TSZUAVIA 010-2019 多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全性分析規(guī)范

ICS 49.020V09團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全性分析規(guī)范Safetyanalysisspecificationforunmannedaircraftsystemswithmulti-rotorsT/多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全性分析規(guī)范Safetyanalysisspecificationforunmannedaircraftsystemswithmulti-rotors2019-12-23發(fā)布 2020-1-1實(shí)施深圳市無(wú)人機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì) 發(fā)布T/SZUAVIA010T/SZUAVIA010—2019II目 次前言 II112范引文件 13語(yǔ)定及略語(yǔ) 14全分步驟 25險(xiǎn)別 36險(xiǎn)析 47全設(shè)計(jì) 9附錄A（料附）整機(jī)功及可考的失狀態(tài) 11T/SZUAVIA010T/SZUAVIA010—2019IIII前 言本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1-2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由深圳無(wú)人機(jī)行業(yè)協(xié)會(huì)提出并歸口。（本標(biāo)準(zhǔn)于2019年12月首次發(fā)布。T/SZUAVIA010T/SZUAVIA010—2019PAGEPAGE13多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)安全性分析規(guī)范范圍GJB/Z99-97系統(tǒng)安全工程手冊(cè)RTCADO-344OperationalandFunctionalRequirementsandSafetyObjectivesforUnmannedAircraftSystemsStandardsGJB/Z768A-1998故障樹分析指南GJB900A-2012裝備安全性工作通用要求GJB/Z1391-2006故障模式、影響及危害性分析指南SAEARP4761民用機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備安全性評(píng)估過(guò)程的指南和方法（GuidelinesandMethodsforConductingtheSafetyAssessmentProcessonCivilAirborneSystemsandEquipment）GJB5433-2005無(wú)人機(jī)系統(tǒng)通用要求3.1事故mishap造成人員傷亡、職業(yè)病、裝備損壞、財(cái)產(chǎn)損失或環(huán)境破壞的一個(gè)或一系列意外事件。3.2危險(xiǎn)hazard可能導(dǎo)致事故的狀態(tài)。3.3安全性safety產(chǎn)品具有的不導(dǎo)致人員傷亡、職業(yè)病、裝備損壞、財(cái)產(chǎn)損失或不危及人員健康和環(huán)境的能力。3.4危險(xiǎn)嚴(yán)重性hazardseverity某種危險(xiǎn)可能引起的事故后果的嚴(yán)重程度。3.5航空交通管制AirTrafficController（ATC）安全性分析可按下述步驟進(jìn)行（見圖1所示）：（殘余風(fēng)險(xiǎn)安全性設(shè)計(jì)殘余風(fēng)險(xiǎn)安全性設(shè)計(jì)安全性要求危險(xiǎn)源識(shí)別使用安全保障安全操作規(guī)范應(yīng)急預(yù)案FMECAFTAFHA使用特性性能特性危險(xiǎn)機(jī)理分析危險(xiǎn)三要素危險(xiǎn)識(shí)別風(fēng)險(xiǎn)分析及安全性設(shè)計(jì)是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)否圖1 多旋無(wú)機(jī)統(tǒng)全分析驟d-e識(shí)別可能由無(wú)人機(jī)系統(tǒng)本身或外圍設(shè)備產(chǎn)生或由于人與無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的相互干擾而產(chǎn)生的危險(xiǎn)或危險(xiǎn)狀態(tài)，使在進(jìn)行無(wú)人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，和進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)時(shí)，便于危險(xiǎn)分析。為了識(shí)別危險(xiǎn)源，需要明確產(chǎn)品的具體特性，包括性能特性、使用特性以及危險(xiǎn)三要素。明確產(chǎn)品的功能及組成，例如電驅(qū)的多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)一般的組成及功能為：GPS識(shí)別危險(xiǎn)源時(shí)，應(yīng)從整套裝備的各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行考慮：無(wú)人機(jī)機(jī)架、機(jī)臂等結(jié)構(gòu)件發(fā)生變形、斷裂等故障，無(wú)人機(jī)槳葉滑脫飛射等。電磁、射頻干擾：由于電磁干擾、射頻干擾，使無(wú)人機(jī)系統(tǒng)發(fā)生失控，造成危險(xiǎn)或事故發(fā)生。異常/分析事故發(fā)生的根本原因，為后續(xù)安全性設(shè)計(jì)提供基本依據(jù)。啟動(dòng)許可這一階段始于根據(jù)飛行需求提供動(dòng)力。包括所有的通訊交換，爬升，直到到達(dá)初始航行平穩(wěn)。航行包括所有不屬于其他飛行階段的巡航飛行，爬升和下降，直到進(jìn)入空中作業(yè)或下降和到達(dá)階段。這一階段包括除了運(yùn)送飛機(jī)以外的任何飛行活動(dòng)。例如監(jiān)視、搜索和營(yíng)救、重復(fù)飛行模式等。下降始于從巡航高度下降或到達(dá)初始進(jìn)場(chǎng)點(diǎn)。產(chǎn)品的故障或失效是多旋翼無(wú)人機(jī)系統(tǒng)一項(xiàng)主要的危險(xiǎn)源，對(duì)產(chǎn)品硬件的分析需要詳細(xì)。A衡量風(fēng)險(xiǎn)，需要考慮的兩個(gè)變量是危害的嚴(yán)重程度以及相應(yīng)的嚴(yán)重程度的危害發(fā)生概率。在判斷失效狀態(tài)的影響等級(jí)前，需要明確其影響的對(duì)象：ATC失效狀態(tài)根據(jù)其影響的嚴(yán)重程度可以劃分為：1表1 無(wú)人失狀影等級(jí)對(duì)地面上的人的影響對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)組的影響（ATC）的影響對(duì)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的影響災(zāi)難性的可以導(dǎo)致地面上一人或多人死亡的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)可以導(dǎo)致無(wú)人機(jī)機(jī)組死亡或喪失行為能力的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)ATC行動(dòng)造成以下情況的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)：與航空器，障礙物或地形發(fā)生撞擊；或飛行終止失控（如尾流顛無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的失效狀態(tài)可以導(dǎo)致：失控或不按預(yù)期線路飛行；或不可控的地面撞擊；或在除了可以恢復(fù)的點(diǎn)以外的任意位置發(fā)生地面撞擊危險(xiǎn)的會(huì)導(dǎo)致地面上的一人或多人重傷的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)機(jī)組身體痛苦或工作壓力過(guò)大（如不能依靠飛行機(jī)組準(zhǔn)確完整的完成他們的任務(wù)）的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)ATC行動(dòng)造成以下情況的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)：距離過(guò)近導(dǎo)致的A道入侵（RI）或操作失誤（OE的距離減少到標(biāo)準(zhǔn)距離的22.9%以下會(huì)減弱無(wú)人機(jī)應(yīng)對(duì)不利的操作條件的能力到以下程度的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)失效狀態(tài)：安全裕度或功能能力大幅度減弱；計(jì)劃外不可控的飛行終止；強(qiáng)制無(wú)條件盡快著陸重大的會(huì)導(dǎo)致地面上的一人或多人中等傷害的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)機(jī)組身體不適或工作壓力明顯增加或削減無(wú)人機(jī)機(jī)組的效率和效果的情況的無(wú)人機(jī)失效狀A(yù)TC行動(dòng)造成以下情況的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)：距離過(guò)近導(dǎo)致的B道入侵（RI）或操作會(huì)減弱無(wú)人機(jī)應(yīng)對(duì)不利的操作條件的能力到以下程度的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)失效狀態(tài)：安全裕度或功能能力明顯態(tài)失誤（OE；AC壓力明顯增加；飛行器間的距離減少到標(biāo)準(zhǔn)距離的23%-43.9%減弱；計(jì)劃外不可控的飛行終止；強(qiáng)制按實(shí)際情況盡快著陸輕微的會(huì)導(dǎo)致地面上的一人或多人輕微傷害的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致無(wú)人機(jī)機(jī)組工作壓力略微增加的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)ATC行動(dòng)造成以下情況的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)：距離過(guò)近導(dǎo)致的C道入侵（RI）或操作失誤（OE；AC壓力中度增加；飛行器間的距離減少到標(biāo)會(huì)導(dǎo)致以下情況的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)失效狀態(tài)：安全裕度或功能能力輕微減弱；計(jì)劃外不可控的飛行終止；在合適位置非計(jì)劃性著陸無(wú)安全影響的對(duì)地面上的人的影響可忽略的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)對(duì)無(wú)人機(jī)機(jī)組的工作壓力無(wú)明顯影響的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)ATC行動(dòng)造成以下情況的無(wú)人機(jī)失效狀態(tài)：距離過(guò)近導(dǎo)致的C作機(jī)動(dòng)（OD）或接近事件（PE；AC壓力輕度增加；飛行器間的距離減少到標(biāo)準(zhǔn)距離的66%以上對(duì)安全性的影響可忽略的無(wú)人機(jī)系統(tǒng)失效狀態(tài)當(dāng)使用定性的分析來(lái)決定指那些預(yù)見到在每架無(wú)人機(jī)的整個(gè)壽命期間會(huì)發(fā)生多次的失效狀態(tài)。指那些預(yù)見到在每架無(wú)人機(jī)的整個(gè)壽命期間會(huì)發(fā)生一次的失效狀態(tài)。指在某型無(wú)人機(jī)的所有無(wú)人機(jī)的整個(gè)運(yùn)行周期不太可能發(fā)生。圖2為風(fēng)險(xiǎn)矩陣圖，該圖用于根據(jù)危險(xiǎn)影響等級(jí)和概率等級(jí)確定每個(gè)失效狀態(tài)的安全性目標(biāo)。危險(xiǎn)影響等級(jí)和概率等級(jí)之間存在著一種符合邏輯的可接受的反比關(guān)系：影響概率 等級(jí)等級(jí)無(wú)安全性影響輕微的重大的危險(xiǎn)的災(zāi)難的頻繁的□△○○○可能的□△○○○微小的□□△○○極微小的□□□△○極不可能的□□□□△○注：○表示高風(fēng)險(xiǎn)，△表示中等風(fēng)險(xiǎn)，□表示低風(fēng)險(xiǎn)圖2 風(fēng)險(xiǎn)陣圖（FHA）FHA如PSSA和SSA）FHAFHAFHAFHA過(guò)程是一種自上而下識(shí)別功能失效狀態(tài)和評(píng)估其影響的方法，應(yīng)按照如下過(guò)程進(jìn)行評(píng)估工作：（）；（FTA）FTA在安全性分析中的應(yīng)用步驟如下：（FMECA）利用FMECAFMECA在安全性分析中的應(yīng)用步驟如下：應(yīng)進(jìn)行最小風(fēng)險(xiǎn)設(shè)計(jì)，消除危險(xiǎn)或?qū)L(fēng)險(xiǎn)降低到可以接受的程度。安全性設(shè)計(jì)的一般要求有：針對(duì)多旋翼無(wú)人機(jī)使用性能特性，需進(jìn)行相關(guān)安全性設(shè)計(jì)：附 錄 A（資料性附錄）整機(jī)級(jí)功能及其可能考慮的失效狀態(tài)表A.1 整機(jī)功及可考的失狀表整機(jī)級(jí)功能失效狀態(tài)無(wú)人機(jī)機(jī)組與ATC之間的外部通訊喪失無(wú)人機(jī)機(jī)組與ATC之間的外部通訊功能無(wú)人機(jī)機(jī)組與ATC之間的外部通訊功能錯(cuò)誤由無(wú)人機(jī)部分到ATC的外部非語(yǔ)言通訊喪失由無(wú)人機(jī)部分到ATC的外部非語(yǔ)言通訊功能由無(wú)人機(jī)部分到ATC的外部非語(yǔ)言通訊功能錯(cuò)誤與附屬服務(wù)的外部通訊喪失與附屬服務(wù)的外部通訊功能與附屬服務(wù)的外部通訊功能錯(cuò)誤估計(jì)位置和方向信息喪失估計(jì)位置和方向信息功能估計(jì)位置和方向信息功能錯(cuò)誤確定路徑喪失確定路徑功能確定路徑功能錯(cuò)誤估算即時(shí)數(shù)據(jù)喪失估算即時(shí)數(shù)據(jù)功能估算即時(shí)數(shù)據(jù)功能錯(cuò)誤提供無(wú)人機(jī)飛行控制指令喪失提供無(wú)人機(jī)飛行控制指令功能提供無(wú)人機(jī)飛行控制指令功能錯(cuò)誤提供無(wú)人機(jī)飛行控制反饋喪失提供無(wú)人機(jī)飛行控制反饋功能提供無(wú)人機(jī)飛行控制反饋功能錯(cuò)誤提供無(wú)人機(jī)非飛行控制指令喪失提供無(wú)人機(jī)非飛行