機(jī)上使用個(gè)人電子設(shè)備的安全性問題研究

雍 巍

（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院民用航空系，南京 210016）

機(jī)上使用個(gè)人電子設(shè)備的安全性問題研究

雍 巍

（南京航空航天大學(xué)金城學(xué)院民用航空系，南京 210016）

對(duì)于民航飛機(jī)上不允許使用手機(jī)之類的個(gè)人電子設(shè)備（Personal Electronic Devices，PED）這一規(guī)定，一直以來很多人都懷疑它的合理性。近年來，有研究表明PED的使用并不會(huì)對(duì)飛機(jī)電子系統(tǒng)造成影響。本文舉例說明了PED與飛機(jī)電子系統(tǒng)的電磁兼容問題并收集了各類組織關(guān)于機(jī)上PED使用的要求，進(jìn)而探討了2013年FAA解除PED使用禁令給行業(yè)發(fā)展所造成的影響。

民航飛機(jī)；個(gè)人電子設(shè)備；電磁兼容

飛機(jī)在飛行過程中通訊系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、儀表系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等都會(huì)接收或向外發(fā)射一定的電磁波，當(dāng)機(jī)上存在其他電子設(shè)備工作時(shí)，這些設(shè)備也會(huì)向外輻射出部分電磁能量，造成對(duì)上述系統(tǒng)的干擾，進(jìn)而會(huì)引發(fā)險(xiǎn)情，威脅飛行安全。20年前，美國聯(lián)邦航空局FAA發(fā)布了機(jī)上個(gè)人電子設(shè)備（Personal Electronic Devices，PED）設(shè)備的禁令，其中明確禁止使用個(gè)人電子設(shè)備尤其是通訊設(shè)備，例如手機(jī)、無線通訊機(jī)等。歐洲航空安全局EASA和國際民航組織ICAO也表明在飛機(jī)上應(yīng)該慎重使用個(gè)人電子設(shè)備。我國的《關(guān)于全飛行階段個(gè)人電子設(shè)備的情況簡(jiǎn)介》中也禁止在飛機(jī)飛行的各個(gè)階段使用個(gè)人電子設(shè)備，即使是飛行模式也不行。

1 PED設(shè)備對(duì)飛機(jī)的影響及相關(guān)法規(guī)

1.1 使用PED設(shè)備與飛機(jī)異?，F(xiàn)象的關(guān)聯(lián)性

PED設(shè)備可分為故意或非故意的電磁信號(hào)發(fā)射器。故意設(shè)備需要在設(shè)備外部傳輸信號(hào)才能正常工作。例如：手機(jī)、電子遙控玩具、雙向?qū)ず魴C(jī)、雙向無線電等。非故意的設(shè)備不需要發(fā)射電磁波信號(hào)就能完成功能并正常工作。但和其他任何電子設(shè)備一樣，它們會(huì)釋放出一定程度的輻射。而這些無意識(shí)的輻射特性，可能會(huì)干擾其他電子設(shè)備的正常運(yùn)行。

飛機(jī)上所有使用的電子電氣設(shè)備或系統(tǒng)都需要嚴(yán)格符合要求的電磁兼容性。它們需要在在不同的操作模式和安裝配置下，都需要符合完善的電磁防護(hù)方面的安裝限制、兼容性水平測(cè)試和預(yù)期的飛機(jī)環(huán)境噪聲水平限制。符合這些要求將使飛機(jī)系統(tǒng)在復(fù)雜的電磁環(huán)境中更好的工作，為飛行安全性提供了保障。然而，如果一個(gè)不受控制的在標(biāo)準(zhǔn)之上的電磁能量輻射源在飛機(jī)上產(chǎn)生，那么就會(huì)出現(xiàn)電磁兼容性問題，使飛機(jī)系統(tǒng)的兼容保護(hù)發(fā)生退化。

尤其是，飛機(jī)系統(tǒng)的接收天線組件有一個(gè)額外的電磁兼容性要求。對(duì)天線接收系統(tǒng)進(jìn)了一個(gè)全頻段的射頻（RF）輻射兼容試驗(yàn)和頻率輻射敏感度測(cè)試時(shí)，發(fā)現(xiàn)乘客使用PED設(shè)備會(huì)在天線的工作頻段發(fā)送噪聲，非故意地干擾飛機(jī)，造成了EMI干擾。這是因?yàn)樘炀€系統(tǒng)的基本功能是尋找和發(fā)現(xiàn)低水平的電磁信號(hào)，并在一定的頻帶內(nèi)響應(yīng)該信號(hào)。

飛機(jī)電子系統(tǒng)都有嚴(yán)格的電磁標(biāo)準(zhǔn)來建立和規(guī)劃電子設(shè)備的電磁特性和這些系統(tǒng)的兼容性。然而，乘客的PED設(shè)備并沒有經(jīng)過這些電磁標(biāo)準(zhǔn)資格的認(rèn)證。從旅客攜帶的便攜式電子設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾已被多次報(bào)道在飛行過程中會(huì)引發(fā)異常事件。PED運(yùn)行產(chǎn)生的不受控制的電磁輻射可能干擾飛機(jī)系統(tǒng)的正常工作，但是并沒有確切有效的證據(jù)來證實(shí)這一觀點(diǎn)。

事實(shí)上，很多航空公司都已經(jīng)報(bào)道過便攜式電子設(shè)備在飛行過程中影響飛機(jī)系統(tǒng)正常的的案例。這些PED設(shè)備包括筆記本電腦、掌上電腦、音頻播放器、錄音機(jī)、電子游戲機(jī)、手機(jī)、CD播放器、電子玩具、和激光指針等等，因?yàn)檫@些設(shè)備都有涉嫌造成飛機(jī)開關(guān)自動(dòng)開關(guān)，飛行甲板不穩(wěn)定的異常事件跡象。同時(shí)，還有一些飛機(jī)系統(tǒng)也會(huì)被PED設(shè)備干擾，比如全球定位系統(tǒng)、天氣雷達(dá)和無線電高度表，可能會(huì)被一些PRD設(shè)備的高頻波段和其諧波或其他噪聲干擾飛機(jī)系統(tǒng)的工作頻段，值得注意的是，老式飛機(jī)更容易受到這些PED設(shè)備的干擾，它安裝的飛機(jī)系統(tǒng)的電子信號(hào)屏蔽能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如新一代的飛機(jī)。

波音公司曾建議，在飛機(jī)起飛和著陸的關(guān)鍵飛行階段，禁止使用這些設(shè)備，因?yàn)樗麄儜岩蛇@些PED設(shè)備會(huì)在所有的飛行階段故意發(fā)送電磁信號(hào)，如手機(jī)，導(dǎo)致一些異常發(fā)生。波音公司已經(jīng)接到了許多乘客從運(yùn)營(yíng)商發(fā)來的相關(guān)報(bào)告。這些報(bào)道大部分都是關(guān)于小型PED設(shè)備的，其中報(bào)告涉及的飛機(jī)異常情況可分為三類∶

（1）飛機(jī)發(fā)生干擾異常的時(shí)候，乘客正在使用操作小型電子設(shè)備；

（2）操作小型設(shè)備與飛機(jī)異常之間存在明顯的關(guān)聯(lián)事件，當(dāng)異常問題消失時(shí)，正好是小型設(shè)備關(guān)閉的時(shí)候或關(guān)閉不久；

（3）當(dāng)飛機(jī)電子系統(tǒng)異常問題消失的時(shí)候，乘客的小型電子設(shè)備是關(guān)閉的；然而異常問題發(fā)生的時(shí)候，小型電子設(shè)備的使用恢復(fù)；

不過這些報(bào)告僅僅只能提出PED設(shè)備能夠涉及飛機(jī)異常的假設(shè)，事實(shí)上，經(jīng)過研究表明只有少數(shù)報(bào)告能顯示出飛機(jī)的異常反應(yīng)和小型設(shè)備的使用有很強(qiáng)的相關(guān)性，所以需要進(jìn)一步討論。即使有這些調(diào)查，波音仍然不能找到乘客的PED設(shè)備和相關(guān)報(bào)道的飛機(jī)異常之間有什么固定的相關(guān)性。

許多 PED 電子設(shè)備的應(yīng)用技術(shù)都在迅速發(fā)展，PED 設(shè)備的體積也在縮小，因此，這些設(shè)備只需要較少的功率就能運(yùn)行，而一項(xiàng)飛機(jī)技術(shù)的實(shí)際使用卻需要漫長(zhǎng)的時(shí)間。雖然可以從提高飛機(jī)系統(tǒng)的敏感性水平和PED設(shè)備的排放標(biāo)準(zhǔn)來防止一些干擾，但一些PED設(shè)備應(yīng)用了更多新技術(shù)，可以在新頻段進(jìn)行操作，并兼?zhèn)淞硕鄠€(gè)功能，使飛機(jī)電子系統(tǒng)更難區(qū)分這些設(shè)備故意或是非故意發(fā)送的干擾信息。

1.2 針對(duì)PED設(shè)備干擾的法規(guī)與對(duì)策

1.2.1 美國航空無線電技術(shù)委員會(huì)（RTCA）

美國航空無線電技術(shù)委員會(huì)RTCA的注意力都集中在PED設(shè)備對(duì)飛機(jī)天線接收系統(tǒng)的兼容性問題上。RTCA文件“攜帶設(shè)備對(duì)飛機(jī)電子設(shè)備的潛在干擾”中列出了八種PED設(shè)備對(duì)飛機(jī)天線接收系統(tǒng)干擾的情況。美國航空無線電技術(shù)委員會(huì)總體上認(rèn)為PED設(shè)備干擾飛機(jī)接收系統(tǒng)的概率是非常低的。1988 年，RTCA報(bào)告發(fā)布（RTCA DO-199）建議如下：

（1）制訂了PED設(shè)備輻射接受標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)測(cè)試方法。

（2）FCC應(yīng)該指定一個(gè)可以在飛機(jī)上操作的PED設(shè)備分類。

（3）美國聯(lián)邦航空局應(yīng)著手修訂91.19監(jiān)管項(xiàng)目，提供符合可接受的方法的指導(dǎo)，培養(yǎng)方法，提高公眾意識(shí)。

（4）由PED設(shè)備引起的疑似涉嫌干擾的報(bào)告應(yīng)被調(diào)查實(shí)施。

1.2.2 美國聯(lián)邦航空局（FAA）

1993年，美國聯(lián)邦航空局頒發(fā)了文件91.21-1 “便攜式電子設(shè)備在飛機(jī)上的使用?！贝送ㄖ獮楹娇展疽缽?1.21文件提供了指引，為廠家的航空公司和制造商提供了測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和推薦程序。對(duì)于手機(jī)的使用，聯(lián)邦通訊委員會(huì)禁止在空中使用和操作手機(jī)。這主要是因?yàn)樵诳罩惺謾C(jī)比在地面上將有更大的覆蓋范圍（在相同的頻率上能發(fā)送到多個(gè)接收器）。如果運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)完全確定手機(jī)將不會(huì)干擾導(dǎo)航或通信系統(tǒng)，那么美國聯(lián)邦航空局不會(huì)禁止在飛機(jī)上使用手機(jī)。

1.2.3 美國聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC）

美國聯(lián)邦法規(guī)，第47標(biāo)題，第22部分，H部分中指明禁止在空中使用蜂窩無線通信，在美國乘坐飛機(jī)時(shí)不能操作或使用手機(jī)（未著陸時(shí)）。當(dāng)任何飛機(jī)離開地面后，飛機(jī)上所有的手機(jī)都必須被關(guān)閉，并且在空中使用手機(jī)是禁止的。在地面和飛機(jī)里使用手機(jī)也應(yīng)該符合美國聯(lián)邦航空管理局的規(guī)定。

1.2.4 波音公司

波音公司在1993年發(fā)布了全模型的服務(wù)信為運(yùn)營(yíng)商提供關(guān)于PED設(shè)備使用的指導(dǎo)。其中包含以下主題：

（1）禁止在任何時(shí)間使用故意的信號(hào)發(fā)射器。

（2）禁止在起飛和著陸階段使用非故意的發(fā)射器（飛行關(guān)鍵階段）。

（3）在飛行的關(guān)鍵階段，除非飛機(jī)操作員另行決定， 非故意的發(fā)射機(jī)的工作只有在這種情況下允許使用。

（4）如果出現(xiàn)問題，航空公司應(yīng)停止PED設(shè)備的使用。

（5）應(yīng)該記錄任何一個(gè)可疑的PED相關(guān)事件的數(shù)據(jù)。

當(dāng)飛機(jī)在地面上時(shí)，波音公司已修訂其服務(wù)以符合FAA關(guān)于手機(jī)使用的規(guī)定。

2 關(guān)于FAA放寬機(jī)上PED使用政策的討論

2.1 FAA放寬機(jī)上PED設(shè)備使用政策及其造成的影響

美國聯(lián)邦航空局（FAA）1993年發(fā)布了文件規(guī)定飛機(jī)上禁止使用PED設(shè)備，而在2013年的10月31日宣布，美國的航空公司可以讓乘客在飛機(jī)飛行的各個(gè)階段使用PED設(shè)備觀看書籍電影或玩游戲，放棄了沿用20年規(guī)定，但是依然不允許撥打電話。該政策中一些主要內(nèi)容概括為：

（1）詳細(xì)的規(guī)定內(nèi)容將交由各個(gè)航空公司自行來規(guī)定。在使用時(shí)，乘客使用的PED將被航空公司控制，飛行員有權(quán)力讓旅客在緊急情況下關(guān)閉設(shè)備。

（2）不能使用手機(jī)的通話功能。

（3）移動(dòng)電子設(shè)備的使用需要在飛行模式或網(wǎng)絡(luò)斷開狀態(tài)下，但有些航空公司使用了WIFI服務(wù)，則不再考慮中。

（4）飛機(jī)起飛和著陸階段時(shí)，一些重量較大的移動(dòng)設(shè)備必須放在上方的行李架或座椅下。（超過80%以上的飛行事故中的機(jī)體震動(dòng)是不會(huì)被準(zhǔn)確預(yù)先察覺的）

（5）當(dāng)機(jī)組通過無線電向乘客播報(bào)安全簡(jiǎn)報(bào)的時(shí)候，乘客需要妥善保管自己的PED設(shè)備。

（6）在一些低能見度下，一些儀表著陸設(shè)備的故障容錯(cuò)能力不能抵消PED的電磁干擾，此時(shí)機(jī)組需要讓乘客關(guān)閉PED設(shè)備。

（7）對(duì)于安全重要還是娛樂重要，我們還是需要自己把握其中的關(guān)鍵。

美國聯(lián)邦航空局FAA在2012年就成立了相關(guān)的研究小組，對(duì)PED設(shè)備干擾飛機(jī)電子系統(tǒng)做了詳細(xì)的調(diào)查，經(jīng)過很多專家的研究與論證，現(xiàn)在使用的大部分民用飛機(jī)的機(jī)上系統(tǒng)能夠不被乘客的PED設(shè)備發(fā)出的電磁能量干擾，所以FAA將這些設(shè)備能否上飛機(jī)的決定權(quán)交給了各個(gè)航空公司。但是航空公司在出行新的規(guī)定之前，必須保證自己的飛機(jī)不能被旅客攜帶的PED設(shè)備所干擾從而造成飛行安全威脅。

不過，在飛機(jī)的起飛和著陸階段，乘客需要聽從機(jī)組人員的安排，關(guān)閉攜帶的PED設(shè)備，因?yàn)?，在這兩個(gè)階段，PED 設(shè)備產(chǎn)生的電磁干擾可能會(huì)影響飛機(jī)的通訊系統(tǒng)和導(dǎo)航系統(tǒng)。乘客仍不被允許在全部飛行階段里撥打和接聽電話，而且只有在飛機(jī)高度超過1萬英尺后才可以使用攜帶的PED設(shè)備。

面對(duì)美國聯(lián)邦航空局的這一最新規(guī)定告，世界上許多國家都表示了歡迎。日本國土交通部表示將進(jìn)一步討論機(jī)上使用PED設(shè)備的問題，探討放寬限制是否適用于日本的航空公司。2013年11月末，歐洲航空安全局EASA也規(guī)定允許旅客在一些特定的飛行階段使用攜帶的PED設(shè)備。

國際民航組織表明支持歐洲航空安全局和美國聯(lián)邦航空局出臺(tái)的政策，更覺得應(yīng)該在全球范圍內(nèi)實(shí)施這一規(guī)定。不過國際民航組織沒有出臺(tái)關(guān)于PED設(shè)備在飛機(jī)上使用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對(duì)于全球范圍來說，機(jī)上使用PED設(shè)備是一個(gè)十分困難的措施。因?yàn)楦鱾€(gè)國家航空政策法規(guī)并不相同，則是一個(gè)全方位，多領(lǐng)域的飛機(jī)安全課題，需要各國政府密切合作才有望攻破。

2.2 國內(nèi)對(duì)PED解禁的態(tài)度

現(xiàn)階段，中國境內(nèi)的航空公司只允許乘客在3000m以上高度使用筆記本電腦和Pad，但移動(dòng)電話仍然不允許被使用。由于PED設(shè)備種類繁多，技術(shù)更新快，民用航空行業(yè)無法確定各類新出現(xiàn)的手機(jī)對(duì)飛機(jī)的干擾影響，因此只能都禁止使用。因而機(jī)組人員需要就移動(dòng)電話使用問題在客艙內(nèi)不斷的進(jìn)行安全檢查，不斷對(duì)乘客進(jìn)行解釋，非常耗時(shí)耗力。

有調(diào)查顯示，有69%以上的國內(nèi)乘客希望能夠在飛機(jī)上使用他們攜帶的PED 設(shè)備，有80%的乘客擁有能夠在飛機(jī)上使用的PED設(shè)備。而現(xiàn)階段飛機(jī)上不允許使用移動(dòng)電話，因此旅客有多不滿，需要中國民用航空總局對(duì)相關(guān)法規(guī)進(jìn)行調(diào)整，以跟上時(shí)代的步伐，立即改變落后的法規(guī)。如果我們不和其他國家一樣出臺(tái)新的規(guī)定，那么會(huì)對(duì)國際航班帶來負(fù)面效應(yīng)和不利影響。

3 總結(jié)

綜上所述，允許機(jī)上使用PED設(shè)備這一舉動(dòng)是為了民航管理的發(fā)展，也會(huì)為各個(gè)航空公司的航空設(shè)備供應(yīng)商帶來好處?，F(xiàn)代，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展，技術(shù)日益更新，只有民用客機(jī)上不能使用移動(dòng)電子設(shè)備。由于飛機(jī)上不能使用移動(dòng)電子設(shè)備，浪費(fèi)了乘客在空中的大量時(shí)間，也給讓航空公司喪失了新的贏利點(diǎn)，無形中虧損了巨額的寶貴財(cái)富。未來的一段時(shí)間內(nèi)，各個(gè)國家和航空公司都將逐漸解封對(duì)于機(jī)上PED設(shè)備的禁令，機(jī)用無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展將會(huì)越來越快，越來越廣泛，那個(gè)時(shí)候，民航運(yùn)輸會(huì)比其他運(yùn)輸方式更有優(yōu)勢(shì)，更多互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)和民航業(yè)將迎來又一個(gè)春天。

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［2］印新宇.電磁干擾產(chǎn)生的飛機(jī)電氣系統(tǒng)瞬變及抑制.航空電子技術(shù)，1990（01）.

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［5］朱文立.國內(nèi)外電磁兼容發(fā)展動(dòng)態(tài).電子質(zhì)量，2003.

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.20.128