Implications of pilot reliability on the probability of unmanned aircraft crashes

Perz, Rafał

doi:10.5604/01.3001.0053.7131

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Implications of pilot reliability on the probability of unmanned aircraft crashes

Autorzy

Perz Rafał

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

https://journalofkonbin.com

Identyfikatory

DOI

10.5604/01.3001.0053.7131

Warianty tytułu

Wpływ niezawodności pilota na prawdopodobieństwo wystąpienia zderzenia bezzałogowych statków powietrznych

Języki publikacji

EN PL

Abstrakty

This paper presents the issue of human reliability in the perspective of the safety of missions carried out by unmanned aerial vehicles, known as drones. The ever-increasing range of applications and widespread access to drones generates the risk of collisions, which greatly affects the safety of people, the environment and infrastructure elements. The aim of this study was to determine reliability for two variants of operations scenarios for different levels of pilot experience and to compare them. The analysis of pilot reliability, carried out using the HEART method, indicated that there are a number of factors that determine the level of pilot reliability affecting the probability of a collision occurring.

W artykule przedstawiono zagadnienie niezawodności człowieka w kontekście bezpieczeństwa misji realizowanych przez bezzałogowe statki powietrzne, nazywane dronami. Nieustannie rosnący zakres zastosowania oraz powszechny dostęp do dronów generuje ryzyko wystąpienia kolizji, co w dużym stopniu wpływa na bezpie-czeństwo ludzi, środowiska naturalnego oraz elementów infrastruktury. Celem pracy było określenie niezawodności dla dwóch wariantów scenariuszy operacji dla różnego poziomu doświadczenia pilota oraz ich porównanie. Analiza niezawodności pilota, przeprowadzona z użyciem metody HEART, wskazała że istnieje szereg czynników warunkujących poziom niezawodności pilota, wpływający na prawdopodobieństwo wystąpienia zderzenia.

Słowa kluczowe

reliability unmanned aerial vehicle safety

niezawodność bezzałogowy statek powietrzny bezpieczeństwo

Wydawca

Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych

Czasopismo

Journal of KONBiN

Rocznik

2023

Tom

Vol. 53, iss. 2

Strony

159--186

Opis fizyczny

Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Perz Rafał

Warsaw University of Technology (Politechnika Warszawska)

https://orcid.org/0000-0001-9285-6241

Bibliografia

1. M. Lorek and M. Magniszewski, “The use of unmanned aerial vehicles by the Polish police”. Journal of Security and Sustainability Issues, 11, 481-488, 2021. DOI 10.47459/jssi.2021.11.43
2. S.A.H. Mohsan, M.A. Khan, F. Noor, I. Ullah and M.H. Alsharif, “Towards the Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Comprehensive Review”. Drones, 6, 147, 2022. DOI 10.3390/drones6060147
3. G. Singhal, B. Bansod and L. Mathew, “Unmanned Aerial Vehicle Classification, Applications and Challenges: A Review”. Preprints, 2018110601, 2018. DOI 10.20944/preprints201811.0601.v1.
4. RPAS. Remotely Piloted Aircraft Systems. The Global Perspective, 15th Annual Edition (October 2018) Avalible: https://rps-info.com/publications_old-page/rpas-yearbook-2018/#page/1 (accessed on December 01, 2022).
5. S. Agostino, M. Mammone, M. Nelson, T. Zhou, ”Classification of Unmanned Aerial Vehicles Aeronautical Engineering”, Mechanical Engineering 3016, The University of Adelaide, 2007.
6. K. Balcer, “Classification of unmanned aerial vehicles in relation to the specifications and provisions of Polish and international law”, Developments In Mechanical Engineering, 17(9), 2021. DOI: 10.37660/dme.2021.17.9.1
7. Michalska, “Introduction to Reliability Tests of Unmanned Aircraft Used in the Armed Forces of the Republic of Poland. Safety & Defense, 5(2), 54-61, 2019. DOI 10.37105/sd.57.
8. Rozporządzenie Wykonawcze Komisji (UE) 2019/947 z dnia 24 maja 2019 r. w sprawie przepisów i procedur dotyczących eksploatacji bezzałogowych statków powietrznych (Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 152/45).
9. Rozporządzenie Delegowane Komisji (UE) 2020/1058 z dnia 27 kwietnia 2020 r. zmieniające rozporządzenie delegowane (UE) 2019/945 w odniesieniu do wprowadzenia dwóch nowych klas systemów bezzałogowych statków powietrznych (Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej L 232/1), Available: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/PL/TXT/PDF/?uri=CELEX:32020R1058&from=PL (accessed on December 6, 2022).
10. G.E.M. Abro, S.A.B.M. Zulkifli, R.J. Masood, V.S. Asirvadam and A. Laouti, „Comprehensive Review of UAV Detection, Security, and Communication Advancements to Prevent Threats”. Drones, 6, 284, 2022. https://doi.org/10.3390/drones6100284.
11. M. Feltynowski and M. Zawistowski, „Zagrożenia związane z wykorzystaniem bezzałogowych platform w służbach ratunkowo-porządkowych. BITP VOL. 51 ISSUE 3, pp. 138–149, 2018. DOI 10.12845/bitp.51.3.2018.10.
12. Konert, „Odpowiedzialność operatora bezzałogowego statku powietrznego za opóźnienie lub odwołanie lotu”, Ius Novum, 1, 2021. DOI: 10.26399/iusnovum.v15.1.2021.09/a.konert.
13. J. Łukasiewicz, „Bezzałogowe statki powietrzne jako źródło zagrożeń infrastruktury zaopatrzenia państw w energię elektryczną oraz proponowane metody ochrony tej infrastruktury”, Terroryzm. Studia, analizy, prewencje, 1(1), s. 90 – 122, 2022. DOI: 10.4467/27204383TER.22.004.15420.
14. G. Pietrek and M. Pietrek, „Bezzałogowe statki powietrzne jako zagrożenie dla infrastruktury krytycznej państwa”, Zeszyty Naukowe SGSP, 83, s. 163 – 174, 2022. DOI: 10.5604/01.3001.0016.0230
15. G. Hansen, F. Zeller and R. Austin, “Reliability of UAVs and Drones”, DSIAC Journal, Vol. 4, No. 2, Spring 2017. Available: https://dsiac.org/wp-content/uploads/2020/05/dsiac-spring-2017-volume-4-number-2.pdf (accessed on December 19, 2022).
16. M. Krawczyk, “Conditions for unmanned aircraft reliability determination”. Eksploatacja i Niezawodność, t. 15, nr 1, Polska Akademia Nauk. Polskie Naukowo-Techniczne Towarzystwo Eksploatacyjne PAN, s. 31–36, 2013.
17. M. Krawczyk, „Niezawodność polskich samolotów bezpilotowych”. Prace Instytutu Lotnictwa; (3 (224)):52–62, 2012.
18. C. Lum, D. Tsukada, “UAS Reliability and Risk Analysis”, 2016. DOI: 10.1002/9780470686652.eae1148.
19. E. Petritoli, F. Leccese and L. Ciani, “Reliability and Maintenance Analysis of Unmanned Aerial Vehicles”. Sensors; 18(9):3171, 2018. DOI: 10.3390/s18093171.
20. E. Balestrieri, P. Daponte, L. De Vito, F. Picariello, I. Tudosa, “Sensors and Measurements for UAV Safety: An Overview”. Sensors, 21, 8253, 2021. DOI: 10.3390/ s21248253.
21. L. Cwojdziński, J. Lewitowicz and A. Żyluk, „Kolizje bezzałogowych statków powietrznych z załogowymi statkami powietrznymi”, Journal of KONBiN, 2(22), 2012. DOI: 10.2478/jok-2013-0017.
22. https://www.pansa.pl/uas_geozones/ (accessed on December 15, 2022).
23. https://www.pansa.pl/asm1/know-how/ (accessed on December 15, 2022).
24. Wytyczne nr 17/2023 Prezesa Urzędu Lotnictwa Cywilnego z dnia 6 czerwca 2023 r. w sprawie wyznaczania stref geograficznych dla systemów bezzałogowych statków powietrznych (Dz. U. z 2023 r., poz. 42).
25. G. Jaromi, D. Kordos, T. Rogalski, P. Rzucidło and P. Szczerba, „Selected test elements of the vision anti-collision system for light and unmanned aerial vehicles”. Autobusy–Tech. Eksploat. Syst. Transp, 227, 265–271, 2019. DOI: 10.24136/atest.2019.048.
26. P. Rzucidło, G. Jaromi, T. Kapuściński, D. Kordos, T. Rogalski and P. Szczerba, „In-Flight Tests of Intruder Detection Vision System”. Sensors, 21, 7360, 2021. https://doi.org/10.3390/s21217360.
27. P. Rzucidło, T. Rogalski, G. Jaromi, D. Kordos, P. Szczerba and A. Paw, “Simulation studies of a vision intruder detection system”, Aircraft Engineering and Aerospace Technology, Vol. 92 No. 4, pp. 621-631, 2020. DOI: 10.1108/AEAT-04-2019-0065.
28. J.-P. Yaacoub, H. Noura, O. Salman and A. Chehab, “Security analysis of drones systems: Attacks, limitations, and recommendations Internet Things”, 11, Article 100218, 2020. DOI: 10.1016/j.iot.2020.100218.
29. V. Chamola, P. Kotesh, A. Agarwal, Naren, N. Gupta and M. Guizani, “A Comprehensive Review of Unmanned Aerial Vehicle Attacks and Neutralization Techniques”, Ad Hoc Networks, Vol. 111, 102324, 2021. DOI: 10.1016/j.adhoc.2020.102324.
30. H. Kang, J. Joung, J. Kim, J. Kang and Y.S. Cho, “Protect Your Sky: A Survey of Counter Unmanned Aerial Vehicle Systems”, in IEEE Access, vol. 8, pp. 168671-168710, 2020. DOI: 10.1109/ACCESS.2020.3023473.
31. M. Tkacz, „Bezzałogowe statki powietrzne jako źródło zagrożeń dla ruchu lotniczego”, Przegląd Policyjny, 134(2), 233-248, 2019. DOI: 10.5604/01.3001.0013.7439.
32. A.C. Ogmen and I. Ekmekci, HEART Hybrid Methods for Assessing Human Reliability in Coal-Fired Thermal Power Plant Process. Sustainability, 14, 10838, 2022. DOI: 10.3390/ su141710838.
33. N. Sembiring, M.M. Tambunan and M. Febriani, “Human error analysis on production process of door products with SHERPA and HEART method”. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 505, 2019. DOI: 10.1088/1757-899X/505/1/012025.
34. J.C. Williams, “Heart – A Proposed Method for Achieving High Reliability in Process Operation by Means of Human Factors Engineering Technology”, Safety and Reliability, 35:3, 5-25, 2015. DOI: 10.1080/09617353.2015.11691046.
35. J.C. Williams, J.L. Bell, “Consolidation of the Error Producing Conditions Used in the Human Error Assessment and Reduction Technique (Heart)”, Safety and Reliability, 35:3, 26-76, 2015. DOI: 10.1080/09617353.2015.11691047.
36. “Human Error Assessment & Reduction Technique (HEART)”, https://www.epd.gov.hk/eia/register/report/eiareport/eia_2242014/EIA/app/app12.10.pdf (accessed on January 3, 2023).
37. E. Akyuz, M. Celik, “A methodological extension to human reliability analysis for cargo tank cleaning operation on board chemical tanker ships”, Saf. Sci., 75, pp. 146-155, 2015. DOI: 10.1016/j.ssci.2015.02.008.
38. A. Petruni, E. Giagloglou, E. Douglas, J. Geng, M.C. Leva and M. Demichela, “Applying Analytic Hierarchy Process (AHP) to choose a human factors technique: Choosing the suitable Human Reliability Analysis technique for the automotive industry”, Saf Sci, Vol. 119, 2019. DOI: 10.1016/j.ssci.2017.05.007.
39. Podręcznik Użytkowania DJI Mavic 2 Pro/Zoom, Available: https://dji-ars.pl/media/instrukcje/dji-mavic-2.pdf.
40. User Manual EVO Lite Series, Available: https://www.vertigodrones.com/assets/images/EVO%20Lite%20Series%20User%20Manual%20-%20EN.pdf.

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-03faf8be-c44e-4ad5-87a4-51b04af4fe44