2021年中國(guó)民用無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

柏藝琴

中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院

中國(guó)民用航空局無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)自2016年10月正式投入運(yùn)行以來(lái)，積累了大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，有效數(shù)據(jù)從1.2億條增至13.2億多條。本文對(duì)2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、整理、統(tǒng)計(jì)和分析等大數(shù)據(jù)挖掘工作，旨在為局方、無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)相關(guān)方提供數(shù)據(jù)和規(guī)律參考。

截至目前，優(yōu)云、優(yōu)凱、北斗云、無(wú)憂云、極飛云等8家無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)通過(guò)無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)（下稱交換系統(tǒng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和共享。交換系統(tǒng)積累的大量運(yùn)行數(shù)據(jù)已經(jīng)應(yīng)用在低空運(yùn)行安全支持等領(lǐng)域，得到局方、警方和通航公司的肯定。本文對(duì)交換系統(tǒng)中存儲(chǔ)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行大數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，僅對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

在局方、無(wú)人機(jī)云服務(wù)提供商、無(wú)人機(jī)廠商及無(wú)人機(jī)用戶的共同努力下，無(wú)人機(jī)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(bào)的及時(shí)性都有了很大的進(jìn)步，同時(shí)對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)方法和流程已逐步成熟。相對(duì)于傳統(tǒng)航空器來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)運(yùn)行具有獨(dú)特的特點(diǎn)，從技術(shù)角度可以對(duì)其進(jìn)行大數(shù)據(jù)挖掘，從而為相關(guān)方提供運(yùn)行和決策支持。

總體情況

按照《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定（暫行）》（AC-91-31）的要求，無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)須要實(shí)時(shí)記錄無(wú)人機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。為此，交換系統(tǒng)按照每5s調(diào)用一次各云系統(tǒng)接口程序的頻率，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)。

在優(yōu)云、優(yōu)凱、北斗云、無(wú)憂云、極飛云等8家無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中，北斗云由于無(wú)人機(jī)運(yùn)行量較少，按照要求，2021年下半年暫停數(shù)據(jù)交換，中科天網(wǎng)第四季度由于系統(tǒng)升級(jí)，沒(méi)有數(shù)據(jù)上報(bào)。為真實(shí)地反映無(wú)人機(jī)運(yùn)行情況，本文對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了篩查，并對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

參與運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量

根據(jù)2022年全國(guó)民航工作會(huì)議公布的信息，截至2021年底，在中國(guó)民用航空局實(shí)名登記系統(tǒng)（下稱實(shí)名登記系統(tǒng)）注冊(cè)的無(wú)人機(jī)約83萬(wàn)架。統(tǒng)計(jì)信息顯示，在無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)中，參與數(shù)據(jù)交換的無(wú)人機(jī)約4.3萬(wàn)架（見表1），數(shù)量略低于2020年，約占實(shí)名登記系統(tǒng)中注冊(cè)無(wú)人機(jī)總量的8.6%。其中，通過(guò)無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)與實(shí)名登記系統(tǒng)進(jìn)行校驗(yàn)的各云系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)，約占交換系統(tǒng)中運(yùn)行無(wú)人機(jī)總量的15.9%，比2021年同期略有降低。

表1 2021年各云系統(tǒng)中實(shí)際運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量。

總運(yùn)行量

2021年，交換系統(tǒng)中的各云系統(tǒng)提供有效數(shù)據(jù)10.3億條，換算成飛行時(shí)間共143.55萬(wàn)小時(shí)，比2020年減少39.8萬(wàn)小時(shí)，與2019年基本持平。2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)詳見表2 。

表2 2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表。

無(wú)人機(jī)類別

本部分主要統(tǒng)計(jì)從2021年無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)中獲取的各類型無(wú)人機(jī)運(yùn)行量，分別對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類別和無(wú)人機(jī)類型進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

參照《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定（暫行）》（AC-91-31）對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理分類的要求，首先對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類別下的各類無(wú)人機(jī)在2021年的運(yùn)行量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將其與2019年和2020年數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，詳見圖2。

圖1 2021年交換系統(tǒng)中各無(wú)人機(jī)云飛行小時(shí)對(duì)比圖。

圖2 近三年各無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類別的運(yùn)行量占比圖。

表3 2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類別下的各類無(wú)人機(jī)運(yùn)行量統(tǒng)計(jì)表。

表4 2021年各類型無(wú)人機(jī)運(yùn)行量統(tǒng)計(jì)表。

根據(jù)《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定（暫行）》（AC-91-31）和民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)規(guī)范》（MH/T 2011-2019）要求，現(xiàn)對(duì)2021年各類型無(wú)人機(jī)在交換系統(tǒng)中的運(yùn)行量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在交換系統(tǒng)中，多旋翼無(wú)人機(jī)的運(yùn)行量最大，其2021年運(yùn)行量占交換系統(tǒng)總運(yùn)行量的96.2%。運(yùn)行管理分類中的V類無(wú)人機(jī)是植保無(wú)人機(jī)，其運(yùn)行量最大，占2021年總運(yùn)行量的57.5%，比2020年降低了28%；而III類無(wú)人機(jī)的運(yùn)行量占18.1%，比2020年增加6%。

由此可見，在無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中運(yùn)行的主要無(wú)人機(jī)類型為多旋翼植保無(wú)人機(jī)，但I(xiàn)II類無(wú)人機(jī)運(yùn)行量的占比較2020年略微增加。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度

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＜120m的無(wú)人機(jī)占96.5%。本節(jié)首先對(duì)運(yùn)行高度≤120m的無(wú)人機(jī)在2021年的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將其與2020年無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度分布進(jìn)行對(duì)比，詳見圖3。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年，交換系統(tǒng)中運(yùn)行高度≤5m的無(wú)人機(jī)，其飛行小時(shí)在總飛行小時(shí)中占56.7%，比2020年降低約17%；運(yùn)行高度≤15m的無(wú)人機(jī)，其飛行小時(shí)占總飛行小時(shí)的76.5%。運(yùn)行高度＞120m的無(wú)人機(jī)，其飛行小時(shí)占總飛行小時(shí)的3.5%。

由圖3可知，2020年和2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度分布大致類似。相比于2020年，運(yùn)行高度＜15m的無(wú)人機(jī)，其2021年運(yùn)行量占比有所下降，這與前文有關(guān)多旋翼無(wú)人機(jī)運(yùn)行量的統(tǒng)計(jì)結(jié)論一致，即無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中仍以多旋翼植保無(wú)人機(jī)為主。

圖3 2020年與2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度對(duì)比圖。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度

現(xiàn)對(duì)2021年交換系統(tǒng)中實(shí)時(shí)運(yùn)行的無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。本文按照范圍對(duì)參與交換的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，在統(tǒng)計(jì)圖表中，

1m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，0m/s＜運(yùn)行速度≤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＜運(yùn)行速度≤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＜運(yùn)行速度≤50m/s的飛行小時(shí)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，運(yùn)行速度為0m/s的無(wú)人機(jī)，其飛行小時(shí)占總飛行小時(shí)的13.5%，比2020年小幅上升，增加約3%。運(yùn)行速度≤1m/s的無(wú)人機(jī)，其飛行小時(shí)占47.5%，比2020年增加約8%；1m/s＜運(yùn)行速度≤5m/s的無(wú)人機(jī)，其飛行小時(shí)占22.3%，比2020減少近23%。2021年幾乎所有參與交換的無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度均＜15m/s，與2020年類似。

無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中注冊(cè)的絕大多數(shù)無(wú)人機(jī)以低速運(yùn)行，多旋翼無(wú)人機(jī)數(shù)量最多，其次是固定翼無(wú)人機(jī)。

現(xiàn)將運(yùn)行速度≤15m/s的無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度分布做圖予以展示，詳見圖4。

圖4 2020年與2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度對(duì)比圖（運(yùn)行速度≤15m/s的飛行小時(shí)）。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)段

此部分對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以30min為時(shí)間間隔。圖5中的時(shí)間為北京時(shí)間。

圖5 2020年與2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間分布對(duì)比圖。

2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行的最高峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間9：00—9：30，即上午峰值，比2020年最高峰值提前1h。同樣，2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行的下午峰值出現(xiàn)在17：30—18：00，比去年略錯(cuò)后30min。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域

根據(jù)無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域熱力圖提供的信息，云系統(tǒng)中注冊(cè)的無(wú)人機(jī)除在中國(guó)運(yùn)行外，還在日本，韓國(guó)等國(guó)家運(yùn)行。

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≥250g的民用無(wú)人機(jī)應(yīng)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)實(shí)名登記系統(tǒng)注銷該無(wú)人機(jī)的信息。

根據(jù)輕小型無(wú)人機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況，本文對(duì)2021年交換系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)淘汰率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。2020年第一季度，無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中的65%無(wú)人機(jī)未在2021年第一季度運(yùn)行，而2020年第二季度、第三季度和第四季度，分別有49%、43%和73%的無(wú)人機(jī)未出現(xiàn)在2021年相應(yīng)季度運(yùn)行記錄中。

圖6 近4年無(wú)人機(jī)淘汰率對(duì)比圖。

輕小型無(wú)人機(jī)有別于傳統(tǒng)有人機(jī)，屬于快速消耗品。由于輕小型無(wú)人機(jī)的技術(shù)迭代和產(chǎn)品損壞等原因，其淘汰率很高。近4年無(wú)人機(jī)淘汰率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，自2019年起，無(wú)人機(jī)在連續(xù)兩年相應(yīng)四個(gè)季度的淘汰率持續(xù)降低。可見，無(wú)人機(jī)的持續(xù)使用率有所上升。

總結(jié)和建議

近幾年無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2021年無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)的運(yùn)行量共1435505飛行小時(shí)，雖然約為2020年運(yùn)行量的78.3%，但比2019年增加14.7%。2021年無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度分布和速度分布更為集中，主要在120m以下且運(yùn)行速度較低。

現(xiàn)有無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)仍以植保無(wú)人機(jī)為主，多旋翼機(jī)型占絕大多數(shù)。輕小型無(wú)人機(jī)的運(yùn)行速度、運(yùn)行高度、運(yùn)行區(qū)域具有顯著特性，與通用航空運(yùn)輸航空領(lǐng)域中的有人機(jī)存在本質(zhì)區(qū)別。

相比于2020年，運(yùn)行高度＜15m的無(wú)人機(jī)，其運(yùn)行量在運(yùn)行總量中的占比有所下降，同時(shí)III類無(wú)人機(jī)運(yùn)行量的占比有明顯增加，這說(shuō)明我國(guó)無(wú)人機(jī)行業(yè)應(yīng)用日趨豐富。

作為信息技術(shù)與民航運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合而產(chǎn)生的綜合性創(chuàng)新系統(tǒng)，無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)為無(wú)人機(jī)用戶提供服務(wù)的同時(shí)，也為行業(yè)相關(guān)方提供了無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)，已成為高效率、低成本、高可靠度的運(yùn)行管理工具，是得到我國(guó)民航部門乃至國(guó)際民航界高度認(rèn)可的無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理措施之一。

局方依據(jù)無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中或已取得的無(wú)人機(jī)運(yùn)行大數(shù)據(jù)，適時(shí)制定和調(diào)整行業(yè)發(fā)展所須的政策。未來(lái)，在運(yùn)營(yíng)安全評(píng)估體系建設(shè)和規(guī)范性文件制訂中，中國(guó)民用航空局將會(huì)進(jìn)一步依據(jù)無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)提供的運(yùn)行數(shù)據(jù)，支持無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)持續(xù)擴(kuò)大用戶規(guī)模，鼓勵(lì)更多的無(wú)人機(jī)運(yùn)行信息系統(tǒng)加入交換系統(tǒng)，希望這些系統(tǒng)根據(jù)《無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)數(shù)據(jù)規(guī)范》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)提供更好的服務(wù)。