无人机操控员培养与训练模式探索

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2021年5月总第361期
ISSN1672-1438
CN11-4994/T
无人机操控员培养与训练模式探索
孟 浩 程贤斌 李 冰 康小伟 高 永
海军航空大学航空基础学院 山东烟台 264001
摘 要：近年来无人机技术发展迅猛，无人机的应用越来越广泛，但国内无人机操控员培养体系发展相对迟缓，导致无人机操控人才短缺。

在概述美军无人机操控员培养模式和训练方法的基础上，对我国无人机操控员的培养模式和训练方法进行了探索和研究。

关键词：无人机操控员；培养模式；训练方法
作者简介：孟浩，工学博士，讲师；程贤斌，在读硕士研究生；李冰，工学硕士，助教；康小伟，工学硕士，副教授；高永，工学博士，教授。

1 研究背景
从美国主导的近几次局部战争中可以发现，无人机的作用日益凸显。

从最初在战场上执行监视、侦察和目标获取等辅助任务，到如今实现“察打一体”，做到发现即摧毁，无人机已然成为一款重要的高新武器装备。

经几十年的飞行实践积累，有人机飞行员的培养模式和训练方法已经基本成熟，但是无人机操控员的培养和训练方法，尚处于研究探索阶段。

美国、加拿大、法国、英国、南非等国家根据无人机系统的特点，已经有针对性地开展了无人机操控员培训研究。

无人机操控员培养是一项复杂的系统工程，专业覆盖面广、技术难度大，还需进一步研究探索，不断补充完善。

我国无人机操控员培养工作刚刚起步，需要深入学习和借鉴外军无人机操控员培养的经验及做法，积极开展无人机操控员培养与训练方法研究，探索适合我国国情的无人机操控员培养模式和训练方法。

2 美军无人机操控员培养模式概述
美军在对无人机操控员长期的训练实践中，形成了一套操作性较强的培养体系和训练模式，涉及人员选拔、训练内容、资质考核等各个方面，其经验和做法对我国无人机操控员的培养具有很好的借鉴意义。

2.1 人员选拔
美军对无人机操控员的选拔经过了一个曲折的过程。

美军初期安排有经验的有人机飞行员改任无人机操控员，但是由于负迁移效应导致人为操作事故高发，并且人力资源的不足严重影响了美军的空中力
量。

2015年以后美军国防部同意“召幕新人、平民等担任无人机操控员，解决空军无人机操控员短缺的问题”。

美军虽然降低无人机操控员“门槛”，不要求具备有人机飞行经历，但对操纵人员素质要求很高，不仅要监控飞机的飞行状态，适时改变航向，还能在关键时从控制中心发送动作指令，实时快速机动或攻击[1]。

2.2 训练内容
美军无人机操作员分为无人机控制人员及载荷操作员两种，并根据培训人员类别设置相应的培训内容。

美军无人机飞行员来源有3种[2]：无有人机/无人机飞行经验，志愿成为无人机飞行员的人员；完成有人机飞行员培训而尚未从事有人机飞行职业的人员；完成了飞行员培训并被分配至从事有人机飞行职业的人员。

对于第一类人员，未经过系统培训，且无飞行经验，应尽可能地参加各项培训，必要时应参加有人机驾驶技术训练，加深其对飞行试验的理解，体验人感系统的差异性；对于第二、三类人员已熟悉有人飞机飞行要求与流程或已有有人机飞行经验，则可有选择性的参加培训。

美军无人机操作员培训内容主要包括理论学习、模拟器训练和飞行训练三大模块[3]。

理论学习主要采用授课的方式进行，包括空气动力学知识、无人机系统、数据链、导航系统等内容的培训，使操控员熟悉无人机各系统功能，掌握飞行的流程和要领，具备基本的飞行评价能力。

模拟器训练为虚拟仿真飞行训练，包括任务模拟和机组人员任务协同训练等内容，以适应新的操作方式。

飞行训练是先采用中小型无人机或有人机进行培训，再逐渐过渡到大中型无人机。

整个培训过程分为3个阶段：第一阶段是无人机构造
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原理学习；第二阶段是无人机拆卸、安装及模拟训练；第三阶段进行实装飞行训练，在现实环境中操纵无人机起飞及决策控制等操作，提高对无人机的实际操控能力。

2.3 资质认证
美军在无人机操控员培养过程中，除了注重将理论知识、模拟训练与飞行训练有机结合起来以外，还实行岗位资质认证制度。

美军根据各无人机系统的特点，分别建立相应的考核标准，对完成培训内容的无人机控制人员和任务载荷操控人员进行考核，由专门机构(无人机训练基地或训练营)颁发无人机飞行员资格证及技能等级证书，只有在获得证书后，无人机操控员才具备操作无人机及相关任务载荷的资格。

无人机维修保障人员也执行相同的考核流程，依据训练条令上的考核标准，在考核达标、获得维修资格证书后，才具备维修相应无人机的资格。

3 我国无人机操控员培养模式探索与研究
2019年，人力资源社会保障部办公厅等多单位联合发文，将无人机驾驶员列入职业分类信息目录[4]，标志着无人机驾驶员正式成为一种新兴职业。

中国民航总局、中国航空器拥有者及驾驶员协会(AOPA)成立了无人机驾驶员培训机构，可对微、小型多旋翼/固定翼无人机驾驶员进行培训，但大、中型无人机，尤其是大、中型固定翼无人机培训能力尚有欠缺。

无人机工业部门内部虽然成立了无人机驾驶员培训机构，但往往是针对某一单一型号无人机开展培训，难以推广。

随着部分高等职业教育院校及科研院所相继开设无人机相关专业，无人机操控员培养模式的研究和探索引起广泛关注。

从整体来看，我国无人机操控员培养模式和体系建设相对滞后，需要在借鉴外军无人机操控员培养经验的基础上，积极探索研究适合我国国情的无人机操控员培养与训练方法，建议从以下几个方面考虑：
3.1 加强师资队伍建设
无人机操控员师资队伍建设包括软件建设和硬件建设。

软件建设是指无人机操控员教员队伍建设，硬件建设则是指无人机操控员培训所必需的设备、场地和空域建设。

无人机操控员的培养应依托一支态度科学严谨、理论基础扎实、飞行技术过硬、处置能力果断的专业性教员队伍完成，加强无人机操控员师资队伍建设是
提高无人机操控员培养质量的重要环节。

无人机操控员的培养必须将理论与实操有机结合，切忌纸上谈兵。

建立一支高素质的教员队伍，需要建立严格的教员选拔与考核标准，着重考核教员的理论水平与飞行技能，此外，无人机操控员培训过程中，特别是在飞行实操阶段，往往会出现各种特情，培训教员的科学严谨态度和果断灵活的特情处置能力尤显重要。

3.2 注重分层次选拔培养人才
由于微、小型多旋翼/固定翼无人机结构相对简单，技术复杂程度低，作业任务单一，因而此类操控员可以不要求具备飞行经历，对人员学历条件可适当放低。

但对于大、中型固定翼无人机/无人直升机而言，机体结构复杂、技术集成度高，并且通常带有一种或多种任务设备，操纵相对复杂，因此不能降低“门槛”，必须具有一定的飞行经历，并且对人员学历条件进行适当限制。

大、中型固定翼无人机/无人直升机操控员一方面可以从停飞飞行员选取或由飞行员转改，另一方面现代航模往往是一些先进无人机技术验证者，因此可以鼓励和吸收航模、无人机创新比赛中的优秀者参与培训，为无人机操控员培养储备人才。

3.3 优化科目设置与训练方法
在无人机操控员培养科目设置上，内容主要包括理论学习、模拟器训练和飞行训练三大模块，但在具体科目设置和阶段训练上应该突出以下几个方面：3.3.1 能力训练
无人机操控员理论知识内容安排要合理，理论培训时间不宜过长(美军理论学习与实操时间之比为3∶7)，特别是要避免“只要和无人机专业相关的内容全部安排在课程里”的做法。

根据培训对象和无人机系统的技术特点、结构性能等，仔细梳理无人机操控员各岗位的核心能力和技术要求，并结合专业类别进行划分，优化核心课程、适当设置扩展课程，采用多种学习方式和考核方式相结合的模式，以能力训练为导向，开展针对性强的学习和训练。

3.3.2 机组训练
无人机作业/作战过程中需要各岗位的紧密协同，因此，在无人机操控员培训过程中应注重各岗位的协同性训练。

从培养对象中抽取机械、飞行控制、任务控制、链路控制专业人员编为同一机组，同时开展培训和飞行训练工作，尤其是在飞行训练过程中，以机组为单位实施组训，可极大提高机组人员团队意识和操作协同性，有利于提高培训质量和提升培训效率。

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3.3.3 创新训练
无人机技术迅猛发展，无人机操控员的培养也应与时俱进，突出信息技术、控制技术、计算机技术在培养过程中的创新应用。

在模拟训练中，充分利用虚拟现实技术和计算机技术，采用包含视、听、感、触等多种感官要素在内的视景仿真模拟器开展无人机模拟训练提升培训效果。

开发无人机网络游戏训练软件，运用分布式网络控制技术，将无人机系统联网进行战术间的协同训练，提高受训人员的操控技能，降低模拟训练器材的损耗，同时也可避免长期训练给受训人员带来枯燥乏味的厌烦心理。

3.3.4 训练阶段
从美军无人机操控员培训经验来看，在理论学习阶段之后，要经历模拟训练阶段和飞行训练阶段。

美军各培训基地在飞行训练阶段大多采用中小型无人机/有人机进行先期培训，逐步过渡至大中型无人机，从而化解直接利用大中型无人机开展飞行训练存在风险大、代价高的隐患。

但这里面存在一个过渡型号不匹配的问题，即小型无人机与后期大中型无人机型号不对应，无法实现无缝对接。

因此，在飞行阶段应建议分为三个阶段，即通用中小型无人机飞行训练，即型号缩比无人机飞行训练，型号大中无人机飞行培训。

通过几何相似、运动相似、信息相似的型号缩比无人机作为过渡阶段，有利于受训人员熟悉型号装备，训练完毕，可直接上手型号大中无人机的飞行训练，减少过渡适应时间，提高训练效率。

3.4 重视训练评价和考核认证体制
无人机操控员培训效果需要一套科学合理的评价方法和考核认证标准。

从无人机飞行所需的核心能力出发，遵循无人机训练的特有规律，在训练的组织和管理中建立一个能够指导规划训练的评价方法，是目前无人机培训过程中亟须解决的技术难题。

科学合理的评价无人机操控员的飞行技能和操作技能，有利于对训练评价中存在的问题进行重点把握，有效提高训练质量。

培训完成之后，无人机操控员能否即刻履职岗位工作，取决于是否通过考核和认证。

无人机操控员与有人机飞行员一样，利用对飞行技术和操作能力考核和认证，实行无人机操控员等级认证制度。

通过无人机操控员等级认证制度激励无人机操控员工作热情和钻研精神，形成无人机操控员培养的良性循环。

4 结语
我国无人机操控员培养模式和体系建设刚刚起步，尚不成熟，需要在借鉴国外经验及做法的基础上，积极开展训练方法和培养模式的相关研究和探
索，不断完善法规和建设考核标准体系。

参考文献
[1] 李富良,李元元,黄杰,等.美陆军无人机训练研究[J].国防科
技,2019(40):60-63.
[2] 刘朝君,孙颖飞.无人机飞行员培训方法研究[J].中国科技信
息,2016(24):23-24.
[3] 人力资源社会保障部办公厅.关于发布人工智能工程技术人
员等职业信息的通知[Z].北京:人力资源社会保障部办公厅,市场监管总局办公厅,统计局办公室,2019.
[4] 肖伟,郑志成,高翔,等.无人机操控人员训练质量评估方法研
究[C].2016(第六届)中国国际无人驾驶航空器系统大会论文集,2016:166-169.
Exploration of UA V Operator Training Mode
Meng Hao, Cheng Xianbin, Li Bing, Kang Xiaowei, Gao Yong
School of Basic Sciences for Aviation, Naval Aviation University, Yantai, 264001, China
Abstract: In recent years, UA V technology is developing rapidly, and the application of UA Vs is becoming more and more widespread， but the development of the UA V operator training system is relatively slow, resulting in a shortage of UA V control personnel. Based on an overview of the training mode and training methods of U.S. military UA V operators, the training mode and training methods of UA V operators in China are explored and studied.
Key words: UA V operator; training mode; training method
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