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Metodologia SORA
SORA sta per “Specific Operations Risk Assessment”. È la metodologia creata da JARUS (Joint Authorities Rulemaking on Unmanned Systems) che stabilisce la procedura per creare, valutare e condurre in sicurezza un’operazione con un drone, analizzando la natura di tutte le minacce associate ad un determinato rischio, il suo design e le proposte di mitigazione per un’operazione specifica di UAS.
Questa metodologia è stata scelta dall’UE per soddisfare i requisiti dell’articolo 11, che valuta i rischi e approva un’operazione per la cosiddetta Categoria Specifica per la generazione di scenari standard e autorizzazioni operative.
La metodologia è creata da un insieme di passaggi ordinati che combinano l’analisi dell’operazione, i rischi e l’implementazione di misure di mitigazione per la loro riduzione.
Il processo su cui si basa la metodologia SORA è definito di seguito.
Concetto di operazioni (ConOps)
Il ConOps è la definizione del volo da effettuare insieme a tutte le informazioni rilevanti che possono essere necessarie per includere.
Conterrà tutte le informazioni correlate con:
- Altezza massima delle operazioni
- Tipo di operazione: VLOS, BVLOS
- giorno / notte
- Programma di volo
- Tipologia di spazio aereo
- Tipologia di area terrestre
- Caratteristiche degli UAS ed attrezzature da utilizzare
Inoltre, all’interno del ConOps, il Volume Operativo e i buffer di sicurezza in aria e a terra devono essere definiti, secondo il Modello Semantico descritto all’interno della metodologia stessa.
Modello semantico
Secondo la definizione del Modello Semantico nella metodologia SORA, nei voli effettuati con i droni ci troviamo in due situazioni:
Operazione controllata
L’operazione controllata è quella che si svolge avendo il controllo totale dei droni. Questa situazione include operazioni normali con procedure operative standard e quelle situazioni anomale che portano all’applicazione di procedure di contingenza.
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Operazione controllata |
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Funzionamento normale |
Situazione anomala |
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Procedure operative standard |
Procedure di emergenza |
Funzionamento non controllato
Se perdiamo il controllo dell’operazione, ci troveremo in una situazione di emergenza, dove le Procedure di Emergenza dovranno essere applicate e il Piano di Risposta d’Emergenza (ERP) dovrà essere eseguito.
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Perdita di controllo dell’operazione |
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Situazione di emergenza |
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Procedure di emergenza |
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Piano di risposta alle emergenze |
Tutte le operazioni con i droni devono essere pianificate e svolte all’interno di un Volume Operativo costituito da diverse aree definite a terra e in aria, dove sono definite le massime limitazioni di volo che gli aeromobili possono raggiungere nel peggiore dei casi.
Secondo il modello semantico, i volumi operativi sono definiti come:
-
Geografia del volo (Flight Geography)
Si riferisce a un volume definito geograficamente, spazialmente e temporalmente, che è totalmente contenuto nel volume operativo. La geografia di volo rappresenta il volume dello spazio aereo in cui l’operatore intende confinare il volo.
-
Volume di contingenza (Contingency Volume)
Si riferisce al volume contenuto tra i limiti interni ed esterni del volume di funzionamento e della geografia del volo, rispettivamente. Questo volume è definito per contemplare le possibili escursioni al di fuori del volume della geografia del volo.
-
Buffer di Rischio a Terra / Buffer di Rischio Aereo (Ground Risk Buffer / Air Risk Buffer)
Questo è definito nella metodologia SORA come l’area operativa intesa che coinvolge solo i partecipanti attivi, se presenti.
-
Area adiacente / Spazio aereo adiacente (Adjacent Area / Adjacent Airspace)
Sono definiti come le aree in cui l’UAS accederà se i sistemi di emergenza falliscono. In queste aree, dovranno essere studiati il volume di persone presenti (ad esempio un’area urbana) e la vicinanza a aeroporti, densità del traffico aereo, ecc.
Nel seguente diagramma si può vedere che sia nel GRC che nell’ARC, le zone definite come Geografia di Volo e Volume di Contingenza corrispondono a Operazioni Controllate, e quelle definite come Buffer di Rischio aereo e a terra e Aree adiacenti in volo e a terra sono quelle in cui non c’è controllo dell’UAS.
Una volta completata la definizione totale e specifica del tipo di operazione, l’analisi del rischio può continuare.
Rischio a terra (GRC)
La Classe di Rischio a Terra o GRC (Ground Risk Class) è definita come il rischio di una persona di essere colpita da un drone. Per determinare il GRC, deve essere considerato quanto segue:
- Caratteristiche dell’aeromobile (peso e dimensioni)
- l’area in cui avrà luogo il volo
- Tipo di volo da effettuare
In questo modo, SORA ci offre la seguente tabella attraverso cui possiamo vedere quale sia il GRC iniziale corrispondente all’operazione prevista:
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Indice di Rischio al Suolo Intrinseco dell’UAS |
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Dimensioni massime dell’UA |
1 m |
3 m |
8 m |
>8 m |
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Energia Cinetica Tipica Attesa |
< 700 J |
< 34 KJ |
< 1084 KJ |
> 1084 KJ |
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Scenario Operativo |
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VLOS/BVLOS su area controllata a terra |
1 |
2 |
3 |
4 |
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VLOS su area scarsamente popolata |
2 |
3 |
4 |
5 |
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BVLOS su area scarsamente popolata |
3 |
4 |
5 |
6 |
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VLOS su area popolata |
4 |
5 |
6 |
8 |
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BVLOS su area popolata |
5 |
6 |
8 |
10 |
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VLOS su area affollata |
7 |
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BVLOS su area affollata |
8 |
|||
Mitigazioni dei rischi a terra (GRC)
Una volta determinato il GRC iniziale, le mitigazioni devono essere applicate per ridurre il rischio e ottenere il valore del GRC finale.
Queste misure di mitigazione sono:
- Sistemi di contenimento tecnici implementati ed efficaci
- Sistemi che riducono gli effetti dell’impatto sulle persone a terra
- Un piano di risposta alle emergenze efficace è in atto, disponibile per l’uso e stato convalidato.
Valore finale del rischio a terra
A questo punto, è interessante analizzare e comprendere il concetto di Robustezza applicato all’interno della metodologia SORA. Secondo questa metodologia, la robustezza delle misure di mitigazione è definita dal livello di integrità offerto da ciascuna delle mitigazioni (ad esempio, il miglioramento della sicurezza) e dal livello di assicurazione che le mitigazioni hanno raggiunto (ad esempio, il metodo con cui è dimostrato).
Livello di robustezza = livello di integrità + livello di assicurazione
Pertanto, troviamo 3 tipi di livelli di robustezza:
- Robustezza bassa
- Robustezza media
- Robustezza alta
In questo modo, a seconda dei valori di Robustezza delle misure di mitigazione applicate, il valore GRC può essere ridotto e il valore finale di GRC ottenuto, sempre tenendo presente che non può essere ridotto al di sotto del valore minimo della colonna risultante della tabella “Indice intrinseco di rischio a terra UAS”.
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Robustezza |
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Numero di mitigazione |
Definizione GRC |
Basso/ Nessuno |
Medio |
Alto |
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M1 |
Sistemi di contenimento tecnici implementati ed efficaci
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0 / -1 |
-2 |
-4 |
|
M2 |
Sistemi che riducono gli effetti dell’impatto sulle persone a terra |
0 |
‐1 |
‐2 |
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M3 |
Un piano di risposta alle emergenze efficace è in atto, disponibile per l’uso e stato convalidato. |
1 |
0 |
-1 |
Classe di Rischio Aereo (ARC)
Oltre ad analizzare il rischio al suolo, SORA determina il rischio di collisione in volo in base allo spazio aereo definito nel ConOps in cui opererà. Il valore di rischio è chiamato Classe di Rischio Aereo o ARC (Air Risk Class)). Pertanto, l’ARC è la classificazione in base al rapporto in cui un drone può incontrare un aeromobile pilotato in uno spazio aereo tipico.
Per conoscere l’ARC iniziale, SORA fornisce uno schema in cui, attraverso lo spazio aereo in cui volerà definito in precedenza nel ConOps, si otterrà il valore:
Una volta conosciuta l’ARC iniziale, è necessario determinare le necessarie misure di mitigazione per poterlo ridurre:
Misure di mitigazione strategiche ARC
Queste sono quelle in cui l’ARC può essere ridotto regolando determinati aspetti prima dell’operazione. Queste possono dipendere dalle mitigazioni applicate dall’operatore stesso, ad esempio:
- L’orario in cui si svolgerà il volo
- La durata del volo
O mitigazioni che non dipendono dall’operatore, come le regole e i regolamenti stessi, come:
- Limitazione dei 400 piedi di altezza dei droni
- Limitazione massima della distanza di volo
Mitigazioni tattiche del rischio aereo (ARC)
Le mitigazioni tattiche sono quelle che vengono applicate per ridurre il rischio residuo di collisione aerea. Vale a dire, sono quelle che il pilota e il suo team applicano al momento del volo, come:
- Vedere e evitare
- comunicazione con i servizi ANSP
Valore residuo dell'ARC
Dopo aver applicato entrambi i tipi di mitigazione, verrà determinato il valore del rischio residuo nell’aria, noto come ARC residuo o finale.
Molte delle mitigazioni applicate per la riduzione dell’ARC sono determinate in pre-coordinamento con gli ANSP.
SAIL
Una volta calcolati entrambi i valori GRC finale e ARC finale, possiamo ottenere il SAIL (Specific Assurance and Integrity Level).
Il SAIL è un indice che va da valore uno a sei, che indica l’assicurazione e l’integrità delle misure che dobbiamo applicare, ovvero la robustezza.
Pertanto, possiamo dire che un basso valore di SAIL comporterà un basso valore di robustezza delle mitigazioni da applicare, corrispondenti a operazioni a basso rischio. D’altra parte, un valore SAIL più elevato comporterà una maggiore robustezza, poiché il rischio dell’operazione sarà di conseguenza più elevato.
Obiettivi di sicurezza operativa (OSO)
Con il rischio dell’operazione categorizzato con l’indice SAIL, dobbiamo iniziare ad applicare i diversi livelli di robustezza di ciascuna delle mitigazioni da applicare. Ciò si traduce nel raggiungimento degli obiettivi di sicurezza operativa o OSO (Operational Safety Objectives).
Ancora una volta dovremo consultare una tabella per determinare il valore di Robustezza da applicare per ciascuno dei corrispondenti OSO. Per determinare questi obiettivi, useremo l’indice SAIL ottenuto nel punto precedente. Nell’immagine seguente è possibile vedere un campione di una parte degli OSO da applicare, dei 24 esistenti:
In base all’indice SAIL ottenuto, si può ottenere un valore che indicherà l’obiettivo del valore di robustezza. Questi sono:
- O: opzionale
- L: basso livello
- M: livello medio
- H: alto livello
Una volta che sapremo quale livello di robustezza applicare, l’ultimo passaggio sarà consultare le liste pubblicate dall’EASA su come raggiungere i valori di sicurezza e integrità.
Area e spazio adiacente
A questo punto, potremmo avere la sensazione di aver completato l’intero processo, ma abbiamo ancora un passaggio critico da compiere: l’analisi dell’area e dello spazio adiacente.
Ricordiamo che durante la definizione del ConOps abbiamo definito un volume operativo formato dalla Geografia di Volo, dal Volume di Contingenza e dai buffer di sicurezza a terra e in aria. Tuttavia, ora è il momento di guardare oltre questi limiti e analizzare ciò che troveremo una volta superati i limiti dei buffer a terra e in aria.
Analizzeremo il rischio associato alle aree adiacenti, sia a terra che in volo, e determineremo se possono essere maggiori o inferiori rispetto ai rischi all’interno del volume operativo, in cui le misure di mitigazione corrispondenti all’indice SAIL ottenuto sono già applicate. Se il rischio è maggiore, dovranno essere applicati una serie di requisiti, come:
- La probabilità che l’UAS esca dal Volume Operativo deve essere dimostrata in modo proporzionale al rischio causato dall’uscita da tale Volume Operativo.
- Nessun singolo errore dell’UAS o di altri sistemi esterni può portare all’uscita dell’aeromobile dal buffer di sicurezza.
- Il software e l’elettronica di volo, la cui sviluppo potrebbe causare una fuga al di fuori dei buffer di rischio, devono essere creati utilizzando uno standard o una metodologia accettati da EASA.
Per soddisfare i punti sopra indicati, in alcuni casi, è necessario utilizzare Sistemi di Terminazione del Volo (FTS) esterni e indipendenti, che a loro volta devono rispettare una serie di requisiti aggiuntivi.
Se non è possibile giustificare i requisiti o garantire che il sistema di separazione funzioni e sia progettato secondo gli standard, sarà necessario aumentare le dimensioni dei buffer a terra e in aria abbastanza da impedire alle aeromobili di uscirne.
Rapporto sulla sicurezza
Infine, è giunto il momento di raccogliere tutte le informazioni e i dati ottenuti dalla metodologia SORA e riunirli nel Rapporto sulla Sicurezza, il quale a sua volta servirà a dimostrare alle autorità, agli ANSP o ad altre parti interessate come la metodologia viene applicata.
Il rapporto dovrà includere:
- La procedura SORA:
- Il Concetto Operativo (ConOps)
- Mitigazioni utilizzate per la riduzione del Rischio Globale di Collisione (GRC)
- Mitigazioni ARC Strategiche
- Mitigazioni ARC Tattiche
- Analisi dell’area adiacente a terra e in volo
- SAIL & OSO
- La giustificazione soddisfacente delle mitigazioni e degli obiettivi richiesti dal processo SORA.
- L’operatore di UAS dovrà garantire che eventuali requisiti aggiuntivi non identificati dal processo SORA siano presi in considerazione.
- L’operatore di UAS dovrà garantire che la procedura SORA sia coerente con le effettive condizioni operative.
2 risposte
ottima spiegazione comprensibile anche a neofiti. Bravi
Grazie per le tue belle parole, Maurizio.
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