從2018年無(wú)人機(jī)云數(shù)據(jù)看中國(guó)無(wú)人機(jī)的發(fā)展

柏藝琴/中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院

本文闡述了無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)的批準(zhǔn)情況和民航局無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)的運(yùn)行大數(shù)據(jù)的現(xiàn)狀，從交換系統(tǒng)中2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度、速度、時(shí)間等維度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，并與2017年的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比展示，最后對(duì)無(wú)人機(jī)的運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行了展示，本文首次在無(wú)人機(jī)運(yùn)行領(lǐng)域統(tǒng)計(jì)民用無(wú)人機(jī)淘汰率?；诒疚牡慕y(tǒng)計(jì)結(jié)果，不僅可以滿足行業(yè)主管部門對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的需求，同時(shí)對(duì)掌握和了解我國(guó)無(wú)人機(jī)運(yùn)行特征，探索更合適的無(wú)人機(jī)管理措施和健全無(wú)人機(jī)監(jiān)管體制機(jī)制，也具有非常重要意義。

根據(jù)咨詢通告《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定（試行）》（AC-91-31）的要求，Ⅲ類以上無(wú)人機(jī)以及部分Ⅱ類無(wú)人機(jī)應(yīng)接入無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)上傳飛行數(shù)據(jù)，并通過(guò)民航局無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)解決同一空域下注冊(cè)無(wú)人機(jī)互相可見的問題。本文對(duì)2018年參與無(wú)人機(jī)云數(shù)據(jù)交換和共享的無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并使用圖表對(duì)月度飛行小時(shí)數(shù)、無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度、運(yùn)行高度、運(yùn)行時(shí)段等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析，同時(shí)還對(duì)無(wú)人機(jī)的各月份運(yùn)行區(qū)域作圖以供政府機(jī)構(gòu)、生產(chǎn)廠家和行業(yè)用戶參考。

無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)

自2016年3月第一家無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)獲取試運(yùn)行資質(zhì)以來(lái)，截止到2018年3月10日，民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司共批準(zhǔn)了10家無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)，其中現(xiàn)行有效的為9家（具體見表1），2018年新增5家，有2家更新了批準(zhǔn)信。

表1 現(xiàn)行有效的無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)清單

表2 已批準(zhǔn)的無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中注冊(cè)無(wú)人機(jī)的數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

圖1 2017年和2018年底各云系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)注冊(cè)數(shù)量對(duì)比圖

目前這些已批準(zhǔn)試運(yùn)行的無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)均已實(shí)現(xiàn)了對(duì)無(wú)人機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，包括運(yùn)營(yíng)信息、位置、速度、高度、航向等，并且對(duì)侵入電子圍欄的無(wú)人機(jī)具有報(bào)警功能。部分無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)還具有其他功能，例如無(wú)人機(jī)和無(wú)人機(jī)駕駛員的注冊(cè)登記，飛行計(jì)劃的在線申報(bào)、航行氣象服務(wù)、航空保險(xiǎn)購(gòu)買等功能。

無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)經(jīng)局方批準(zhǔn)后，各家云服務(wù)提供商積極吸引無(wú)人機(jī)用戶加入云系統(tǒng)，表2列出的是2018年年底各無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)的注冊(cè)數(shù)量，圖1是2017年和2018年底各云系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)注冊(cè)數(shù)量對(duì)比圖。

2018年7月，民航局無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)與無(wú)人機(jī)實(shí)名登記系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)正式對(duì)接。截止到2018年底，在民航局實(shí)名登記系統(tǒng)中注冊(cè)無(wú)人機(jī)約28.9萬(wàn)架，參與無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的無(wú)人機(jī)共3.1萬(wàn)架，約占實(shí)名登記系統(tǒng)中注冊(cè)無(wú)人機(jī)總量的10.7%，其中經(jīng)通過(guò)無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)實(shí)名登記校驗(yàn)的無(wú)人機(jī)約占10.6%。

無(wú)人機(jī)云數(shù)據(jù)

2015年12月，中國(guó)民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司下發(fā)了咨詢通告《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定（試行）》（AC-91-31），該咨詢通告對(duì)Ⅲ類以上無(wú)人機(jī)以及部分Ⅱ類無(wú)人機(jī)提出了接入無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)的要求。接入云系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)應(yīng)即時(shí)上傳飛行數(shù)據(jù)。為解決同一空域下注冊(cè)無(wú)人機(jī)互相可見的問題，民航局委托中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院開發(fā)了無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱交換系統(tǒng)），以供多家無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換和共享。交換系統(tǒng)按照每5s調(diào)用各云系統(tǒng)的接口程序的頻次，接收各云系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并分發(fā)給其他系統(tǒng)。

為了真實(shí)的反映無(wú)人機(jī)運(yùn)行情況，必須對(duì)交換系統(tǒng)中獲取的無(wú)人機(jī)云數(shù)據(jù)進(jìn)行篩查，僅對(duì)其中的有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

（1）總體情況

2018年交換系統(tǒng)各家云系統(tǒng)提供的有效數(shù)據(jù)為71181萬(wàn)條，換算成飛行時(shí)間為988625小時(shí)，比2017年增加了81.25萬(wàn)小時(shí)，是2017年的5.6倍。

表3 2018年無(wú)人機(jī)云數(shù)據(jù)交換數(shù)量統(tǒng)計(jì)表

表4 2018年交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)季度飛行小時(shí)統(tǒng)計(jì)

圖2 2017年和2018年無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)統(tǒng)計(jì)

圖3 2018年交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)云季度飛行小時(shí)分布圖

圖4 2018年交換系統(tǒng)中各云系統(tǒng)飛行小時(shí)對(duì)比圖

首先將每個(gè)月的無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并將2018年月度數(shù)據(jù)與2019年月飛行小時(shí)數(shù)據(jù)作圖對(duì)比，具體見表3和圖2。

2018年，中斗云、無(wú)憂云、知翼云和極飛云分別在3月、6月、8月和9月正式加入了交換系統(tǒng)。同時(shí)，飛云在8月底云系統(tǒng)資質(zhì)失效。表4對(duì)交換系統(tǒng)中2018年各云系統(tǒng)的季度飛行小時(shí)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，并作圖展示。

（2）無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度

考慮到在無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中注冊(cè)的無(wú)人機(jī)以輕小型無(wú)人機(jī)為主，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，運(yùn)行高度在120m以下的占83.26%，本文首先對(duì)運(yùn)行高度在120m以下（含120m）的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見圖5。

圖5 2018年無(wú)人機(jī)飛行高度統(tǒng)計(jì)（飛行小時(shí)）

圖6 2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)（飛行小時(shí)）

圖7 2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)（速度大于1m/秒的飛行小時(shí)）

通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行高度在5m（含5m）以下的無(wú)人機(jī)的飛行小時(shí)數(shù)占無(wú)人機(jī)總飛行小時(shí)數(shù)的32.71%，運(yùn)行高度在10m（含10m）以下的無(wú)人機(jī)的飛行小時(shí)數(shù)占無(wú)人機(jī)總飛行小時(shí)數(shù)的39.99%，運(yùn)行高度在15m（含15m）以下的無(wú)人機(jī)的飛行小時(shí)數(shù)占到了45.49%。運(yùn)行高度大于120m的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占總飛行小時(shí)數(shù)的16.74%。

（3）無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度

現(xiàn)對(duì)接入交換系統(tǒng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行的無(wú)人機(jī)的速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為了更為直觀，現(xiàn)對(duì)參與交換的數(shù)據(jù)，按照范圍統(tǒng)計(jì)，統(tǒng)計(jì)圖表中的：

1m/s，表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，0＜速度≤1m/s的飛行小時(shí)；

2m/s，表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，1m/s＜速度≤2m/s的飛行小時(shí)；

以此類推，50m/s，表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，49m/s＜速度≤50m/s的飛行小時(shí)。

通過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行速度為0 的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占總飛行小時(shí)數(shù)的62.37%，運(yùn)行速度小于等于1m/s（含等于0的）的無(wú)人機(jī)占總飛行小時(shí)數(shù)的73.04%，運(yùn)行速度小于等于5m/s的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占82.66%。

為了更為直觀，本部分將運(yùn)行速度占比較大的0m/s和1m/s去掉，作圖展示，詳見圖7。

系統(tǒng)中數(shù)據(jù)多數(shù)來(lái)源于多旋翼無(wú)人機(jī)。部分?jǐn)?shù)據(jù)來(lái)自固定翼無(wú)人機(jī)，其運(yùn)行速度范圍多在30～50m/s之間。

（4）無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)段

在此部分，此部分對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，以30min為時(shí)間間隔，具體見圖8，并將2017年和2018年的數(shù)據(jù)對(duì)比作圖展示。圖表內(nèi)的運(yùn)行時(shí)間均為北京時(shí)間，從圖可見，目前我國(guó)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行主要是晝間運(yùn)行。

圖8 2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間分布（飛行小時(shí)）

圖9 2017年和2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間對(duì)比圖（飛行小時(shí)）

2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行的最高峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間下午16點(diǎn)到16點(diǎn)30分這個(gè)時(shí)間段，比2017年推后了1h，上午的峰值在10點(diǎn)30分到11點(diǎn)，與2017年一致。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域

為了更為直觀的看到注冊(cè)于無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域，按月份繪制了無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域分布圖。由無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖中可知，注冊(cè)于云系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)已在除中國(guó)以外的國(guó)家和區(qū)域運(yùn)行，包括日本，韓國(guó)以及東南亞等國(guó)家和地區(qū)。

圖10 2018年1月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖11 2018年2月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖12 2018年3月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖13 2018年4月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖14 2018年5月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖15 2018年6月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖16 2018年7月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖17 2018年8月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖18 2018年9月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖19 2018年10月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖20 2018年11月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖21 2018年12月無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖

圖22 2018年第一季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行分布圖

圖23 2018年第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行分布圖

圖24 2018年第三季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行分布圖

圖25 2018年第四季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行分布圖

圖26 2018年無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱點(diǎn)圖

圖27 2017年交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)的淘汰率

無(wú)人機(jī)的淘汰率

依據(jù)《民用無(wú)人駕駛航空器實(shí)名制登記管理規(guī)定》（AP-45-AA-2017-03）,自2017年6月1日起，中國(guó)境內(nèi)最大起飛重量為250g（含250g）的民用無(wú)人機(jī)需要進(jìn)行實(shí)名登記，當(dāng)無(wú)人機(jī)發(fā)生出售、轉(zhuǎn)讓、損毀、報(bào)廢、丟失等情況時(shí)，民用無(wú)人機(jī)擁有者應(yīng)及時(shí)通過(guò)民航局“無(wú)人機(jī)實(shí)名登記系統(tǒng)”注銷該無(wú)人機(jī)的信息。

根據(jù)輕小無(wú)人機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，本文在2018年對(duì)交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)使用的淘汰率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)。根據(jù)無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)獲取的實(shí)際運(yùn)行無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)，2017年第一季度在各無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中運(yùn)行的無(wú)人機(jī)有94%未在2018年第一季度實(shí)施運(yùn)行，而2017年第二季度、第三季度和第四季度分別有接近93%、90%和94%的無(wú)人機(jī)沒有再出現(xiàn)在2018年相應(yīng)季度運(yùn)行記錄中。

結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)無(wú)人機(jī)運(yùn)行的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)我國(guó)2017年和2018年度無(wú)人機(jī)月度飛行小時(shí)數(shù)、無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度、運(yùn)行高度、運(yùn)行時(shí)段、運(yùn)行區(qū)域和淘汰率等數(shù)據(jù)進(jìn)行了可視化分析。由上述圖表可知，120m以下的運(yùn)行是目前無(wú)人機(jī)運(yùn)行的主要模式，其速度、高度、運(yùn)行區(qū)域都具有顯著特性，與通用航空、運(yùn)輸航空有著本質(zhì)的區(qū)別，因此需要更有針對(duì)性的管理措施。無(wú)人機(jī)云作為我國(guó)原創(chuàng)概念的無(wú)人機(jī)管理工具，在投入使用以來(lái)，我國(guó)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的表現(xiàn)來(lái)看，無(wú)人機(jī)云釋放了無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的活力，運(yùn)行小時(shí)快速增長(zhǎng)，運(yùn)行區(qū)域也覆蓋我國(guó)絕大多數(shù)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，有力的帶動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展?！?/p>