2024年8月26日，據(jù)Air Traffic Management網(wǎng)站報(bào)道，多年來(lái)，低空空域管理者一直在尋求開發(fā)無(wú)人空中交通管理（UTM）或U-space生態(tài)系統(tǒng)，使無(wú)人機(jī)和電動(dòng)垂直起降飛機(jī)（eVTOL）能夠超視距（BVLOS）安全飛行。也就是說，它們?nèi)绾未_保其領(lǐng)空內(nèi)的無(wú)人機(jī)和電動(dòng)飛機(jī)得到充分授權(quán)，而不是在無(wú)知、粗心、犯罪分子或最糟糕的恐怖分子的控制之下？要應(yīng)對(duì)這一技術(shù)和制度挑戰(zhàn)，就必須在空域管理中集成反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以在早期階段探測(cè)到不法、不合作的無(wú)人機(jī)操作，并減少問題的發(fā)生。

全球有300多家反無(wú)人機(jī)公司提供此類系統(tǒng)，但由于每個(gè)UTM/U-space地理區(qū)域都是獨(dú)一無(wú)二的，因此大多數(shù)系統(tǒng)在有效性和經(jīng)濟(jì)性方面都不兼容。例如，UTM/U-space區(qū)域如果與機(jī)場(chǎng)、海港或監(jiān)獄等安全關(guān)鍵地理區(qū)域重疊，則需要的探測(cè)和緩解技術(shù)水平可能不同于農(nóng)村地理區(qū)域。

理想的反無(wú)人機(jī)解決方案是“分層”的，即采用雷達(dá)、射頻探測(cè)、聲學(xué)、光學(xué)等多種傳感器，并將這些傳感器的信息整合到一個(gè)指揮控制系統(tǒng)中，使操作員能夠盡早獲得威脅警告、識(shí)別意圖并選擇最佳緩解系統(tǒng)：射頻干擾和/或信息欺騙、網(wǎng)絡(luò)接管、激光武器、動(dòng)能反應(yīng)無(wú)人機(jī)、網(wǎng)絡(luò)捕獲系統(tǒng)、小型導(dǎo)彈或火炮。而且，隨著無(wú)人機(jī)威脅的演變，需要新的傳感器和緩解措施，該系統(tǒng)還需要具有可擴(kuò)展性。

安裝這種分層的反無(wú)人機(jī)解決方案，使其對(duì)所有無(wú)人機(jī)威脅的有效率至少達(dá)到95%，其成本歷來(lái)高達(dá)數(shù)百萬(wàn)美元。根據(jù)Statistica最近的一份報(bào)告：“民用反無(wú)人機(jī)硬件的市政空域客戶成本為500萬(wàn)美元，2020年的年度訂購(gòu)成本為170萬(wàn)美元”。

UTM/U-space地理區(qū)域管理者還面臨其他障礙。目前，他們的工作僅止于偵測(cè)流氓無(wú)人機(jī)的存在，而應(yīng)由國(guó)家安全機(jī)構(gòu)部署適當(dāng)?shù)木徑獯胧Ｒ虼?，?fù)責(zé)確保低空空域運(yùn)行安全的機(jī)構(gòu)之間存在脫節(jié)，他們的角色和責(zé)任往往不明確。

然而，問題可能并不像許多人曾經(jīng)擔(dān)心的那樣嚴(yán)重。新的規(guī)則、新的技術(shù)和對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的新認(rèn)識(shí)正在使這一挑戰(zhàn)變得更加容易應(yīng)對(duì)。

威脅的性質(zhì)

挑戰(zhàn)的核心在于對(duì)威脅性質(zhì)的理解。大多數(shù)UTM生態(tài)系統(tǒng)管理者將不必投資于深層防御網(wǎng)絡(luò)，以提供對(duì)軍用級(jí)和自主無(wú)人機(jī)攻擊的防護(hù)，從而避免被發(fā)現(xiàn)。至少，現(xiàn)在還不需要。

商用無(wú)人機(jī)仍對(duì)UTM/U-space地理區(qū)域管理者構(gòu)成相當(dāng)大的威脅。根據(jù)蘭德公司2020年的報(bào)告《小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)對(duì)抗能力》（Small Unmanned Aerial System Adversary Capabilities）：“總體而言，商用小型無(wú)人機(jī)系統(tǒng)市場(chǎng)正朝著更小、更輕、更難探測(cè)的方向發(fā)展。此外，速度、航程和續(xù)航能力也有顯著提高，聲學(xué)特征有所降低。某些型號(hào)的小型無(wú)人機(jī)具有足夠的有效載荷能力，可以攜帶大量爆炸材料或非法物品。不過，由于它們?cè)谏漕l(RF)范圍內(nèi)傳輸指揮控制和遙測(cè)數(shù)據(jù)，因此相對(duì)容易被發(fā)現(xiàn)。

初步措施

第一道防線是強(qiáng)制要求所有商用無(wú)人機(jī)配備遠(yuǎn)程識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)可讓安全機(jī)構(gòu)了解無(wú)人機(jī)的序列號(hào)/注冊(cè)號(hào)、地理位置和地面控制站的位置。日本從2022年6月開始強(qiáng)制要求無(wú)人機(jī)安裝遠(yuǎn)程識(shí)別系統(tǒng)，而美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）為無(wú)人機(jī)安裝識(shí)別系統(tǒng)的最后期限是2023年9月16日，歐盟則是從2024年1月1日開始，但各監(jiān)管機(jī)構(gòu)要求的信息集存在一些地區(qū)差異。

美國(guó)城市反無(wú)人機(jī)公司Hidden Level的首席執(zhí)行官杰夫·科爾（Jeff Cole）說：“現(xiàn)有的空中交通系統(tǒng)和監(jiān)控基礎(chǔ)設(shè)施幾十年來(lái)一直用于監(jiān)控有人駕駛飛機(jī)，但并不是為在城市上空?qǐng)?zhí)行低空任務(wù)而設(shè)計(jì)的，我們必須監(jiān)控可能數(shù)以百計(jì)的無(wú)人機(jī)和城市空中移動(dòng)車輛。

“美國(guó)聯(lián)邦航空局的遠(yuǎn)程ID要求有所幫助，但仍有不足之處。遠(yuǎn)程ID的作用就像一個(gè)可識(shí)別的車牌以及無(wú)人機(jī)位置的傳輸。然而，遠(yuǎn)程ID信號(hào)可能被誘騙或干脆不傳輸，這就引入了驗(yàn)證需求。”

2023年初，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一些新的UTM/反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)集成技術(shù)和基于云的技術(shù)，以應(yīng)對(duì)流氓無(wú)人機(jī)第二道防線的挑戰(zhàn)：探測(cè)系統(tǒng)與UTM系統(tǒng)一起，既能追蹤合作無(wú)人機(jī)，也能追蹤非合作無(wú)人機(jī)。比利時(shí)UTM公司SkeyDrone的總經(jīng)理Hendrik- Jan Van Der Gucht說：“正如空中導(dǎo)航服務(wù)提供商不僅需要投資ATM系統(tǒng)（包括飛行規(guī)劃），還需要通過主要的合作探測(cè)技術(shù)（例如Mode-S雷達(dá)和ADS-B）投資飛行跟蹤系統(tǒng)一樣，我們作為U-space服務(wù)提供商也有義務(wù)這樣做。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估將確定在哪些方面需要額外的構(gòu)件，以管理未經(jīng)授權(quán)和非合作無(wú)人機(jī)引發(fā)的安全和安保風(fēng)險(xiǎn)。我們的合作/非合作無(wú)人機(jī)綜合探測(cè)系統(tǒng)與運(yùn)行中的UTM系統(tǒng)集成，因此安全和安保管理人員可以專注于高風(fēng)險(xiǎn)、未經(jīng)授權(quán)的無(wú)人機(jī)飛行。”

SkeyDrone解決方案

2023年2月，SkeyDrone與反無(wú)人機(jī)硬件合作伙伴共同推出了Radar Pro，以構(gòu)建基于射頻信號(hào)的探測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)完全集成在UTM/U-space生態(tài)系統(tǒng)中。銷售主管Didier Decaestecker解釋說：“你需要一個(gè)能夠識(shí)別和跟蹤無(wú)人機(jī)的探測(cè)網(wǎng)絡(luò)，而我們的系統(tǒng)是為地理區(qū)域和無(wú)人機(jī)運(yùn)營(yíng)商提供的U-space前服務(wù)，它不僅能探測(cè)合作和非合作無(wú)人機(jī)，還能整合UTM系統(tǒng)的飛行授權(quán)，這樣保安或地理區(qū)域經(jīng)理就能立即看到哪架無(wú)人機(jī)事先獲得了授權(quán)，哪架沒有。”

2023年4月，Dedrone在全球40個(gè)主要城市推出了City-Wide無(wú)人機(jī)探測(cè)解決方案。該解決方案完全基于云技術(shù)，可通過網(wǎng)絡(luò)、App Store和Google Play進(jìn)行固定地點(diǎn)和移動(dòng)監(jiān)控。

首席營(yíng)銷官Mary-Lou Smulders說：“Dedrone的City-Wide無(wú)人機(jī)探測(cè)解決方案是反無(wú)人機(jī)技術(shù)輕松上手的范例。該系統(tǒng)利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，通過簡(jiǎn)化的警報(bào)系統(tǒng)同時(shí)監(jiān)控多架無(wú)人機(jī)和多個(gè)地理區(qū)域，一旦警報(bào)區(qū)域被突破，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出通知，告知飛行員的位置和無(wú)人機(jī)的具體數(shù)據(jù)。通過攝像頭或雷達(dá)等其他工具進(jìn)一步增強(qiáng)City-Wide，以加強(qiáng)空域安全也很容易。”

圖：Dedrone City-Wide無(wú)人機(jī)探測(cè)解決方案。

新一代基于云的遠(yuǎn)程反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)即服務(wù)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)在于，它們比以前更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、可擴(kuò)展性和靈活性更強(qiáng)。利用人工智能（AI）技術(shù)，它們可以快速識(shí)別無(wú)人機(jī)類型（基于已知的商用無(wú)人機(jī)庫(kù)）和操作員位置，并通過模擬其行為，對(duì)其威脅類型進(jìn)行分類。新的傳感器可以快速添加到網(wǎng)絡(luò)中，確保網(wǎng)絡(luò)不斷發(fā)展以應(yīng)對(duì)未來(lái)的威脅。

Hidden Level解決方案

首席執(zhí)行官杰夫·科爾（Jeff Cole）說：“在Hidden Level，我們開發(fā)了多用途傳感技術(shù)，以滿足無(wú)人機(jī)和有人駕駛飛機(jī)探測(cè)等市場(chǎng)的需求。大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用都采用了我們的數(shù)據(jù)即服務(wù)模式，即在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施上部署我們的傳感技術(shù)，以創(chuàng)建覆蓋范圍，并可通過分層安裝更多傳感器來(lái)擴(kuò)大覆蓋范圍。我們擁有并運(yùn)營(yíng)硬件，免除了客戶的成本和維護(hù)負(fù)擔(dān)。多個(gè)用戶可以訂購(gòu)?fù)粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)，這樣就可以創(chuàng)建一個(gè)共同的運(yùn)行畫面，而且具有成本效益。”

至于必須花費(fèi)500萬(wàn)美元購(gòu)買一套城市空域反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的問題，2020年可能會(huì)出現(xiàn)這種情況，但從那時(shí)起，成本已經(jīng)大大降低。

2023年2月，在倫敦希思羅機(jī)場(chǎng)實(shí)施反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的英國(guó)OSL公司發(fā)布了無(wú)人機(jī)警報(bào)服務(wù)（DAS），這是一種無(wú)硬件的直觀探測(cè)系統(tǒng)，可通過一系列訂購(gòu)服務(wù)獲得，因此用戶可在其周邊地區(qū)收到無(wú)人機(jī)活動(dòng)警報(bào)，并可查看三年的歷史數(shù)據(jù)，訂購(gòu)價(jià)格僅為每天24英鎊。然而，技術(shù)挑戰(zhàn)依然存在。將反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)與UTM系統(tǒng)集成是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)，增加新傳感器以應(yīng)對(duì)威脅也是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。一個(gè)潛在的更大挑戰(zhàn)是，一旦發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)，如何處理它。這需要一系列技術(shù)和制度解決方案，其中技術(shù)方面的挑戰(zhàn)已被證明沒有制度方面的挑戰(zhàn)那么艱巨。

圖：DSL的無(wú)人機(jī)警報(bào)服務(wù)（DAS）。

廣義上講，基于人工智能的圖書館分類系統(tǒng)在民用設(shè)施中效果良好，而在戰(zhàn)場(chǎng)上，則需要其他技術(shù)來(lái)探測(cè)非商業(yè)無(wú)人機(jī)。每種緩解技術(shù)都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，在分層網(wǎng)絡(luò)中，可以通過引入互補(bǔ)技術(shù)來(lái)減少這些弱點(diǎn)。但“網(wǎng)絡(luò)摧毀”等相對(duì)較新的概念已經(jīng)出現(xiàn)，通過奪取控制權(quán)并使無(wú)人機(jī)著陸或返回起飛位置，可以有效、精確地使不法無(wú)人機(jī)失效。在不允許干擾或誘騙通信系統(tǒng)的機(jī)場(chǎng)周圍環(huán)境中，這種方法尤其有用。

承擔(dān)責(zé)任

各國(guó)政府終于開始考慮在發(fā)現(xiàn)無(wú)人機(jī)后由誰(shuí)來(lái)負(fù)責(zé)處理。在歐洲，歐盟委員會(huì)的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)一攬子計(jì)劃在其比利時(shí)和意大利聯(lián)合研究中心的支持下正在形成。該方案設(shè)想建立一個(gè)數(shù)字無(wú)人機(jī)事故平臺(tái)，包括歐盟授權(quán)用戶可共享的分類數(shù)據(jù)，建立測(cè)試和評(píng)估反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的方法，編制反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展年度報(bào)告，并提供緩解戰(zhàn)略的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。另外，歐洲航空安全局（EASA）也將發(fā)布自己的反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)探測(cè)和緩解措施建議。

在美國(guó)，聯(lián)邦航空局于2023年3月發(fā)布了《反無(wú)人機(jī)系統(tǒng)機(jī)構(gòu)間協(xié)調(diào)進(jìn)程報(bào)告》，該報(bào)告解釋了國(guó)防部（DOD）、能源部（DOE）、司法部（DOJ）和國(guó)土安全部（DHS）將如何協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)反無(wú)人機(jī)挑戰(zhàn)。根據(jù)報(bào)告的結(jié)論“這五個(gè)機(jī)構(gòu)花了八個(gè)月的時(shí)間，為使用無(wú)人機(jī)系統(tǒng)探測(cè)和緩解系統(tǒng)制定了構(gòu)件、路線圖和客觀標(biāo)準(zhǔn)。在此期間，他們克服了多項(xiàng)挑戰(zhàn)，包括確定無(wú)人機(jī)系統(tǒng)探測(cè)和緩解系統(tǒng)對(duì)NAS的干擾程度，以及需要哪些流程來(lái)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)流程的標(biāo)準(zhǔn)化”。美國(guó)聯(lián)邦航空局的國(guó)家安全項(xiàng)目和事故響應(yīng)部門也正在大西洋城機(jī)場(chǎng)測(cè)試無(wú)人機(jī)探測(cè)技術(shù)。

潛在的UTM/U-space服務(wù)提供商并沒有等待監(jiān)管機(jī)構(gòu)為UTM/反無(wú)人機(jī)綜合服務(wù)部署制定細(xì)化規(guī)則，而是變得積極主動(dòng)起來(lái)。Hendrik-Jan Van Der Gucht說：“如果從商業(yè)角度來(lái)看U-space服務(wù)的提供，我們依法必須提供的服務(wù)并沒有太多商業(yè)案例。因此，我們正在尋找增值服務(wù)，而這可能是我們能夠提供的價(jià)值最高的服務(wù)之一。”