无人机qq粘虫

2020年10月农业机械学报第51卷第10期doi:10.
6041/j.
issn.
1000鄄1298.
2020.
10.
001农用无人飞机法规与标准制定现状分析薛新宇1摇顾摇伟1摇徐摇阳1摇孙摇竹1摇兰玉彬2(1.
农业农村部南京农业机械化研究所,南京210014;2.
华南农业大学工程学院,广州510642)摘要:近年来,我国农用无人飞机产业快速发展,应用领域不断扩展,但相关配套的法规和标准却相对滞后.

本文系统梳理了国际上主要标准制定、标准实施的组织和机构,标准制定目标与主要依据;阐述了日本农用无人飞机管理机构、管理方法与标准使用;我国无人飞机管理、相关政策法规与标准体系建设情况;我国农用无人飞机现有政策法规,行业、地方以及团体标准制定情况.
提出为引领行业健康发展,在我国《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》框架下,在农业农村部主导建设下,各级管理机构和标准化组织应从产品(质量)标准、子部件与性能试验等技术标准、操作规范与人员培训等管理标准方面继续开展标准化工作;标准制定不局限于植保无人飞机,还应制定播种、施肥、遥感、辅助授粉等应用标准;应建立涵盖生产、流通、应用、培训、登记认证等环节标准支撑管理需求.

通过标准的科学制定与实施,进一步规范行业发展,驱动自主创新,提升农用无人飞机产业在国内外市场竞争力.

关键词:农用无人飞机;植保无人飞机;标准;法规中图分类号:S23;S49文献标识码:A文章编号:1000鄄1298(2020)10鄄0001鄄10OSID:收稿日期:20200825摇修回日期:20200910基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFD0701000)和中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目(SR201903)作者简介:薛新宇(1969—),女,研究员,博士,主要从事植保机械工程技术研究,E鄄mail:xuexynj@qq.
com通信作者:兰玉彬(1961—),男,教授,博士生导师,主要从事精准农业航空研究,E鄄mail:ylan@scau.
edu.
cnReviewonCurrentStateofAgriculturalUASRegulationsandStandardsXUEXinyu1摇GUWei1摇XUYang1摇SUNZhu1摇LANYubin2(1.
NanjingInstituteofAgriculturalMechanization,MinistryofAgricultureandRuralAffairs,Nanjing210014,China2.
CollegeofEngineering,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:Inrecentyears,industryandapplicationofagriculturalunmannedaerialsystem(UAS)havebeenexpandingrapidlyandgreatly.
However,supportingregulationsandstandardsonagriculturalUASarerelativelylaggingbehind.
Thecrucialstandardsformulatingandimplementingorganizationsandinstitutionsinaglobalview,alongwithstandardssettinggoalsandbasisweresystematicallyreviewed.
AgriculturalUASmanagementorganization,regulationsandstandardsapplicationinJapanwerestudiedindetail.
CurrentpoliciesandregulationsofindustrialandagriculturalUASinChinawerealsointroduced,alongwithindustrydevelopmentandlocalstandards.
ToleadthehealthydevelopmentofUASindustryinChina,regulationandstandardizationorganizationsatalllevelskeepingonUASstandardizationworkwereconcentratedonthreeaspects,includingproduct(quality)standards,technicalstandardssuchassubcomponentsandperformancetests,operationspecificationsandpersonneltrainingmanagementstandards.
AllagriculturalUASstandardconstructionworkswereledbyMinistryofAgricultureandRuralAffairs,undertheframeworkofGuidelinesforStandardizationConstructionofUnmannedAerialSystem.
Proposedstandardswerenotconfinedtoplant鄄protectionmerely,whichalsoincludedUASapplicationstandardsforfertilization,remotesensing,andauxiliarypollinationandsoon.
Standardscoveringprocessesofproduction,circulation,application,training,registrationandcertification,shouldbeestablishedtosupportUASmanagement.
ThroughscientificformulationandimplementationofUASstandards,itwouldsurelyfurtherregulatetheindustrydevelopmentanddriveindependentinnovation.
CompetitivenessoftheagriculturalUASindustryinthedomesticandforeignmarketswouldbeenhanced.
Keywords:agriculturalunmannedaerialsystem(UAS);plantprotectionUAS;standards;regulations0摇引言农业航空的发展已有100多年历史.
美国早在1906年就开始使用有人飞机喷洒化学药剂消除牧草害虫,1911年德国提出用飞机喷洒农药控制森林害虫计划[1],1922年,苏联采用飞机喷药防治蝗虫[2],1949年美国研制出了适用于大规模农田植保的固定翼农用飞机[3],有人驾驶飞机在农业生产中逐步得到大面积应用,欧美日等发达国家也形成了最早的农业航空产业.
1987年日本雅马哈公司研制出世界上第一台农用无人直升机R50,于次年开始销售,无人飞机首次加入了农业航空领域,并得到迅速发展,应用面积逐年升高[4].
在有人驾驶飞机的农业航空方面,美国是农业航空最发达的国家,平均2万hm2耕地拥有1架农用飞机,全美65%的化学农药采用飞机作业完成喷洒,年处理耕地面积占总耕地面积的50%以上,水稻生产中100%采用飞机施药防治[5].
在无人机农业航空应用方面,日本是最为成熟的国家,无人直升机达到3000余架,飞手约14000人,作业面积40万hm2[4].
经过长期的发展,美国和日本都已经形成了较为完善的农业航空法规与标准.
1951年5月,中国民航广州管理处派出一架C46型飞机,连续2d在广州市上空执行了41架次的灭蚊蝇飞行任务,揭开了中国农业航空发展的序幕[6].
1958年,南昌飞机制造厂生产的运5投入使用,对我国农业航空的发展壮大做出了重大贡献[7];到2018年,我国有人驾驶飞机农业航空年作业量约为41570h[8].
2008年农业农村部南京农业机械化研究所研制出我国第一台植保无人飞机;2014年开始,植保无人飞机在我国进入规模化应用阶段,市场保有量、作业量、驾驶员人数大幅提升[9].
2019年,我国植保无人飞机保有量已达5万架,年作业量达3000万hm2·次,植保无人飞机研发及组装的生产企业达300多家,其中龙头企业10余家,产品覆盖单旋翼、多旋翼,油动、电动等多个品种,农用无人飞机已逐渐成为我国农业生产不可或缺的一部分.
近年来,仿地飞行、避障、多机协同作业等技术的突破又进一步提高了智能化水平,使农用无人飞机成为具有中国特色的新兴高新技术产业,具有国际影响力[10-12].
我国对于农业航空研究和应用起步晚、发展快,农业航空已逐步向多元化方向发展,作业种类涉及植保、播种、施肥、遥感、辅助授粉等方面,相关配套的法规和标准还在探索与逐步制定中.
本文主要对国内外无人飞机农业航空政策与标准情况进行系统梳理分析和总结,以期为我国标准体系建设与标准制定提供借鉴.
1摇国际主要无人机标准制定组织与机构无人机的发展与日益民用化给各个国家的安全管控带来了挑战[13-14].
航空监管框架的主要目标是实现并保持最高且统一的安全级别.
就无人机而言,是确保任何其他空域用户的安全以及地面人员和财产的安全.
在制定监管标准、将无人机安全纳入空域系统方面,许多国家正在采取一系列不同的方法和措施.
其中一个共同的问题是针对无人机及其操作方法所带来的风险,进行相关标准的制定、修订.
一些国际无人机组织与国家无人机组织也致力于构建、协调无人机规则,一方面确保无人机安全运行,不损害公共和国家安全;另一方面,保证无人机产业的健康发展.
目前,世界各地的无人机行业标准开发组织工作聚焦于:支持适航性,命令和控制(C2),感知和避让以及其他功能的技术规范.
下面介绍制定、实施标准的主要组织和机构.
1郾1摇国际民航组织(ICAO)ICAO的工作聚焦于制定基于性能的高水平标准,为无人机设定最低性能要求.
ICAO在国际航空领域实现统一的主要方法是通过其标准和建议措施(SARPs),制定国际化的无人航空监管框架.
2007年,ICAO成立了一个制定无人机法规/标准的小组,早期工作重心在于统一术语和定义;2018年专家组完成了一系列的SARP,主要与适航性、运营(包括运营商证书)和远程飞行员许可有关.
2020年,专家组将完成另一系列的SARP,主要涉及空中交通与无人机检测.
ICAO主要相关工作如下:(1)328通告(Circular328)328通告是ICAO在国际层面有关无人机的首项文书[15],阐述了ICAO关于整合无人机的观点.
该文件涵盖了航空法规的各个方面,并提供了ICAO对由每个方面代表的各种问题的初步意见.
它还提供了一些示例,说明了国家和地区当局在从航空电信程序到环境等方面的各个领域所采取的举措.
(2)遥控飞机系统(RPAS)手册ICAO的RPAS手册就适用于遥控飞机(RPA)提供了有关技术和运营问题的指南[16],适用于RPA在非集成空域和机场中的集成.
该手册侧重于商业目的的无人机系统.
该手册的内容为开发RPAS的专用SARP提供了指导.
1郾2摇联邦航空管理局(FAA)美国联邦航空管理局(FAA)有权对国际民用2农摇业摇机摇械摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2020年飞机进行认证.
FAA的目标是提供安全、高效的航空航天系统.
无人机行业的快速增长催生了确保将该新技术安全地集成到美国国家空域系统(NAS)中的需求.
主要工作是将无人机集成到NAS的标准体系中.
这些无人机标准使FAA制定规则变得可行,而且还增强了整个行业安全有效发展的能力.
这些无人机标准确保了公平的竞争环境,以支持全球公平贸易并为消费者提供期望的质量[17].
FAA参与的两个主要以无人机系统为重点的国际机构是ICAO的RPAS小组和JARUS.
ICAO的RPAS小组由民航组织成员国和国际组织提名的专家组成.
在推荐的ICAO标准中,协调RPS和其他标准.
相似的是,JARUS是一个为世界各地的民航当局推荐使用要求的国际专家小组.
1郾3摇欧洲航空安全局(EASA)欧洲航空安全局(EASA)由欧洲委员会(EC)于2002年成立,以确保民航运营的安全.
仅次于FAA,欧洲航空安全局是第二家获授权认证国际使用民用飞机的机构.
ICAO的重心在于开发高级标准,而EASA则致力于这些标准的实施.
EASA以安全、可靠和环保的方式制定无人机法规,同时尊重隐私和数据保护.
与ICAO不同的是,ICAO只关注安全,而EASA采取了更广泛的方法来监管无人机,同时也涉及到环境和隐私.
主要相关工作如下:(1)条例216/2008(Regulation216/2008)216/2008号条例是第一条适用于无人机的欧盟法律[16].
216/2008号条例确立了民用航空领域的共同规则.
它涵盖了航空监管的重要领域,包括适航性、运行、许可和认证.
但这项规定只适用于超过150千克的无人机.
(2)条例2018/1139(Regulation(EU)2018/1139)欧洲航空安全局认为条例216/2008导致了分散的监管体系,阻碍了无人机和跨界无人机应用的单一欧盟市场的发展.
为了替代条例216/2008,条例2018/1139的建立旨在确保以运营为中心的比例风险和基于绩效的监管框架[18].
它还确保了无人机使用的统一安全性,支持无人机市场并有助于增强隐私保护;同时,该条例将EASA的管理范围扩展到了所有无人机,而不仅仅是超过150千克的无人机.
1郾4摇航空无线电委员会(RTCA)RTCA目前是一个独立的标准开发组织(SDO).
一方面,与联邦航空管理局(FAA)合作,制定全面的、经过行业审核和认可的标准;另一方面,也与欧洲民用航空装备协会(EUROCAE)合作,制定联合标准[19].
RTCA制定联邦航空管理局(FAA)要求的最低性能标准和指导材料,并成为联邦航空管理局航空系统和设备法规的部分依据[20].
自1935年以来,RTCA成功地制定了以下质量标准:安全性能要求(SPR)、运行服务和环境定义(OSED)、互操作性要求(IRR)、最低航空系统性能标准(MASP)、最低运行性能标准(MOP)、报告和指南.
这些文件形成了新设备安全和效率的认证体系,并为这些技术的实施提供了一个竞争性的市场.
FAA在技术标准和咨询通告中经常提及MASP和MOP,其为设备认证提供了部分依据.
1郾5摇欧洲民用航空装备协会(EUROCAE)EUROCAE的重点是飞机设备/系统标准的制定,包括航空相关设备或工艺方面.
主要涉及领域包括:指挥、控制、通信、频谱和安全(C3S)以及感知和避让(DAA);增强的RPAS自动化(ERA);U空间(当前称为无人机交通管理(UTM));特定操作风险评估(SORA);设计和适航标准(D&AW).
EUROCAE与其他无人机产业相关组织/机构(EAS、JARUS、EDA、SESARJU、EUROCONTROL)和其他标准化组织(如RTCASC228、ASTMF38、ISOTC20SC16)有相互交流、协调[21].
1郾6摇美国材料与试验协会(ASTM)ASTM的无人飞机系统委员会(F38)聚焦无人机系统的设计、性能、质量验收测试和安全监控等问题[22].
创建了十几个有关适航性、飞行操作、人员培训和认证等标准.
这些标准包含从无人机操作到控制系统,以及介于两者之间的所有内容[23-24].
主要包括:淤最低安全、性能和飞行熟练度要求.
于质量保证安装制造控制装置,确保飞机符合设计标准.
盂生产验收试验和程序,确保完成的飞机系统满足原型飞机系统中所示的报告性能.
榆持续适航系统的基线计划,包括监控和维护持续运行安全的方法,以及识别、报告和补救飞行安全问题的流程.
ASTMF38委员会成员在广泛领域中创建附加标准.
包括自动化、超视距运输、操作手册、设计制造、感知和避让技术、固定翼系统、燃料电池设计、维修技术员资格/证明、运营、性能、安全、培训等.
1郾7摇美国机动车工程师协会(SAE)美国机动车工程师学会在航空航天标准领域已经出版了近6700个标准,其中许多也适用于无人机系统.
为了更好地满足无人机系统的独特要求,SAE成立了专门的无人机委员会(AS4),已经制定了许多新的和修订的标准,特别是关于从美国国防部迁移到SAE的无人系统联合架构标准.
已发3第10期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇薛新宇等:农用无人飞机法规与标准制定现状分析布的SAE无人机标准包括以下主题:接线;飞行控制设计;执行机构;飞行员培训建议;安全操作和武器释放;辅助电源;消息和数据格式;互操作性;软件体系结构;控制段架构[25].
1郾8摇美国飞机工业协会(AIAA)美国飞机工业协会涉及无人机系统的关注点包括:无人机;操作该无人机所需的设备;基于地面的控制器以及两者之间的通信系统[26].
主要涉及领域:发展技术的认证;安全;操作方式.
目前AIAA已被任命为ISO/TC20/SC16,无人机系统美国技术咨询小组(U.
S.
TAG)的管理员[27].
组织制定以下领域的无人机国际标准:无人机领域的术语和定义;无人机类型的分类;对用于制造无人机的结构材料和加工的要求;确保无人机的可靠性的要求;对地面系统和工具的要求,以确保无人机的飞行;合理使用无线电频段的要求,以确保用于各种目的的无人驾驶飞机安全可靠地同时运行.
1郾9摇日本产业用无人航空机工业会(JUAV)航空运输和航空安全活动由日本民用航空局(CAB)管理,该局隶属于国土、基础设施、交通和旅游部.
日本目前没有单独监管无人机的材料,只涉及无人机操作.
在日本,唯一涉及无人机操作的航空法规为要求无人机飞行在150m以下,距离机场至少9km[25].
日本没有正式的法规(农业产业之外)来管理无人机系统的使用,但在制定行业标准方面仍有大量工作需要做.
为了满足这类需求,JUAV应运而生.
JUAV代表了在日本开发、制造和运营无人机的日本产业,应用领域包括农业、监测、监视和灾害援助[28].
其致力于建立日本无人机行业统一的安全标准,目前已经为在无人居住区域运行的固定翼和旋翼类无人机制定了行业标准,这些安全标准适用于不超过50千克的远程操作的无人驾驶直升机,在人口稀疏的地区飞行;最近JUAV对YamahaRmaxGI认证自动直升机,并为固定翼无人机建立了新标准.
除此之外,JUAV和日本宇航局(JAXA)合作、讨论在非隔离空域中商业无人机运营标准.
2摇国外农用无人飞机管理与标准农业是我国目前无人机应用最多的行业,植保作业是农业中应用无人机最多的生产领域.
植保无人飞机低空低量施药模式与传统地面植保机械以及与其他行业应用的无人机作业模式都有很大区别,因此参考其他国家农用无人飞机标准,对建立我国农用无人飞机标准体系具有重要意义.
日本是最早将单旋翼无人机(无人直升机)施药技术应用于农业生产的国家,也是当今世界上该技术发展最成熟的国家之一,自20世纪80年代就开始进行飞防作业[29].
同样作为东亚国家,我国农业生产模式与日本有较高的相似性,因此具有较高的参考价值.
日本农用无人飞机标准主要分为无人机通用性要求标准和植保、撒播作业要求标准.
不同管理部门的标准或法规在使用时大多互相引用或参考执行,政策法规主要由国土交通省安全局和农林水产省(相当于我国的中国民用航空局和农业农村部)制定发布[30],标准与规范主要由日本产业用无人航空机工业会和日本农林水产航空协会负责制定发布.
日本产业用无人航空机工业会发布的无人机安全标准,主要包括设计、质量控制、维护检查、驾驶员、操作、客户管理等方面内容[31-32].
而用于植保作业的旋翼无人机相关要求还应当参照日本农林水产航空协会发布的产业用无人机使用指南[33-34],该指南性文件规定了无人机的使用要领、人员与装备、法律法规、安全培训、安全检查、飞行限制、作业规范、农药安全使用、危险危害防范、药效调查等要求[35],并且已由中国热带农业科学院环境与植物保护研究所林勇研究员编译在国内出版[36].
此外,日本农林水产航空协会还发布有无人机及撒播装置性能确认标准、无人机登记管理标准、无人机培训基地指定标准、无人机驾驶员技能认定标准等标准,对产品性能考核、培训及驾驶员认定等方面做出了规定(见表1).
日本农林水产航空协会和全国农林航空事业推进协议会又联合发布了产业用无人直升机导航手册,规定了对领航员的设置、无人直升机喷洒作业参数要求、领航员的作用、与驾驶员的信息传达方法、作业前的安全检查、作业时的注意事项等要求[39].
日本近年来不断推出新标准,目前已经涵盖了植保无人飞机产品、驾驶员、作业规范、作业质量评价等基本要求.
多旋翼无人机因价格低、操作简便,应用越来越广,日本产业用无人航空机工业会和日本农林水产航空协会也开始陆续制定发布多旋翼机型的标准.
3摇我国无人飞机管理法规与标准体系我国早期无人机标准几乎全为国家军用标准,有50余项,近年来民用无人机发展迅猛,现行军用无人机系统标准还未能形成标准体系,对非军用无人机系统标准体系的建立借鉴有限[40].
无人机系统是多领域多专业融合的产物,其管理涉及研制、注册、适航、环保、进出口、销售、运行、报废、行业应用4农摇业摇机摇械摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2020年摇摇表1摇日本农林水产航空协会发布的无人机标准Tab.
1摇IssuedUASstandardsbyAgriculture,ForestryandFisheryAviationAssociationofJapan制/修订时间无人直升机[37]制/修订时间多旋翼无人机[38]2017年产业用无人直升机及散布装置性能确认标准2020年产业用多旋翼无人飞机及散布装置性能确认基准2014年产业用无人直升机登记管理标准2019年多旋翼无人飞机及散布装置性能确认检查实施步骤书2017年产业用无人直升机操作员技能认定标准2020年产业用多旋翼无人飞机及散布装置登记管理标准2017年产业用无人直升机培训设施指定标准2019年产业用多旋翼无人飞机操作员技能认定标准2019年产业用多旋翼无人飞机培训设施指定标准等,主管部门涉及国务院中央军委空中交通管制委员会、国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会、工业和信息化部、公安部、海关总署、科学技术部、商务部、农业农村部、中国民用航空局、生态环境部、国家安全部、海事局等部门,协调统一管理具有一定难度[41].
近年来,我国无人机监管制度逐步完善,形成了包括法律、行政法规、部门规章、规范性文件和相关技术标准在内的无人机监管体系[42].
在民用无人机监管的过程中应根据其全生命周期所存在的风险在各个环节进行预防和管控.
无人机监管的各环节应相互约束相互补充,才能有效进行[43].
中国民用航空局是民用无人机主要管理部门,近年来颁布了一批民航法规,主要从运行管理、空中交通管理、驾驶员管理、经营管理、实名制管理、飞行数据管理等方面规范整个民用无人机行业[44-49].
《轻小无人机运行规定(试行)》(AC91FS201531)基于民用无人机的分类,简要对不同类型的无人机规定了运行方式,主要包括人员、无人机设备、飞行限制区域、电子围栏、无人机云、运营人的要求,另外对植保类无人机作出了针对性要求[44].
《民用无人驾驶航空器系统空中交通管理办法》(MDTM2016004)规定,无人机满足最大起飞重量小于或等于7千克,在视距内飞行的,驾驶员符合相关资质等多项条件无需飞行审批[45].
但根据植保无人飞机的特点,显然无法满足这个条件,原则上讲当前的植保无人飞机作业绝大部分运行不符合法规规定.
不过由于植保作业绝大多数在农村地区,远离人口密集区域,除机场净空保护区外,极难触及禁飞空域或管控空域,而主流的植保无人飞机均设置有机场净空保护区的禁飞区,因此植保无人飞机除临时管制外,在空域方面问题不大.
据调查,在部分地区,飞防服务公司或生产企业需在各级公安机关备案植保无人飞机和驾驶员信息,每次作业前则无需报备审批,因此植保无人飞机作业总体上均能顺利开展.
另外,举办植保无人飞机大型赛事或大型演示等活动,主办方或企业均能自觉主动提前向飞行管制部门和民航主管部门报备审批.
可见,植保无人飞机行业的自律性能够满足管理要求.
植保无人飞机的驾驶员目前由飞机生产企业自行培训并颁发"驾驶证冶,但是根据最新《民用无人机驾驶员管理规定》(AC61FS201820R2),农业农村部等农业行业主管部门规定的符合资质的企业才能培训考核[47].
然而农业行业主管部门并未开始驾驶员培训资质的认证与授权.
2017年,国家八部委联合组织制定了《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》[50].
该指南分别从管理和技术两个角度,提取共性抽象特征,各自构建无人驾驶航空器系统管理架构和技术架构;将管理架构的分级分类维度和应用对象维度依次映射到生命周期维度的7个层级,形成研发、注册、鉴定、制造、流通、运行和报废7类管理标准;将技术架构的分级分类维度和平台构型维度依次映射到系统层级维度的3个层级,形成系统级、分系统级和部件级3类技术标准;最终将基础标准、行业应用标准与管理标准、技术标准共同构成无人驾驶航空器系统标准体系结构.
全国航空器标准化技术委员会无人驾驶航空器系统分技术委员会主要负责民用无人驾驶航空器系统(不含飞行机器人)设计、制造、交付、运行、维护、管理领域国家标准制定、修订工作,与国际标准化组织航空航天器技术委员会无人驾驶航空器系统分技术委员会(ISO/TC20/SC16)对口,由国家标准委负责业务指导.
2018年以来,无人驾驶航空器系统分技术委员会制定了一批无人机标准,如GB/T35018—2018《民用无人驾驶航空器系统分类及分级》、GB/T38058—2019《民用多旋翼无人机系统试验方法》、GB/T38152—2019《无人驾驶航空器系统术语》等,截止到2020年7月,累计约20项.
此外,由我国主导制定的国际标准化组织(ISO)标准共计6项,其中ISO21895:2020《民用无人驾驶航空器系统分类及分级》作为我国主导的第一项无人机领域国际标准已于2020年2月7日正式发布[51].
而目前《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》涉及的农业类行业标准由农业农村部相关机构负责制定.
5第10期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇薛新宇等:农用无人飞机法规与标准制定现状分析4摇我国农用无人飞机标准农用无人飞机最大的应用领域是植保作业,2017年9月,农业部、财政部、中国民用航空局联合发布《关于开展农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作的通知》[52],推动了我国植保无人飞机标准制定.
现有的传统植保机械标准中的国家标准和机械行业标准由中国机械工业联合会提出制定,主要规定了植保机械通用零部件、各种整机的技术要求、试验方法等,已基本覆盖了常用植保机械产品种类,其中大多数国家标准采用国际标准[53].
农业行业标准则由农业农村部提出制定,主要规定了各机具的质量评价技术规范、安全施药技术规范、作业质量等农机化方面的内容,NY/T3213—2018《植保无人飞机质量评价技术规范》为目前唯一发布的农用无人飞机标准;另外,安全施药技术规范和作业质量的标准正在制定中[54].
农用有人驾驶飞机主要为民航行业标准,由中国民用航空局提出制定,主要规定了航空喷雾装备、飞播装备的要求及作业规范、作业质量评价等.
现有的植保机械国家标准和行业标准涵盖名词术语、技术要求、试验方法、检验规则、产品安全要求、田间施药规范和作业质量等方面内容[53],使得植保机械产品的生产、检验、安全认证、推广鉴定、应用评价等方面的工作能够有章可循、有法可依.
国际标准和国外发达国家标准,主要围绕在国外大量使用的大田喷杆喷雾机以及有人驾驶飞机,涉及小型植保机械的内容比较少,其中涉及安全的要求越发严苛,内容越来越细化.
近年来,国际标准化组织:农林拖拉机和机械标准化技术委员会作物保护设备分技术委员会(ISO/TC23/SC6)也开始制定农用无人飞机标准,首个国际标准《农林机械无人喷雾系统第1部分:环境要求》(ISO/WD231171Agriculturalandforestrymachinery鄄Unmannedaerialsprayingsystems鄄Part1:Environmentalrequirements)正在制定中[55].
据不完全统计,截至2020年6月,我国现行的农业航空标准主要有国家标准1项、农业行业标准2项、民航行业标准16项(表2).
上述植保相关标准以操作规范、喷洒装备要求、安全评价、作业质量及试验评价方法等为主,另外还有飞播作业等其他农业航空应用的3项标准(MH/T1002郾2—1995、MH/T1008郾2—1997、MH/T1012—2001).
有人驾驶飞机的标准大多转化自国际或国外标准,而在我国广泛应用的植保无人飞机,除了在东亚地区有应用外,在国外其他地区应用较少,缺乏可直接参考的国外标准.
因此,国内有人驾驶飞机植保标准为植保无人飞机标准的制定指明了方向.
以小型旋翼无人机为平台的植保无人飞机农业行业标准,目前仅有NY/T3213—2018《植保无人飞机质量评价技术规范》一项标准发布.
该项标准由农业农村部南京农业机械化研究所牵头制定,规定表2摇农业航空国家标准与行业标准Tab.
2摇Nationalstandardsandindustrystandardsofagriculturalaviation序号标准类型标准号标准名称1国家标准GB/T25415—2010航空施用农药操作准则2农业行业标准NY/T1533—2007农用航空器喷施技术作业规程3NY/T3213—2018植保无人飞机质量评价技术规范45678910111213141516171819民航行业标准MH/T1002郾1—1995/MH/T1002郾1—2016(修订)农业航空作业质量技术指标第1部分:喷洒作业MH/T1002郾2—1995农业航空作业质量技术指标第2部分:播撒作业MH/T1008郾1—1997飞机喷施设备性能技术指标第1部分:喷雾设备MH/T1008郾2—1997飞机喷施设备性能技术指标第2部分:播种设备MH/T1012—2001飞机播种牧草技术要求MH/T1026—2010飞机施用农药规范MH/T1031—2010农用飞机喷洒设备性能检测规范MH/T1040—2011航空喷施设备的喷施率和分布模式测定MH/T1049—2012飞机喷洒设备设计规范MH/T1050—2012飞机喷雾飘移现场测量方法MH/T1051—2012喷雾飘移的风洞实验室测量方法MH/T1055—2013航空喷雾设备喷头性能试验方法MH/T1056—2013航空喷施作业安全评价MH/T1063—2016飞机喷洒设备装机要求MH/T1067—2018直升机喷洒质量指标与检测方法MH/T1069—2018无人驾驶航空器系统作业飞行技术规范6农摇业摇机摇械摇学摇报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇2020年了植保无人飞机的型号编制规则、基本要求、质量要求、检测方法和检验规则,用于植保无人飞机质量评定.
该项标准提出了植保无人飞机限高限速限距、电子围栏、失效保护、避障等概念与检测方法,充分考虑了产品的安全性[56].
中国民用航空局于2018年发布了关于行业应用的无人机标准MH/T1069—2018《无人驾驶航空器系统作业飞行技术规范》,涉及到包含农业作业在内的各类行业应用的固定翼无人机、无人直升机以及多旋翼无人机,规定了人员、设备、作业环境的基本要求、作业的组织与实施、信息传输与数据要求、维护保养、异常处置以及其他要求,提出了作业准备、作业实施、作业后各阶段的具体要求[57].
植保无人飞机近年来有一批地方标准发布(表3),包括湖南省、重庆市、广西壮族自治区、江西省、吉林省、河南省、贵州省、辽宁省、山东省、河南省安阳市等16项.
其中湖南省、重庆市、江西省是最早开始制定地方标准的省(市),3个省(市)均为《关于开展农机购置补贴引导植保无人飞机规范应用试点工作的通知》指定的6个试点省(市)之一[52],这3个省(市)对植保无人飞机比较重视,虽然应用面积不如黑龙江省、新疆维吾尔自治区等地,但推广应用时间早、力度大.
植保无人飞机团体标准(表4),主要由中国农表3摇植保无人飞机地方标准Tab.
3摇LocalstandardsofplantprotectionUAS序号标准制定地区标准号标准名称1湖南省DB43/T849—2013超低空遥控飞行植保机2重庆市DB50/T638—2015农用航空器电动多旋翼植保无人机3江西省DB36/T930—2016农业植保无人机4湖南省DB43/T1156—2016多旋翼低空遥控植保机5广西壮族自治区DB45/T1330—2016电动旋翼植保无人机技术条件6吉林省DB22/T2809—2017植保无人机施药防治粘虫技术规程7江西省DB36/T995—2017农业植保无人机安全作业操作规范8河南省DB41/T1520—2018农用旋翼植保无人机安全及作业规程9河南省DB41/T1521—2018农用旋翼植保无人机技术条件10湖南省DB43/T1390—2018电动多旋翼遥控飞行植保机使用技术规程11贵州省DB52/T1370—2018农用植保无人飞机试验方法12辽宁省DB21/T3220—2020植保无人飞机水稻田作业技术规程13山东省DB37/T3938—2020植保无人飞机施药质量检测方法14山东省DB37/T3939—2020植保无人机安全施药技术规范15山东省DB37/T3940—2020植保无人机防治小麦病虫害作业技术规程16河南省安阳市DB4105/T134—2020麦田病虫害植保无人飞机防治技术规程表4摇植保无人飞机团体标准Tab.
4摇GroupstandardsofplantprotectionUAS序号团体名称标准编号标准名称1江苏省农业机械工业协会T/JSAMIA2—2017农用植保无人机技术要求及测试方法2深圳市无人机行业协会T/SZUAVIA001—2017电池动力单轴农用植保无人机系统通用要求3深圳市无人机行业协会T/SZUAVIA002—2017多轴农用植保无人机系统通用要求4南通市农业新技术推广协会T/NANTEA001—2019植保无人机农药喷雾安全作业规范5南通市农业新技术推广协会T/NANTEA002—2019植保无人机喷雾防治水稻病虫作业规范6中国农业机械化协会T/CAMA02—2019植保无人飞机术语7中国农业机械化协会T/CAMA03—2019植保无人飞机分类与型号编制规则8中国农业机械化协会T/CAMA04—2019植保无人飞机安全操作规程9中国农业机械化协会T/CAMA05—2019植保无人飞机农药使用规范10中国农业机械化协会T/CAMA06—2019植保无人飞机作业质量11中国农业机械化协会T/CAMA07—2019植保无人飞机云系统接口数据规范12中国农业机械化协会T/CAMA08—2019植保无人飞机电磁兼容性试验方法13中国农业机械化协会T/CAMA09—2019植保无人飞机驾驶员培训要求14中国农业机械化协会T/CAMA10—2019植保无人飞机运营人要求15中国农药工业协会T/CCPIA019—2019植保无人飞机安全施用农药作业规范16中国农药工业协会T/CCPIA020—2019植保无人飞机防治水稻病虫害施药指南17中国农药工业协会T/CCPIA021—2019植保无人飞机防治小麦病虫害施药指南18浙江省农业机械学会T/ZJNJ0008—2020电动植保无人飞机7第10期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇薛新宇等:农用无人飞机法规与标准制定现状分析业机械化协会、中国农药工业协会等全国性社会团体制定,中国农业机械化协会制定的标准偏向于农机化应用,中国农药工业协会则偏向于施药规范.
地方性社会团体制定的团体标准较少,且主要集中在江苏省、广东省、浙江省等发达省份,这些地区高新技术产业具有较强活力,植保无人飞机最新技术大多来自这些地区,所以团体标准的需求旺盛,具有一定的制定动力.
5摇总结与展望随着无人机产业的高速发展,无人机安全运行成为各国关注目标,各国政府委托标准化组织和行业主管部门从产品、运行、应用、培训、登记认证等方面制定标准支撑安全管理,是国际上通常做法.
国务院中央军委空中交通管制委员会主要负责划分空域以及空中交通管制,中国民用航空局主要负责民用无人机的基础与通用标准,工业和信息化部主要负责产品设计制造标准,而各行业主管部门负责行业应用标准.
近年来,我国无人机逐步形成了包括法律、行政法规、部门规章、规范性文件和相关技术标准在内的无人机监管体系.
根据《无人驾驶航空器系统标准体系建设指南》的分类,农业无人飞机相关的行业标准由农业农村部主导制定.
目前农业行业标准仅有NY/T3213—2018一项标准用于产品检测,在设计、制造、应用、运营、人员管理等环节只能由部分民用无人机通用性的法规标准约束,农业规范化生产难以得到保障,下一步应从产品(质量)标准、子部件与性能试验等技术标准、操作规范与人员培训等管理标准方面继续开展标准化工作;并且目前标准局限于植保无人飞机,其他农业应用标准仍然缺失,下一步应同步制定播种、施肥、遥感、辅助授粉等应用标准;重视团体标准建设与应用,由中国农业机械化协会制定的9项团体标准为农业行业标准制定及其体系的建设作了一定探索,值得农业行业标准借鉴.
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