城市無人機(jī)的管理策略探究

王宇軒

[摘 要]近幾年來，人們對(duì)于無人機(jī)的熱衷程度越來越高，無人機(jī)也以其強(qiáng)大的探測(cè)功能受到多個(gè)行業(yè)的青睞。城市中也出現(xiàn)了很多大大小小的無人機(jī)，對(duì)其進(jìn)行科學(xué)有效的管理是一個(gè)值得思考的問題。本文通過對(duì)城市無人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用、無人機(jī)工作流程以及無人機(jī)運(yùn)行問題處理方案的分析，力求為現(xiàn)代無人機(jī)的發(fā)展和城市的合理管控提出一點(diǎn)思路。

[關(guān)鍵詞]城市無人機(jī) 探測(cè) 管控

中圖分類號(hào)：G215 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）03-0120-01

1.城市無人機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用

無人駕駛飛行器（UAV），通常被稱為無人駕駛飛機(jī)，是沒有人類飛行員的飛機(jī)。UAV的飛行可以以不同程度的自主性操作，由人類操作者遠(yuǎn)程控制或者由車載計(jì)算機(jī)完全地或間歇地自主地操作。與有人駕駛飛機(jī)相比，無人機(jī)通常優(yōu)先于對(duì)于人類來說太復(fù)雜或危險(xiǎn)的任務(wù)。它們主要用于軍事應(yīng)用，目前它們的用途正在商業(yè)、科學(xué)、娛樂、農(nóng)業(yè)和其他應(yīng)用中擴(kuò)大，例如警務(wù)和監(jiān)視、產(chǎn)品交付、航空攝影、農(nóng)業(yè)和無人駕駛賽車。民用無人機(jī)現(xiàn)在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過軍用無人機(jī)，估計(jì)到2017年銷售數(shù)量將超過一百萬。

民用無人直升機(jī)用途包括航空調(diào)查、航空攝影、搜索和救援、檢查電力線和管道、向其他無法進(jìn)入的地區(qū)提供醫(yī)療用品和檢查非法狩獵、偵察行動(dòng)、合作環(huán)境監(jiān)測(cè)、邊境巡邏任務(wù)、運(yùn)輸保護(hù)、土地測(cè)量、火災(zāi)和大事故調(diào)查、滑坡測(cè)量、非法垃圾填埋檢測(cè)、建筑業(yè)和人群監(jiān)測(cè)。無人機(jī)的主要特點(diǎn)是，提高人類的可觀測(cè)范圍；提高運(yùn)輸過程的魯棒性（一致性）；提高輸出的一致性；減少直接人力成本和費(fèi)用；使用需要高精度的智能算法。在危險(xiǎn)環(huán)境（即火災(zāi)，空間，火山，核設(shè)施，水下等）中完成的任務(wù)中可以超出人類的尺寸、重量、速度、耐力等能力，而且完成任務(wù)時(shí)顯著減少操作時(shí)間和工作處理時(shí)間?？梢允谷祟愒谧詣?dòng)化流程的開發(fā)、部署、維護(hù)和運(yùn)行中提供更高級(jí)別的工作。無人機(jī)（UAV）遙感應(yīng)用可用于災(zāi)后評(píng)估、環(huán)境管理和基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)。通過建立合作研究聯(lián)盟，以促進(jìn)對(duì)基于無人機(jī)的空中圖像的采集、處理、分析和共享。UAV空中圖像的各種用例示例正在進(jìn)行中。初步經(jīng)驗(yàn)表明，空中測(cè)量、地面觀測(cè)和與領(lǐng)域?qū)＜业暮献鞴蚕韺?dǎo)致更豐富的信息內(nèi)容和更有效的決策支持系統(tǒng)。

2.無人機(jī)的工作流程

無人機(jī)是新出現(xiàn)的一種空中作業(yè)平臺(tái)，可以用于捕獲各種遠(yuǎn)程圖像。無人機(jī)工作流程的主要階段如下：1）任務(wù)規(guī)劃，2）無人機(jī)飛行和圖像采集以及3）圖像預(yù)處理。需要三個(gè)不同的方面來規(guī)劃路線：飛行區(qū)域，相機(jī)規(guī)格和無人機(jī)任務(wù)。預(yù)處理階段包括多光譜圖像的六個(gè)帶的正確對(duì)準(zhǔn)以及在每個(gè)飛行中捕獲的單個(gè)圖像的正射校正和鑲嵌。圖像像素大小，每個(gè)圖像覆蓋的面積和飛行時(shí)間對(duì)飛行高度非常敏感。在較低的高度，無人機(jī)捕獲更精細(xì)的空間分辨率的圖像，但是由于更大的飛行長(zhǎng)度和進(jìn)一步鑲嵌過程的計(jì)算要求所需的能量，覆蓋整個(gè)場(chǎng)所需要的圖像數(shù)量可能是一個(gè)限制因素。以無人機(jī)探測(cè)城市綠化情況為例，在所研究的植被指數(shù)（過度綠色指數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化綠色紅色差異指數(shù)和歸一化差異植被指數(shù)）中，雜草、作物和裸土的光譜差異是顯著的，主要在30米高度。然而，植被與裸土之間的光譜可分離性較高，標(biāo)志性的指數(shù)為NDVI。這些結(jié)果表明，光譜和空間分辨率之間的協(xié)議需要根據(jù)每個(gè)農(nóng)業(yè)目標(biāo)優(yōu)化飛行任務(wù)，受到較小的對(duì)象（雜草植物或雜草斑塊）的大小的影響。

3.無人機(jī)的運(yùn)行與管理

3.1 無人機(jī)運(yùn)行常見問題

沒有任何無人機(jī)使用經(jīng)驗(yàn)（航模使用經(jīng)驗(yàn)）的普通大眾都可以買來小型無人機(jī)就飛，沒有培訓(xùn)，沒有法規(guī)管理，更沒有航空安全意識(shí)。所以就可能出現(xiàn)“無人機(jī)掛煙花對(duì)射”、“無人機(jī)在機(jī)場(chǎng)附近飛行”等等極端情況出現(xiàn)?？罩袩o人機(jī)可以以多種方式威脅空域安全，包括意外碰撞或其他飛機(jī)的其他干擾，故意攻擊或分散駕駛員、飛行控制員注意力。惡意使用無人機(jī)可能裝載危險(xiǎn)有效載荷，并墜毀到易受攻擊的目標(biāo)。有效載荷可包括爆炸物，化學(xué)，放射性或生物危害。具有通常非致命有效載荷的無人機(jī)可能被黑客攻擊并被用于惡意目的。小型多旋翼飛行器大規(guī)模擴(kuò)張使用，在毫無察覺的情況下，有可能使各種重要國(guó)防設(shè)施等需要保密的地面情況敞露無遺。？行業(yè)管理不到位，無人機(jī)制造缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品的性能與適航性無法保證；按照現(xiàn)行民航法，民航、公安、海關(guān)、工商、體育、軍隊(duì)等多個(gè)部門對(duì)無人機(jī)建立聯(lián)合監(jiān)管處罰機(jī)制，管理主體不明，處理“黑飛”事件效率不高；管理無人機(jī)的相關(guān)法律法規(guī)不完善，法律效力不足。

3.2 無人機(jī)管理的重要性

目前我國(guó)無人機(jī)法規(guī)缺失下的監(jiān)管困境，導(dǎo)致無人機(jī)飛行活動(dòng)基本處于無序狀態(tài)，存在巨大安全隱患.加強(qiáng)無人機(jī)的管理是極為重要的，新技術(shù)在無人機(jī)方面的應(yīng)用已經(jīng)大大改變了人們生產(chǎn)生活的方法與節(jié)奏，通過無人機(jī)技術(shù)，生活中的很多事情可以很方便地完成。對(duì)于無人機(jī)來說，將其使用好，使其為人民大眾而服務(wù)是一件極為關(guān)鍵的事。針對(duì)核心重要目標(biāo)劃設(shè)禁飛區(qū)域，不僅可以最大限度地保障公共安全，也是破解無人機(jī)監(jiān)管難題的一個(gè)有效"入口"，并成為逐步實(shí)行分級(jí)管理、促進(jìn)無人機(jī)發(fā)展的一種有效努力。

3.3 無人機(jī)的管理方案

無人機(jī)的管理要求是，嚴(yán)格用于愛好或娛樂用途，按照以社區(qū)為基礎(chǔ)的一套安全準(zhǔn)則和全國(guó)性的社區(qū)組織運(yùn)作，限制在不超過25Kg，不干擾任何載人飛機(jī)，只有在通知空中交通管制后才允許出現(xiàn)在機(jī)場(chǎng)5公里范圍內(nèi)。2016年6月21日，聯(lián)邦航空管理局公布了小型無人機(jī)系統(tǒng)（sUAS）的商業(yè)運(yùn)行規(guī)則，包括有效載荷在0.55至55磅（約250克至25千克）之間。商業(yè)運(yùn)行僅限于晴天，速度在100公里/小時(shí)以下，僅限于G類空域，不得飛越人員或從行駛的車輛運(yùn)行。為防止損傷人員，不允許在特殊照明或用于農(nóng)業(yè)、鐵路軌道檢查的非視線操作的夜間飛行。我國(guó)的《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)駕駛員管理暫行規(guī)定》，重量小于等于7千克的微型無人機(jī)，飛行范圍在目視距離半徑500米內(nèi)、相對(duì)高度低于120米范圍內(nèi)，不需要證照。

4.城市無人機(jī)的發(fā)展前景分析

制定禁飛策略是不夠的，首先沒有法律強(qiáng)大的約束性，其次也有不少人會(huì)存在僥幸心理，利用系統(tǒng)漏洞進(jìn)行危險(xiǎn)飛行行為。通過相關(guān)開發(fā)部門和技術(shù)人員的共同努力，無人機(jī)技術(shù)的可靠性將會(huì)有著長(zhǎng)足的發(fā)展，我國(guó)的智能化建設(shè)安全性將會(huì)得到更加切實(shí)的保障。在目前法律條款還不完善的情況下，公眾應(yīng)自覺加強(qiáng)無人機(jī)飛行的安全意思，合法、合理地使用無人機(jī)。目前無人機(jī)行業(yè)入行企業(yè)很多，全新的產(chǎn)業(yè)，需要新的制度進(jìn)行約束，以保證整個(gè)行業(yè)的有效持續(xù)發(fā)展。無人機(jī)安全監(jiān)控體系的建立和完善，離不開整體無人機(jī)企業(yè)與相關(guān)部門的共同努力與合作。無人機(jī)技術(shù)的也是我國(guó)工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵步驟，在智能化產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的這幾年，我國(guó)的無人機(jī)技術(shù)系統(tǒng)將憑借更加高效的自動(dòng)化管理，得到科學(xué)合理高速的發(fā)展。

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