、意外情況，未經(jīng)允許進(jìn)入軍事禁飛區(qū)、限制區(qū)、飛行危險(xiǎn)區(qū)等特殊空域，造成空域入侵事件發(fā)生，同時(shí)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈路信號(hào)干擾其他航空器正常作業(yè)。

對(duì)此情況可與民航局空管局航空情報(bào)服務(wù)機(jī)構(gòu)合作，收集機(jī)巡作業(yè)路徑上的特殊空域管制區(qū)，并在特殊區(qū)域的空域障礙物限制面保護(hù)范圍數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，制作無(wú)人機(jī)空域網(wǎng)格圖，路徑規(guī)劃時(shí)，直接避開(kāi)該區(qū)域。繪制方法為：以管制區(qū)域中心點(diǎn)為基準(zhǔn)劃設(shè)空域網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格為1分緯度×1分經(jīng)度，覆蓋整個(gè)管制區(qū)域。繪制結(jié)束后，將該區(qū)域信息上傳至路徑規(guī)劃系統(tǒng)作為參考數(shù)據(jù)。

在完成機(jī)巡作業(yè)安全路徑規(guī)劃后，無(wú)人機(jī)仍然有可能因意外情況闖入一些限制區(qū)域，如交通區(qū)域（機(jī)場(chǎng)、高鐵、公路）等，這時(shí)需要進(jìn)行人為操作，修正無(wú)人機(jī)飛行路徑。因此需要設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)告警系統(tǒng)。

（1）利用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和無(wú)人機(jī)衛(wèi)星導(dǎo)航設(shè)備，將無(wú)人機(jī)自身設(shè)置為導(dǎo)航圓心，以垂直地面為參照物，設(shè)置安全水平間隔，將安全水平間隔作為安全屏障半徑R，在安全水平間隔內(nèi)設(shè)置告警半徑Rd。無(wú)人機(jī)路徑告警系統(tǒng)范圍如圖4所示。

圖4 無(wú)人機(jī)路徑告警系統(tǒng)范圍

（2）衛(wèi)星地圖，將無(wú)人機(jī)形式路徑上可能會(huì)闖入的交通區(qū)域（機(jī)場(chǎng)、高鐵、公路）等標(biāo)出，設(shè)置網(wǎng)絡(luò)格柵警示邊界，當(dāng)無(wú)人機(jī)安全屏障與網(wǎng)絡(luò)格柵警示邊界接觸時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)無(wú)人機(jī)路徑強(qiáng)制修正程序，同時(shí)給地面駕駛員或操作人員發(fā)出持續(xù)示警信息，提醒關(guān)注。程序運(yùn)行時(shí)間上限為式（1）所示。

V為無(wú)人機(jī)水平飛行速度。

（3）當(dāng)無(wú)人機(jī)路徑強(qiáng)制修正程序運(yùn)行時(shí)間達(dá)到上限T時(shí)，無(wú)人機(jī)啟動(dòng)安全降落預(yù)備時(shí)間T1，在時(shí)間T1內(nèi)，必須由駕駛員或相關(guān)操作人員進(jìn)行人為修正，倘若人為操作路徑修正不成功，且人為操作無(wú)法安全迫降，則由無(wú)人機(jī)打開(kāi)降落傘，關(guān)閉運(yùn)行電源。并發(fā)出實(shí)時(shí)位置信息，由地面人員聯(lián)系有關(guān)部門(mén)進(jìn)行回收和事故處理。

4 飛行后風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)分析

隨著無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，無(wú)論在性能上還是操作性、可靠性等方面都有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但仍不具備有人機(jī)的可靠性與安全性。通過(guò)對(duì)機(jī)巡作業(yè)任務(wù)完成后的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，能夠使后臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)管控人員對(duì)此次任務(wù)執(zhí)行情況有清晰透明的了解，找出潛在不安定因素，評(píng)價(jià)任務(wù)完成效率、完成情況，然后與地面人員、相關(guān)部門(mén)溝通交流，采取措施消除不安定因素。通過(guò)飛行后風(fēng)險(xiǎn)管控，降低機(jī)巡作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)水平，提高任務(wù)完成效率。利用任務(wù)完成評(píng)價(jià)表方法分析任務(wù)執(zhí)行情況及相關(guān)因素?cái)?shù)據(jù)，獲取各個(gè)因素對(duì)機(jī)巡作業(yè)任務(wù)影響的特點(diǎn)，提出有效的改善措施。因此，這就需要針對(duì)無(wú)人機(jī)完成機(jī)巡作業(yè)后，根據(jù)無(wú)人機(jī)自身飛行情況數(shù)據(jù)，地面人員對(duì)此次任務(wù)評(píng)價(jià)，后臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)管理人員對(duì)任務(wù)完成情況評(píng)價(jià)進(jìn)行調(diào)研分析，從而得到啟示，有針對(duì)性地提高機(jī)巡作業(yè)任務(wù)的安全性，降低其風(fēng)險(xiǎn)水平。

任務(wù)完成評(píng)價(jià)表及量化指標(biāo)，首先任務(wù)完成評(píng)價(jià)表從三方面對(duì)此次任務(wù)進(jìn)行調(diào)查分析：

（1）系統(tǒng)軟件分析無(wú)人機(jī)自身飛行情況數(shù)據(jù)，如飛行過(guò)程中傳感器是否正常，拍攝照片的清晰度是否符合要求，有無(wú)自身故障報(bào)告等。

（2）地面人員對(duì)此次任務(wù)工作環(huán)境等的評(píng)價(jià)。

（3）后臺(tái)風(fēng)險(xiǎn)管理人員任務(wù)全過(guò)程情況評(píng)價(jià)

評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)按照與飛行前、飛行中以及飛行后各個(gè)因素、類(lèi)別的相關(guān)程度劃分為幾個(gè)級(jí)別并進(jìn)行量化表示，據(jù)此來(lái)進(jìn)行加權(quán)分析，從而得出結(jié)論。

5 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)人機(jī)作為智能化在民航領(lǐng)域的一種延伸技術(shù)，已經(jīng)在全球引起廣泛關(guān)注，對(duì)無(wú)人機(jī)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的研究也日益增多。本文在已有研究基礎(chǔ)上，通過(guò)風(fēng)險(xiǎn)管理矩陣，將所需要研究的內(nèi)容劃分為了兩個(gè)方向，一個(gè)是時(shí)間維度方向，另一個(gè)是三個(gè)層面方向。從時(shí)間維度上來(lái)看，無(wú)人機(jī)巡線作業(yè)全過(guò)程主要是預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制及事后風(fēng)險(xiǎn)管理三個(gè)時(shí)間階段，預(yù)先風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估主要在無(wú)人機(jī)尚未飛行時(shí)進(jìn)行一些風(fēng)險(xiǎn)的測(cè)評(píng)，數(shù)據(jù)的收集，相關(guān)因素的分析；過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)控制主要在過(guò)程中可能會(huì)遇到的一些狀況等等；事后風(fēng)險(xiǎn)管理主要在無(wú)人機(jī)著陸后，數(shù)據(jù)事件已經(jīng)發(fā)生生成，則需要進(jìn)行一些數(shù)據(jù)整理評(píng)估，量化總結(jié)。從三個(gè)層面上來(lái)看，無(wú)人機(jī)巡線作業(yè)則是從飛行沖突風(fēng)險(xiǎn)、公共安全風(fēng)險(xiǎn)、國(guó)家空域運(yùn)行安全風(fēng)險(xiǎn)三個(gè)層面來(lái)分析風(fēng)險(xiǎn)因素。這兩個(gè)方向的內(nèi)容有著密不可分的聯(lián)系，故此將它們之間的聯(lián)系也進(jìn)行了一些闡述，希望可以構(gòu)建立體化的機(jī)巡作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)管理技術(shù)機(jī)制，最終形成無(wú)人機(jī)巡線作業(yè)飛行安全風(fēng)險(xiǎn)全過(guò)程管理方法，從而為無(wú)人機(jī)空中運(yùn)行管理提供支撐。