從2018年無人機云數據看中國無人機的發展

柏藝琴/中國民航科學技術研究院

本文闡述了無人機云系統的批準情況和民航局無人機云交換系統的運行大數據的現狀，從交換系統中2018年無人機運行高度、速度、時間等維度對數據進行了統計分析，并與2017年的相關數據進行了對比展示，最后對無人機的運行區域進行了展示，本文首次在無人機運行領域統計民用無人機淘汰率。基于本文的統計結果，不僅可以滿足行業主管部門對無人機運行數據統計的需求，同時對掌握和了解我國無人機運行特征，探索更合適的無人機管理措施和健全無人機監管體制機制，也具有非常重要意義。

根據咨詢通告《輕小無人機運行規定（試行）》（AC-91-31）的要求，Ⅲ類以上無人機以及部分Ⅱ類無人機應接入無人機云系統，并實時上傳飛行數據，并通過民航局無人機云交換系統解決同一空域下注冊無人機互相可見的問題。本文對2018年參與無人機云數據交換和共享的無人機云系統中的無人機飛行數據進行了統計，并使用圖表對月度飛行小時數、無人機運行速度、運行高度、運行時段等進行統計和分析，同時還對無人機的各月份運行區域作圖以供政府機構、生產廠家和行業用戶參考。

無人機云系統

自2016年3月第一家無人機云系統獲取試運行資質以來，截止到2018年3月10日，民航局飛行標準司共批準了10家無人機云系統，其中現行有效的為9家（具體見表1），2018年新增5家，有2家更新了批準信。

表1 現行有效的無人機云系統清單

表2 已批準的無人機云系統中注冊無人機的數量統計表

圖1 2017年和2018年底各云系統中的無人機注冊數量對比圖

目前這些已批準試運行的無人機云系統均已實現了對無人機的實時監控，包括運營信息、位置、速度、高度、航向等，并且對侵入電子圍欄的無人機具有報警功能。部分無人機云系統還具有其他功能，例如無人機和無人機駕駛員的注冊登記，飛行計劃的在線申報、航行氣象服務、航空保險購買等功能。

無人機云系統經局方批準后，各家云服務提供商積極吸引無人機用戶加入云系統，表2列出的是2018年年底各無人機云系統中無人機的注冊數量，圖1是2017年和2018年底各云系統中的無人機注冊數量對比圖。

2018年7月，民航局無人機云交換系統與無人機實名登記系統實現正式對接。截止到2018年底，在民航局實名登記系統中注冊無人機約28.9萬架，參與無人機云交換系統進行數據交換的無人機共3.1萬架，約占實名登記系統中注冊無人機總量的10.7%，其中經通過無人機云交換系統實名登記校驗的無人機約占10.6%。

無人機云數據

2015年12月，中國民航局飛行標準司下發了咨詢通告《輕小無人機運行規定（試行）》（AC-91-31），該咨詢通告對Ⅲ類以上無人機以及部分Ⅱ類無人機提出了接入無人機云系統的要求。接入云系統的無人機應即時上傳飛行數據。為解決同一空域下注冊無人機互相可見的問題，民航局委托中國民航科學技術研究院開發了無人機云交換系統（以下簡稱交換系統），以供多家無人機云系統進行實時數據交換和共享。交換系統按照每5s調用各云系統的接口程序的頻次，接收各云系統提供的實時數據并分發給其他系統。

為了真實的反映無人機運行情況，必須對交換系統中獲取的無人機云數據進行篩查，僅對其中的有效數據進行統計分析。

（1）總體情況

2018年交換系統各家云系統提供的有效數據為71181萬條，換算成飛行時間為988625小時，比2017年增加了81.25萬小時，是2017年的5.6倍。

表3 2018年無人機云數據交換數量統計表

表4 2018年交換系統中無人機云系統季度飛行小時統計

圖2 2017年和2018年無人機云系統中無人機飛行小時統計

圖3 2018年交換系統中無人機云季度飛行小時分布圖

圖4 2018年交換系統中各云系統飛行小時對比圖

首先將每個月的無人機運行數據量進行了統計，并將2018年月度數據與2019年月飛行小時數據作圖對比，具體見表3和圖2。

2018年，中斗云、無憂云、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。同時，飛云在8月底云系統資質失效。表4對交換系統中2018年各云系統的季度飛行小時進行了統計，并作圖展示。

（2）無人機運行高度

考慮到在無人機云系統中注冊的無人機以輕小型無人機為主，經統計，運行高度在120m以下的占83.26%，本文首先對運行高度在120m以下（含120m）的運行數據進行統計，詳見圖5。

圖5 2018年無人機飛行高度統計（飛行小時）

圖6 2018年無人機運行速度統計（飛行小時）

圖7 2018年無人機運行速度統計（速度大于1m/秒的飛行小時）

通過統計發現，運行高度在5m（含5m）以下的無人機的飛行小時數占無人機總飛行小時數的32.71%，運行高度在10m（含10m）以下的無人機的飛行小時數占無人機總飛行小時數的39.99%，運行高度在15m（含15m）以下的無人機的飛行小時數占到了45.49%。運行高度大于120m的無人機飛行小時數占總飛行小時數的16.74%。

（3）無人機運行速度

現對接入交換系統的實時運行的無人機的速度進行統計。為了更為直觀，現對參與交換的數據，按照范圍統計，統計圖表中的：

1m/s，表示交換系統所接收的實時數據中，0＜速度≤1m/s的飛行小時；

2m/s，表示交換系統所接收的實時數據中，1m/s＜速度≤2m/s的飛行小時；

以此類推，50m/s，表示交換系統所接收的實時數據中，49m/s＜速度≤50m/s的飛行小時。

通過統計發現，運行速度為0 的無人機飛行小時數占總飛行小時數的62.37%，運行速度小于等于1m/s（含等于0的）的無人機占總飛行小時數的73.04%，運行速度小于等于5m/s的無人機飛行小時數占82.66%。

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

系統中數據多數來源于多旋翼無人機。部分數據來自固定翼無人機，其運行速度范圍多在30～50m/s之間。

（4）無人機運行時段

在此部分，此部分對無人機運行時間進行了統計，以30min為時間間隔，具體見圖8，并將2017年和2018年的數據對比作圖展示。圖表內的運行時間均為北京時間，從圖可見，目前我國的無人機運行主要是晝間運行。

圖8 2018年無人機運行時間分布（飛行小時）

圖9 2017年和2018年無人機運行時間對比圖（飛行小時）

2018年無人機運行的最高峰值出現在北京時間下午16點到16點30分這個時間段，比2017年推后了1h，上午的峰值在10點30分到11點，與2017年一致。

無人機運行區域

為了更為直觀的看到注冊于無人機云系統中的無人機運行區域，按月份繪制了無人機運行區域分布圖。由無人機運行區域熱力圖中可知，注冊于云系統的無人機已在除中國以外的國家和區域運行，包括日本，韓國以及東南亞等國家和地區。

圖10 2018年1月無人機運行區域熱力圖

圖11 2018年2月無人機運行區域熱力圖

圖12 2018年3月無人機運行區域熱力圖

圖13 2018年4月無人機運行區域熱力圖

圖14 2018年5月無人機運行區域熱力圖

圖15 2018年6月無人機運行區域熱力圖

圖16 2018年7月無人機運行區域熱力圖

圖17 2018年8月無人機運行區域熱力圖

圖18 2018年9月無人機運行區域熱力圖

圖19 2018年10月無人機運行區域熱力圖

圖20 2018年11月無人機運行區域熱力圖

圖21 2018年12月無人機運行區域熱力圖

圖22 2018年第一季度無人機運行分布圖

圖23 2018年第二季度無人機運行分布圖

圖24 2018年第三季度無人機運行分布圖

圖25 2018年第四季度無人機運行分布圖

圖26 2018年無人機運行區域熱點圖

圖27 2017年交換系統中無人機的淘汰率

無人機的淘汰率

依據《民用無人駕駛航空器實名制登記管理規定》（AP-45-AA-2017-03）,自2017年6月1日起，中國境內最大起飛重量為250g（含250g）的民用無人機需要進行實名登記，當無人機發生出售、轉讓、損毀、報廢、丟失等情況時，民用無人機擁有者應及時通過民航局“無人機實名登記系統”注銷該無人機的信息。

根據輕小無人機的實際運行情況，本文在2018年對交換系統中無人機使用的淘汰率進行了統計。根據無人機云交換系統獲取的實際運行無人機數據，2017年第一季度在各無人機云系統中運行的無人機有94%未在2018年第一季度實施運行，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%的無人機沒有再出現在2018年相應季度運行記錄中。

結語

本文通過無人機運行的大數據統計，對我國2017年和2018年度無人機月度飛行小時數、無人機運行速度、運行高度、運行時段、運行區域和淘汰率等數據進行了可視化分析。由上述圖表可知，120m以下的運行是目前無人機運行的主要模式，其速度、高度、運行區域都具有顯著特性，與通用航空、運輸航空有著本質的區別，因此需要更有針對性的管理措施。無人機云作為我國原創概念的無人機管理工具，在投入使用以來，我國無人機市場的表現來看，無人機云釋放了無人機市場的活力，運行小時快速增長，運行區域也覆蓋我國絕大多數經濟發達地區，有力的帶動了相關領域的國民經濟發展?！?/p>