2020年度中國民用無人機運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計

中國民航科學(xué)技術(shù)研究院

2016年10月民航局無人機云交換系統(tǒng)正式投入生產(chǎn)運行。截至目前，優(yōu)云、優(yōu)凱、北斗云、無憂云、極飛云等8家無人機云系統(tǒng)加入該系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和共享，有效數(shù)據(jù)從2017年1.2億條增至2020年的13.2億多條。本文對2020年度無人機運行數(shù)據(jù)進行收集、整理、統(tǒng)計和分析等大數(shù)據(jù)挖掘工作，旨在為局方、無人機廠商及無人機產(chǎn)業(yè)相關(guān)單位提供數(shù)據(jù)和規(guī)律參考。

無人機云交換系統(tǒng)自2016年10月正式投入運行以來，積累了大量運行數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)已應(yīng)用在低空安全運行支持等領(lǐng)域，得到局方、警方和通航公司的認可。從2017年1.2684億條數(shù)據(jù)上升到2020年的13.2012億條，擴張10倍多。由此可見，無人機運行數(shù)據(jù)的增長非?？捎^，對如此巨量的運行數(shù)據(jù)進行收集、整理、統(tǒng)計、分析等大數(shù)據(jù)挖掘工作，進而總結(jié)出我國無人機運行規(guī)律和特點，對推動我國無人機產(chǎn)業(yè)發(fā)展非常有必要。

在局方、無人機云系統(tǒng)服務(wù)提供商、無人機廠商及無人機用戶的共同努力下，無人機云系統(tǒng)的數(shù)據(jù)質(zhì)量、系統(tǒng)穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)上報的及時性均有很大提升，同時無人機運行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計方法和流程已逐步成熟。相較傳統(tǒng)航空器，無人機運行特點獨特，從技術(shù)角度可以對其進行大數(shù)據(jù)挖掘，從而為相關(guān)單位提供運行和決策支持。

表1 2020年度各云系統(tǒng)實際運行的無人機數(shù)量。

總體情況

按照《輕小無人機運行規(guī)定》（AC-91-31）的要求，無人機云系統(tǒng)需要實時記錄無人機的運行數(shù)據(jù)。為此，云交換系統(tǒng)按照每5秒的頻次，調(diào)用各云系統(tǒng)的接口程序，接收各云系統(tǒng)提供的實時數(shù)據(jù)并分發(fā)給其他系統(tǒng)。

2020年共有優(yōu)云、優(yōu)凱、北斗云、無憂云、極飛云等8家無人機云系統(tǒng)加入云交換系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和共享。為真實反映無人機運行情況，本文對數(shù)據(jù)進行篩查，并對有效數(shù)據(jù)進行了統(tǒng)計分析。

參與運行的無人機數(shù)量

圖1 2020年度各云系統(tǒng)運行無人機數(shù)量對比圖。

圖2 2020年度無人機云交換系統(tǒng)中無人機飛行小時月度統(tǒng)計。

截至2020年底，中國民用航空局（下稱民航局）實名登記系統(tǒng)已注冊無人機約52.36萬架，參與無人機云交換系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的無人機約4.5萬架，具體見表1，約占民航局實名登記系統(tǒng)所注冊無人機總數(shù)的8.6%。其中，各云系統(tǒng)注冊無人機通過無人機云交換系統(tǒng)與民航局實名登記系統(tǒng)校驗的數(shù)量，約占云交換系統(tǒng)中運行無人機總數(shù)的15.9%，比2019年同期增長6個百分點。

總運行數(shù)量

2020年各家云系統(tǒng)在云交換系統(tǒng)提供和共享有效數(shù)據(jù)為13.2億條，換算成飛行時間為183.35萬小時，比2019年增加39.25萬小時，是2019年的1.27倍。

本文首先將2020年度每個月的無人機運行數(shù)據(jù)量進行統(tǒng)計并作圖，具體見表2和圖2。

表2 2020年度無人機云交換系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換數(shù)量統(tǒng)計表。

無人機分類

本節(jié)主要統(tǒng)計2020年度在無人機云交換系統(tǒng)中獲取的各類型無人機運行數(shù)量，主要從無人機運行管理分類和無人機類型兩方面進行統(tǒng)計。

參照《輕小無人機運行規(guī)定》中的無人機運行管理分類見表4，首先對無人機運行管理分類中的各類型無人機2020年運行數(shù)量進行統(tǒng)計，并將其與2018年和2019年進行對比，相關(guān)信息見表5、圖4和圖5。

根據(jù)《輕小無人機運行規(guī)定》和民航行業(yè)標準《無人機云系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)規(guī)范》（MH/T 2011-2019）要求，對2020年度各類型無人機在云交換系統(tǒng)中的運行量進行統(tǒng)計。

表3 2020年度云交換系統(tǒng)中無人機云系統(tǒng)季度飛行小時統(tǒng)計表。

表4 無人機運行管理分類。

表5 2020年度各類無人機飛行小時統(tǒng)計表。

圖3 2020年度云交換系統(tǒng)中各無人機云飛行小時對比圖。

圖4 2020年度各類無人機運行數(shù)量占比圖。

圖5 近三年無人機運行管理分類中各類無人機運行數(shù)量百分比的對比圖。

統(tǒng)計結(jié)果顯示，在云交換系統(tǒng)中，多旋翼無人機占絕對主流，其2020年運行量占云交換系統(tǒng)總運行量的97.6%。從運行管理分類來看，V類即植保無人機的運行量最大，在2020年總運行量中占75%，與2019年同期相比，變化不大。由此可見，無人機云系統(tǒng)中運行的無人機類型比較穩(wěn)定，主要為多旋翼類型植保無人機。

表6 2020年度各類型無人機運行量統(tǒng)計表。

無人機運行高度

考慮到無人機云系統(tǒng)中注冊無人機以輕小型無人機為主，經(jīng)統(tǒng)計，2020年度運行高度≤120m的無人機占97.0%。本節(jié)首先對運行高度≤120m的運行數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并將其與2019年無人機運行高度分布進行對比，詳見圖7和圖8。

統(tǒng)計結(jié)果表明，云交換系統(tǒng)中2020年度運行高度≤5m的無人機飛行小時數(shù)占總飛行小時數(shù)的74.3%，運行高度≤15m的無人機飛行小時數(shù)占85.9%。運行高度＞120m的無人機飛行小時數(shù)占總飛行小時數(shù)的3.0%。

本節(jié)還對2019年和2020年運行高度≤120m的無人機運行高度分布進行了對比見圖8。

通過對比可知，這兩個年度的無人機運行高度分布大致類似，相比于2019年，2020年運行高度＜15m的無人機運行量占比更大，這與本文中該類型無人機運行量統(tǒng)計結(jié)論一致，即云交換系統(tǒng)中以多旋翼植保無人機為主。

無人機運行速度

現(xiàn)統(tǒng)計2020年度接入云交換系統(tǒng)的實時運行無人機的速度。為獲得更直觀的說明，本文按照范圍統(tǒng)計參與交換的數(shù)據(jù)，在統(tǒng)計圖表中，

1m/s表示云交換系統(tǒng)所接收的實時數(shù)據(jù)中，0＜速度≤1m/s的飛行小時；

2m/s表示云交換系統(tǒng)所接收的實時數(shù)據(jù)中，1m/s＜速度≤2m/s的飛行小時；

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

圖6 2020年度各類型無人機運行量占比圖。

圖7 2020年度無人機運行高度統(tǒng)計。

圖8 2019年度和2020年度無人機運行高度分布對比圖。

統(tǒng)計結(jié)果顯示，運行速度為0的無人機飛行小時數(shù)占總飛行小時數(shù)的10.8%，比2019年下降20個百分點。運行速度≤1m/s（不含等于0的）的無人機占總飛行小時數(shù)的38.8%，比2019年增加20百分點；運行速度在1m/s和5m/s之間（含5m/s）的無人機飛行小時數(shù)占54.0%，比2019增加近22個百分點。2020年度，幾乎所有參與交換的無人機運行速度均＜15m/s。

為獲得更直觀的統(tǒng)計，本文將運行速度≤15m/s的無人機運行速度的分布情況作圖予以說明，詳見圖10和圖11。

圖中可以看出，無人機云系統(tǒng)中注冊的絕大多數(shù)機型為多旋翼無人機，極少數(shù)為固定翼。

圖9 2020年度無人機運行速度統(tǒng)計。

圖10 2019年度和2020年度無人機運行速度對比圖。

無人機運行時段

圖11 2020年度無人機運行速度統(tǒng)計。

圖12 2019年和2020年無人機運行速度對比圖。

圖13 2020年度無人機運行時間分布。

以30min為時間間隔，對無人機運行時間進行統(tǒng)計，具體見圖13，圖中時間為北京時間。目前我國無人機運行主要在晝間運行。

2020年無人機運行的最高峰值出現(xiàn)在北京時間上午10點到11點30分之間，比2019年同期最高峰值錯后30min；同樣，2020年度無人機運行量在下午的峰值也比去年同期略錯后30min，出現(xiàn)在17點到17點30分時間段。

無人機運行區(qū)域

根據(jù)無人機運行區(qū)域熱力圖分析，在云交換系統(tǒng)注冊的無人機運行區(qū)域除中國外，還包括日本，韓國以及東南亞等國家和地區(qū)。

無人機淘汰率

依據(jù)《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規(guī)定》（AP-45-AA-2017-03）,自2017年6月1日 起，中國境內(nèi)最大起飛重量≥250g的民用無人機需進行實名登記，當無人機發(fā)生出售、轉(zhuǎn)讓、損毀、報廢、丟失等情況時，民用無人機擁有者應(yīng)及時通過民航局無人機實名登記系統(tǒng)注銷該無人機的信息。

根據(jù)輕小型無人機的實際運行情況，本文在2020年對云交換系統(tǒng)中無人機淘汰率進行統(tǒng)計。2019年第一季度在各無人機云系統(tǒng)中運行的無人機有83%未在2020年第一季度運行，而2019年第二季度、第三季度和第四季度分別有接近56%、59%和80%的無人機沒有出現(xiàn)在2020年相應(yīng)季度運行記錄中。

輕小型無人機有別于傳統(tǒng)有人駕駛航空器，其屬于快速消耗品，由于技術(shù)迭代和進步及產(chǎn)品破損等原因，其淘汰率很高。近幾年無人機淘汰率統(tǒng)計表明，2019年四個季度運行的無人機在2020年對應(yīng)時間段內(nèi)的淘汰率大幅降低，說明無人機的持續(xù)使用率有所上升。

總結(jié)與建議

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計來看，2020年初爆發(fā)的新型冠狀病毒肺炎疫情對無人機在多個行業(yè)的應(yīng)用產(chǎn)生了較大影響。在1至2月份，無人機運行量處于低位，隨著疫情趨于平穩(wěn)，春季大量植保無人機復(fù)工，3月份無人機運行量大幅回升，隨后無人機在各行各業(yè)的應(yīng)用恢復(fù)正常，2020年無人機運行數(shù)據(jù)量是2019年的1.27倍。由此可見，經(jīng)過多年發(fā)展，我國無人機應(yīng)用場景已經(jīng)逐步進入成熟階段，現(xiàn)有云系統(tǒng)中仍然以植保無人機為主，多旋翼占到絕大多數(shù)，這些無人機主要在15m以下運行且速度較低。統(tǒng)計結(jié)果顯示，目前輕小型無人機運行速度、高度、運行區(qū)域具有低空、低速和作業(yè)區(qū)域相對集中等顯著特性，與通用航空、運輸航空有著本質(zhì)區(qū)別。

無人機云系統(tǒng)作為我國民航乃至國際民航界較好的無人機運行管理方式之一，在為無人機用戶提供服務(wù)的同時，也為行業(yè)相關(guān)單位提供無人機運行數(shù)據(jù)，局方依據(jù)這些大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析結(jié)果，適時推出行業(yè)發(fā)展所需的相應(yīng)政策。未來，民航局民用無人駕駛航空器綜合管理平臺（UOM）建設(shè)工作的開展，將需要進一步加強無人機云系統(tǒng)和無人機云交換系統(tǒng)發(fā)展，局方支持無人機云系統(tǒng)持續(xù)擴大用戶規(guī)模，也鼓勵更多無人機運行信息系統(tǒng)加入云交換系統(tǒng)，希望這些系統(tǒng)根據(jù)《無人機云系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范》（MH/T 2011-2019）完善相應(yīng)系統(tǒng)功能，結(jié)合IT和5G等新技術(shù)應(yīng)用，為行業(yè)提供更好服務(wù)。

圖14 2019年度和2020年度無人機運行時間分布對比圖。

圖15 2019年度云交換系統(tǒng)中無人機的淘汰率。

圖16 近幾年無人機淘汰率對比圖。