中美無人機物流配送運行審定發展路徑分析

劉菲

1.中國民航管理干部學院

2.浙江省通用航空運行技術研究重點實驗室

無人機物流配送是未來空中交通與運輸的重要組成部分，采用中小型無人機以超視距、自動化方式運行，運行區域人口密度較高。作為一種新的運行場景，中美民航主管部門將其作為重點探索方向，積極推進運行風險評估及監管模式的探索。本文對現有中美無人機物流配送企業運行審定情況進行總結，深入分析中美民航運行審定發展路徑的相似性與差異性，對中國無人機物流配送運行審定提出建議，為我國無人機運行監管提供參考。

新冠疫情給全球經濟發展帶來了前所未有的沖擊，但極大增強了無人配送的社會認可度。使用小型、中型無人機進行短程包裹遞送，能避開日益擁堵的地面交通，為用戶提供便捷、快速、無接觸的服務，部分用戶也愿意為此支付溢價。目前看來，無人機物流配送市場具有發展潛力且能夠較快實現大規模商用。以美團為例，2020年全國外賣訂單總量171．2億，若其中5%轉為無人機配送，每單運費10元計算，年度市場規模可達百億元。

無人機物流配送發展需要各參與方共同克服技術、法律法規和運行的挑戰，中國民用航空局（CAAC）、美國聯邦航空管理局（FAA）作為中美民用航空的主管部門，正在積極開展引領、探索和創新工作，已將無人機物流配送運行場景作為重點試點項目，探索可接受的安全目標、監管模式及新的規章標準。

圖1 杭州送吧無人機物流配送示意圖。

中美無人機物流配送運營商概況

為實現安全、高效、有序的物流配送，無人機通常采用超視距（BVLOS）、自動化、固定航線運行模式。相較農林植保、能源勘察等應用場景，物流配送運行程序更加復雜，運行風險較高。中國民用航空局通過特定類試運行試點項目，2019年10月向杭州送吧物流科技有限公司（下稱杭州送吧）版發了《特定類無人機試運行批準函》。美國聯邦航空管理局通過融合試點項目（Integration Pilot Program，IPP），分別于2019年4月、10月向翼航空（Wing Aviation LCC）、UFF（UPS Flight Forward INC，UFF）兩家公司頒發了135部標準運行合格證，2020年8月底亞馬遜服務公司（Amazon．com Services LLC）也獲得了135部標準運行合格證。

杭州送吧

杭州送吧使用小型無人機在杭州市濱江區、余杭區開展醫療急救用品運輸及同城即時配送服務，已完成2萬多架次飛行測試。通過運行風險評估和運行驗證，中國民用航空局認為，在復雜城市環境下杭州送吧無人機物流配送的安全運行水平滿足局方要求，2019年10月中國民用航空局向杭州送吧版發了《特定類無人機試運行批準函》，有效期一年。經過一年試運行后，2020年10月杭州送吧累計安全飛行約5000架次，中國民用航空局批準了杭州送吧提交的延長試運行期限及增加航線的申請。

翼航空公司

阿爾法貝（Alphabet）子公司翼航空（Wing Aviation）成立于2012年，該公司無人機已經在美國、澳大利亞、芬蘭安全飛行超過10萬架次。2016年翼航空與弗吉尼亞理工大學的中大西洋航空合作組織（Mid-Atlantic Aviation Partnership, MAAP）測試基地合作，開始在校園為師生提供送餐服務，MAAP測試基地是美國聯邦航空管理局指定的無人機測試基地之一。2019年10月翼航空獲得135部標準運行合格證，可在白天采用超視距運行方式為弗吉尼亞克里斯琴斯堡（Christiansburg）社區運送食品和非處方藥品，但要求一名遠程駕駛員一次最多操縱5架無人機，通過與沃爾格林（Walgreens）、聯邦快遞（FedEx Express）和當地一家糖果店合作，翼航空已經為居民提供了200多次配送服務。

在運行風險評估過程中，翼航空認為無人機平臺是安全運行的關鍵因素，從降低地面風險角度考慮，“蜂鳥”（Hummingbird）V2-7000無人機機身采用了輕質柔性結構，電池、電機、導航系統等關鍵部件采用冗余設計，并對地面第三方碰撞進行充分仿真與試驗測試。

UFF公司

UPS子公司UFF使用瑪特納（Matternet）公司M2-V9無人機，一直在為北卡羅來納州羅利市韋克莫德（WakeMed）醫院運送醫療用品，如血液與檢測樣本。UFF充分借鑒UPS貨運航空運行經驗，并建立較為完善的運行管理體系，取得了135部標準運行合格證，允許UFF在已批準的航線開展超視距運行，在人群上空及夜間運行，且可運輸重量超過25kg的貨物，但要求每次飛行只能由一名遠程駕駛員操縱無人機。截至2020年10月，UFF已經為4500多名患者提供了1000多次醫療用品配送服務。

表2 “蜂鳥” V2-7000技術參數。

圖2 翼航空與聯邦快遞合作，使用“蜂鳥”V2-7000無人機配送貨物。

亞馬遜服務公司

亞馬遜服務公司從2013年開始研發與測試物流無人機，組建了一支實力雄厚的研發團隊，投入使用的“亞馬遜”MK27無人機可垂直起降，攜帶2．27kg貨物能飛行28km，并已進入型號審定階段，相應適航標準已于2020年底完成征求。

亞馬遜服務公司無人機物流配送概念如圖3所示，能實現客戶下單30min后交付包裹，主要在低人口密度地區運行，擴展運行區域需要向美國聯邦航空管理局提交運行計劃，以及必要的風險緩解措施，經美國聯邦航空管理局評估通過后才能夠獲得許可。

圖3 無人機為韋克莫德醫院運送醫療用品。

申請審批流程分析

中小型無人機物流配送主要在真高120m以下空域運行，機上不載人，運行危害主要來源于與地面第三方及其他空域中的用戶發生碰撞，與傳統航空運輸有著不同的風險點與緩控措施，這決定了現有監管體系并不完全適用于無人機。因此，如何對這類運行申請進行審定，中國民用航空局與美國聯邦航空管理局結合本國國情，選擇了不同發展路徑，雖然具體實施方式不同，但都是從三個方面開展相應工作，即合作開展試點項目，突破現有規章要求，開展運行風險評估。

中國試點項目

圖4 亞馬遜服務公司無人機物流配送概念圖。

中國民用航空局在2017年首先開展了無人機物流配送經營許可試點項目，嘗試建立符合無人機特點的差異化運行標準和監管模式。試點項目批準順豐科技有限公司（下稱順豐科技）、西安京東天鴻科技有限公司（下稱京東天鴻）分別在江西贛南、陜西開展無人機物流配送，在贛南試點，根據無人機運行特點，中國民用航空華東地區管理局指導順豐科技完成了適航標準、運行、人員資質等標準起草工作，向順豐科技頒發了經營許可與運行許可雙證合一的“運營許可證”；在陜西試點，中國民用航空西北地區管理局向京東天鴻頒發“民用無人駕駛航空器經營許可證”，批準該公司在陜西全域使用無人機開展物流配送經營性活動。

在前期試點經驗基礎上，2019年中國民用航空局發布了《特定類無人機試運行管理規程（暫行）》（AC-92-2019-1），將中國國情與《特定類運行風險評估方法》（Specific Operation Risk Assessmen, SORA）進行結合，提出特定類運行合格審定的申請審批流程與要求，這是中國民用航空局深入開展民用無人機運行監管的重要一步，確定了“面向運行場景，基于運行風險，分級分類”的監管理念。杭州送吧首先被選為城市無人機物流配送試點單位，中國民用航空局組建了試運行審定專家組，依據咨詢通告完成審定工作。

美國試點項目

2017年10月至2020年10月，美國聯邦航空管理局通過融合試點項目與九個州政府、地方政府和其他政府建立合作，主要參與者隨后與無人機制造商、運營商、服務企業合作，開展多種高級運行測試和評估，協助美國運輸部（USDOT）和美國聯邦航空管理局制定新的規則，以支持更復雜的無人機運行。翼航空、UPS分別在弗吉尼亞州、北卡羅來納州參與了美國聯邦航空管理局融合試點項目，成為第一批驗證本公司運行概念的運營商。

2020年10月融合試點項目結束，美國聯邦航空管理局啟動了“超越”（BEYOND）項目，繼續與融合試點項目的九家參與者中的八家開展合作。“超越”項目側重于在既定運行規則下開展試點，收集數據以制定基于安全績效的標準，深入了解社區和社區利益，收集和處理公眾反饋，簡化無人機融入國家空域運行的審批流程。

運行合格審定依據

運行合格審定是對取酬飛行活動的授權，必須按照相應法規執行，中美形成了不同的無人機法規發展路線。

中國民用航空局提出建立獨立、適用的無人機管理法規體系，制定《民用無人機安全管理規則》（CCAR 92），對無人機適航、運行、飛行標準、空中交通管理等進行頂層統籌，詳細要求以規范性文件形式嵌入監管法規框架并先于規章發布，便于及時更新要求，保持監管與技術發展同步。

美國聯邦航空管理局采用嚴格的規章制度來保證國家空域安全，由低風險到高風險逐步授權無人機融入國家空域運行，同步修訂、完善現有規章體系，而不具備標準適航證、不滿足14 CFR 107部要求的商業運行，應向美國聯邦航空管理局申請許可，美國聯邦航空管理局依據美國法典49 USC 44807條款進行運行風險評估與授權。

由此可知，中美中小型無人機物流配送運行合格審定所依據的法律法規層次不同，批準許可形式不同，但都對現有法規進行了突破。

中國民用航空局依據的AC-92-2019-1是CCAR 92部的咨詢通告，局方向通過審定的運營商頒發批準函及運行規范。

在美國，按照14 CFR 119部和135部進行運行合格審定，是無人機開展超視距物流配送商業運營的唯一途徑，美國聯邦航空管理局依據法典49 USC 44807，對14 CFR 91部和135部中物流配送運行不適用、不滿足的條款進行豁免，基于運行風險明確運行限制，向通過審定的運營商頒發運行合格證及運行規范。

運行風險管理

中美民航部門均要求中小型物流無人機運營商在申請運行許可時提供運行風險評估報告和相應的證明材料，以便監管方能夠判斷最終運行風險等級是否可以接受。企業在這一過程中，可以充分了解運行風險及其危險程度和可能性，制定緩解措施，判斷剩余風險，進一步改進無人機研發制造，改進運行程序。

中美民航部門推薦了不同的風險評估方法，針對中小型無人機物流配送，中國民用航空局選用了特定類風險評估方法，美國聯邦航空管理局在原有安全風險管理(Safety Risk Management，SRM)基礎上補充了無人機內容。相比傳統的運行風險評估方法，對于沒有安全管理經驗的無人機運營人更容易接受《特定類運行風險評估方法》，中國民用航空局將本土化評估流程放到了AC-92-2019-1附件中。美國聯邦航空管理局對無人機安全風險管理進行了總結，并于2019年10月發布了《無人機安全風險管理指令》（ORDER 8040．6）（《Unmanned Aircraft Systems Safety Risk Management Policy》），針對所有無人機運行許可申請，該文件規定了美國聯邦航空管理局各相關部門職責、協調機制和流程，并在附件D中給出風險分析表格與樣例。

相關建議

將無人機物流配送這一類新業態納入監管框架，對中美來說都是挑戰。監管方與申請人都希望運行許可申請審批能夠擺脫試點的模式，有明確的運行安全目標要求，有更長期、更透明的規章來規范和指導運行。目前中國民用航空局、美國聯邦航空管理局在這一領域仍在積極推進探索，進度相當，申請審批路徑相似，相比而言，中國民用航空局既有優勢也有略勢，如表3所示。總體而言，中國民用航空局法規制定進度已滯后于美國聯邦航空管理局，除可借鑒美國聯邦航空管理局相關具體規則外，也應借鑒其各方資源的統籌協調、有序推進試點成果輸出、持續安全監管經驗。

表3 中美中小型無人機物流配送試點進展對比。

不斷積累運行數據，充分發揮各參與方作用

中國民用航空局將為空域新用戶創造運行條件和監管環境，促進無人機產業發展，保障無人機運行安全，通過試點項目將地方政府、運營商、制造商等各參與方聯系在一起，共同探索運營模式、開展安全運行測試與評估。無人機完成一次配送，除運營人的運行控制，還需要起降場地、通信基站、精確導航等基礎設施支持，通常需要地方政府對其進行規劃、建設與管理，營造安全可靠的運行環境。同樣，如果公眾對無人機在周圍環境的運行感到不安全，擔憂噪聲及對日常生活隱私的影響，將直接限制無人機物流配送的商用發展，需要地方政府及社區進行相應宣傳引導，制定管理辦法與標準。

美團、京東、順豐、中國郵政、蘇寧、中通等國內電商、物流企業都在開展中小型物流無人機飛行測試，需要中國民用航空局為參與方提供信息共享、交流合作平臺，提高社會影響力與關注度。隨著企業不斷發展和面臨競爭，為充分使用有限的空域、基礎設施資源，行業通用規則、標準制定日漸重要，關鍵參與者為建立市場準入門檻，都在積極參與、推動國際國內相關標準制定。此外，地方政府在促進產業發展方面發揮著關鍵作用，可以提供多種政策扶持與資金保障，扶植具有廣闊市場前景與社會價值的產業穩步發展。

調整傳統監管思路，統籌推進規則、標準制定

在獲得運行合格證前，民航部門要求企業必須確保有人機已經成熟定型，但無人機通常在投入使用后不斷進行軟件和部件更新，如果套用有人機運行合格審定思路，將導致監管嚴重滯后于無人機技術的發展。美國聯邦航空管理局已意識到這個問題，改進其內部流程，以便在現行規則下讓越來越多的無人機能運行，同時與制造商合作，共同應對技術挑戰，如開發遠程身份識別和可靠的機載感知與規避系統，以便在啟用更復雜的運行之前解決關鍵問題，保障運行安全。

中國民用航空局已經在空中交通管理、適航管理、駕駛員管理、運行管理等方面頒布了一系列規范性文件，但適用于無人機物流配送的文件卻較少，雖然企業主持、參與制定了多個行業或團體標準，但針對運行合格審定符合性驗證的可用標準卻較少。

美國聯邦航空管理局已經更新到第三版無人機融入國家空域發展路線圖，分階段有序推進法規、標準制定，無人機物流配送實行分階段分等級按135部許可，無人機運行合格證類型分為四個等級，規則、標準在框架內按需制定。

加強持續安全監管，保障運行安全

杭州送吧試運行仍在進行中，2020年已申請延長運行期限和擴展多條航線，隨著運行量的增加，需要中國民用航空局規范、完善安全監管制度。2019年4月，美國聯邦航空管理局完成了第一批135部審定后，11月發布《135部無人機運營人航空器、設施與程序的檢查與監督》（N 8900．527）（《Monitor and Inspect a Part 135 UAS Operator’s Aircraft, Facilities, and Procedures》）通告，為安全監察員提供135部運營人監察補充說明和指南，規定了不同于有人機的檢查項目，并要求主任維修監察員和主任航電監察員提交檢查結果。借鑒美國聯邦航空管理局的安全監管經驗，建議中國民用航空局結合實際情況，進一步落實《特定類無人機試運行管理規程（暫行）》（AC-92-2019-1）中的“6．5檢查和監察的實施”條款，即落實監察人員、檢查項目、檢查頻次要求，明確檢查報告機制。