無人機的應用與管理

□ 文/宋鴻

?

無人機的應用與管理

□ 文/宋鴻

無人機現在家喻戶曉，是當代新興起的一個行業。盡管我國無人機系統的研究起步晚，隨著技術的不斷進步，無人機的應用逐步被開拓。無人機不僅在軍用領域大顯身手，其在民用領域的應用也日益廣泛。無人機在我國的應用是從2006年開始升溫，到2008年北京奧運會和汶川抗震救災應用，再到今天的短短幾年，發展迅猛，已從傳統的軍用安全向民用轉向，其在安全領域的重要作用在民用領域一樣得以沿用。資本行業目前也有不少看好無人機市場，開始涉足無人機生產，勢必給無人機行業帶來新的空間和深刻的影響。我們也期待未來的無人機產業發展能夠更全局、更智慧，從而滿足多種行業業務需求，標志著無人機開始進入空地立體防控時代。

隨著無人機應用的逐步推進，無人機的規范使用和有效管控已經成為亟待解決的問題，國家的法規也相繼出臺，產業聯盟的作用越來越大。

無人機的定義

無人駕駛飛機，簡稱無人機（UAV），是利用無線電遙控設備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛行機器人，主要由飛機平臺系統、信息采集系統和地面控制系統組成，無人機技術綜合集成航空技術、信息技術、控制技術、測控技術、傳感技術以及新材料、新能源等多學科技術，產業應用前景十分廣闊。

無人機類別

按照不同平臺構型來分類，無人機可主要有固定翼無人機、無人直升機和多軸（旋翼）無人機三大平臺，其它小種類無人機平臺還包括傘翼無人機、撲翼無人機和無人飛艇等。固定翼無人機是軍用和多數民用無人機的主流平臺，最大特點是飛行速度較快；無人直升機是靈活性最強的無人機平臺，可以原地垂直起飛和懸停；多軸（旋翼）無人機是消費級和部分民用用途的首選平臺，靈活性介于固定翼和直升機中間（起降環境要求低），但操縱簡單、成本較低。

無人機整體特點

由于無人駕駛，因此無人機去除了有人駕駛相關的設備，包括駕駛座椅，顯示設備，玻璃防護罩，方向盤以及機械傳動設備等，減輕了飛機的負載和去除了用于載人的空間，利用芯片導航控制因此無人機具有智能化、小型化和輕型化的特點。

由于不需要人駕駛，排除了生命隱患，無人機更容易去那些高度危險的區域執行任務，包括戰場，危險品和核輻射區域，火災現場，極熱和急寒區域等。

在軍用領域和傳統的大型飛機和執行戰場任務的作戰無人機相比，眾多無人機普遍采用非金屬復合材料來減輕其重量，因此具有更小的雷達散射截面，以至于更加不容易被中長距防控雷達所捕捉，在軍用領域有著不可替代的優越性。

在民用領域上的無人機，除固定翼無人機外，還存在眾多的四/六懸翼無人機和無人直升機，這些低、小、慢無人機，廣泛的應用在航拍、航測、網線巡邏、森林防火、海洋監測、禁毒緝私、農業植保等等， 因此跟人工相比具有優良的低成本特征。

此外和價格高昂的有人駕駛飛機相比，可執行一定任務功能的專業無人機價格成本相對較低，例如無人機可利用高分辨率可見光相機、紅外攝像機、多光譜相機和氣體探測儀等多種傳感器系統獲取遙感數據，因此具有廣泛的市場需求。

無人機目前一般是采取的本地存儲，隨著無人機越來越受重視，它的應用范圍不斷被拓展，從原先的軍事偵查、監視到目前民用的大地測量、搖感再到商用的廣告宣傳、影片拍攝等，在多數情況下人們利用無人機都是想通過機械到達人類難以到達的位置，然后通過航拍圖傳設備將高分辨率、能描述物體集合形態的二位或三維圖像傳輸回來。因為高清視頻圖像的數據量都相當大，所以在目前人們追求高清、穩定、快速的時代里，模擬設備基本跟不上無人機圖傳設備的要求，因此，視頻圖像的高速傳輸則變成了無人機圖像傳輸難點之一。要想做到無線視頻實時傳輸，那么對無線視頻傳輸設備的體積和重量都是有要求的比如體積小、重量輕、攜帶方便、圖像清晰穩定、傳輸實時無延時，開發多載波等技術特點，抗多徑能力強，達到能在非視距情況下遠距離傳輸音視頻信號，繞射和穿透性優良，以便能夠滿足無人機圖傳通信任務等。

全球無人機市場現狀

無人機按照應用領域可分為軍用無人機和民用無人機，而民用無人機又分為專業級和消費級。

放眼全球，國際上無人機研究從1991-1994年起有明顯的發展，2002年進入成長期，并且在2011年后加速增長，遠未達到飽和期和衰退期，目前創新潛力巨大，國內外無人機產業競相發展，為應對日益嚴峻的全球行業應用問題，發展無人機產業成為多國認可的解決方案之一。近期美國、俄羅斯、英國等國家高層均提出了關于無人機發展的相關政策。

目前全球無人機產業在未來的10-20年內更是其發展的黃金時期，將形成大約1000億美元的市場規模。幾大互聯網巨頭包括谷歌、facebook和亞馬遜谷歌、亞馬遜以及GoPro等公司都在無人機領域有所布局，先后宣布進入無人機的開發和應用。有數據顯示，2015年全球民用工業級無人機市場規模比2014年增長55%，達到1.3億美元，到2018年將達到至少10億美元。

中國無人機市場現狀

中國的無人機研究起步比國外晚10年，但是進入成長期只晚5年，并且發展迅猛。從專利申請來看，國外企業很少在中國申請專利，可以看出近期沒有大規模進入中國市場的計劃，中國企業還有一段時間可以發展技術，占有市場。中國國家電力等企業申請了一批國際專利，為電力巡檢進入國際市場創造了一定的條件，而且未來我國在電力巡線、輸油管道巡檢、森林防火、公共安全等眾多行業應用需要數十萬架民用無人機，市場空間超過千億元，前景十分廣闊。國家“一帶一路”戰略的推進將帶來更多的市場憧憬。總體來說，無人機行業正處于技術發展階段，產業規模尚未形成，難以滿足日益增加的行業應用需求，存在巨大的市場空間，需要通過技術創新滿足市場需求。

無人機國內市場規模也在加速形成中，在中國無人機也是資本市場的寵兒。從一級市場投融資情況來看，近兩年以來，無人機廣受各路資本的追捧，專業級無人機將迎來市場爆發。專業級無人機針對單位銷售的特性更適合當前的無人機市場，特別是在政策障礙較小而技術成熟度較高的警用無人機、農業植保無人機以及測繪無人機等領域。無人機行業過去依靠硬件盈利的模式或將發生改變，未來可能轉向靠服務盈利和數據盈利。據無人機系統行業數據統計顯示，目前國內已有超過170多家無人機制造企業，產業鏈上下游企業達到1000多家。在中國，僅農業植保、電力巡檢、油氣管道巡檢、國土測繪和警用5項年均潛在需求500億元左右。其中60%約300億元的無人機產品由深圳企業研發生產。

民用無人機下游需求非常廣泛，包括農業、電力石油、檢災、林業、氣象、國土資源、警用、海洋水利、測繪、城市規劃等多個行業。近年來無人機在民用市場的應用受到越來越多的關注，如農林植保和電力巡線兩個領域，無人機需求較為迫切，且具備較大的市場規模。其它行業的潛在需求也將逐步顯現，我國民用無人機市場空間巨大，將進入快速發展期。受消費級無人機市場熱度的推動，中國民用無人機產品銷售市場規模得到快速提升。目前可說無人機的普及教育工作基本完成，工業級無人機產業拐點已到，2015年至2017年，我國無人機市場的年均復合增速將超過60%。2015年可以說是中國無人機的元年，2016年市場規模會迅速拓展，市場高增長時代已經到來。

目前，在我國無人機產業處于起步階段，消費市場尚待開發和形成，無人機企業競相發展，呈現一派百花齊放與欣欣向榮的繁榮場面。無人機相關政策都處于持續完善中，2009 年前，中國無人機處于無監管的空白狀態。2009 年以后至今逐步開始進入持證飛行階段，但是相關法律法規和監管執行尚未完善和正規化，實際申請操作上模糊不清。在無人機行業領域，現在普遍存在：生產沒有標準化、應用沒有規范化、發展沒有有序化、管理沒有歸口化等不足，勢必會給中國無人機的有序健康發展帶來制約。基于此，中國無人機產業聯盟于2015年3月成立了專業技術委員會，牽頭制定固定翼、多翼、單翼無人機技術標準。

無人機產業不容忽視的安全問題

雖然無人機有眾多的優勢，但是無人機技術的發展，猶如一柄雙刃劍。廣泛應用于軍、民領域中的無人機，如果疏于管理和規范，也有眾多安全隱患，對社會安全必然會構成巨大威脅：

1、由于每個國家對中大型航空器有相關的管制法規，因此為了避開相關法規的管制，現在絕大部分無人航空器，普遍較小，無人機負載從幾百克、幾公斤到數十公斤不等，雖然總體上很難達到大型航空器的多功能，但是即使負載這么小的航空器，如果攜帶的是危險品，例如汽油，彈藥，生化制品等，就足以對公眾安全造成巨大威脅。

2、由于無人機普遍采用復合材料，雷達散射截面只有一個老鷹，一只小鳥那么大小，因此現有防控雷達均不能判斷。例如最近新聞報道的發生無人機落到美國白宮和日本首相官邸（可能攜帶核輻射源），以及發生的無人機影響到機場飛機起降等事件比比皆是，讓每個國家都認識到無人機潛在的巨大威脅。

3、和傳統的民航飛機和作戰飛機相比，無人機考慮到負載和功耗等問題，均沒有安裝識別系統，因此只要沒有發現操作無人機的人，無人機的所屬權就不得而知，對無人機的管控非常困難。因此，急需建立管理法律規范，研究無人機安全識別芯片技術，以期做到每一架無人機都必須具備唯一的身份編號，且一旦起飛，就馬上進入安全識別和管理監控系統即無人機“黑匣子”。

4、由于目前市場上大部分無人機介于航模和任務型無人機之間，市場準入的技術門檻普遍比較低，價格空間目前已經被大幅壓縮，因此眾多采用不符合航空要求的無人機被生產出來。包括采用易燃艙體材料，易燃易爆燃油，易燃易爆油箱，干擾其他民用航空/民用通信的無線電頻率等，這些非規范的無人機給國家和公眾安全也帶來極大威脅。

5、由于無人機數據鏈的傳輸距離通常只有幾十公里，因此即使采用無線跟蹤技術也存在許多技術問題。

6、現在應用中除了電動型無人機外，還存在眾多使用燃油的無人機。由于幾乎所有民用無人機均采用GPS來控制高度和巡航，而無人機在不同氣象條件和不同地理條件下GPS的誤差從幾米到數十米不等，因此造成眾多無人機無理由墜落的事件，對國家和公眾安全造成極大的威脅。

7、雖然國家公布了開放低空的發展規劃，但應用與管理沒有歸口，執法部門不明確，民航局、測繪局、公安部、工信部、安全部、國家體育總局等等都在各自為政出臺相關自己行業政策，但對于無人機整體管控仍然處于混亂狀態，形成了多頭管理，效率不高的狀態，不利于無人機的管控和發展。

綜上所述，由于管理的多頭，以及缺乏對無人機包括發動機、電池/燃油，設別設備、任務設備等的制造標準和負載標準，使得無人機有可能成為恐怖分子或者別有用心人員的工具，嚴重威脅到國家安全和公共安全。

我們建議成立一個部門或者研究機構，專門針對無人機管理相關政策、技術、標準、法規的方案進行研究，借助互聯網的技術，在飛行器上做編碼標識，在飛控系統中嵌入代碼，實現“云”管理模式。以期達到空域限制，回避敏感點的目的。并對生產企業和飛行操作人員進行有效的監管。以一個省為區域搞一個試點，總結經驗并把涉及無人機領域安全防范的管理權歸口到一個部門。

無人機技術是目前高速發展的前沿技術，涉及航空器、飛行控制、機載設備、智能處理分析等多個領域，無人機產業聯盟作為民間機構，機制靈活效率高，人員儲備遍全國，行業領域科技研發創新緊盯世界先進技術，尤其是在習主席大力推進把軍民融合上升到國家戰略的大背景下，只要領導有力，方向明確，就可能在較短的時間內搞出切實可行的各種相關草案供領導決策，迅速形成涉及國家安全的無人機安全威脅應對方案。

結束語

隨著無人機的逐漸普及和市場的打開，監管部門的進入，在軍用、民用領域相信可以發揮更大的作用。無人機產業與應用產業攜手共進，為維護社會安定、保障人民安居樂業提供全方位的安全服務，共同為平安城市、智慧城市、和諧社會的建設，貢獻我們的力量，也將進一步推動無人機發展，在更多領域發光發熱。

作者系中國無人機產業聯盟理事長