成渝地區民用無人機應用研究

杜玉英 楊建會　

成渝地區民用無人機應用研究

杜玉英1楊建會2

（1.成都理工大學工程技術學院，四川樂山 614000；2.樂山師范學院，四川樂山 614000）

民用級的無人機已經被廣泛應用于娛樂消費業、農業、工業、商業等領域，民用無人機產業是通用航空的重要組成部分，在“十三五”期間被作為國民經濟的增長點，在“十四五”時期，仍將繼續是我國國家戰略性新興產業發展的熱點。成渝地區雙城經濟圈的建設為成渝地區民用無人機應用發展提供了重要機會，加之民用無人機應用相對較好的發展基礎，無人機產業鏈日趨完善、綜合創新平臺建設方興未艾、應用過程中的技術攻關，新產品不斷推陳出新，隨著無人機智能化、低成本化、多機協作化發展，成渝地區民用無人機應用向機數據化應用、集群化應用、航線化應用示范性標準靠近。

成渝地區；無人機；民用無人機

引言

無人機是航空工業皇冠上的一顆明珠，是航空工業發展的引擎，也是我國創新經濟的加速器，它具有鮮明的技術屬性和社會屬性。民用無人機產業作為通用航空的重要組成部分，在“十三五”期間，被納入“十三五”國家戰略性新興產業發展規劃，作為國民經濟的增長點，在“十四五”時期，民用無人機產業仍將繼續是國家戰略性新興產業發展的熱點。我國無人機技術已居于世界領先水平，隨著無人機控制系統、動力系統等關鍵技術的不斷突破，性能的不斷提升，民用級的無人機在娛樂消費業、農業、工業、商業等國民經濟各行各業中的應用快速推進。

1　成渝地區雙城經濟圈建設上升為國家戰略

2011年，國務院批復，國家發改委印發《成渝經濟區區域規劃》；2016年國家發改委、住建部聯合印發《成渝城市群發展規劃》；2020年1月3日，中央財經委員會第六次會議作出推動成渝地區雙城經濟圈建設的重要決策部署[1]。成渝地區雙城經濟圈主要指重慶和四川（其中重慶主要范圍為重慶市中心城區及周邊27個區（縣）以及開州、云陽的部分地區；四川省主要指四川省15個市），推進成渝地區雙城經濟圈建設是推進新時代西部大開發的重要舉措。成渝地區產業發展將以更高的要求、更遠的思量來統籌，成渝一盤棋，通過成渝地區的發展輻射帶動周邊經濟崛起和快速發展。2021年10月中共中央國務院印發《成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要》在第六章共建具有全國影響力的科技創新中心中明確提出，聚焦核能、航空航天、智能制造和電子信息等領域的戰略性產品開發[1]。

2　民用無人機應用概述

2.1　民用無人機定義

“無人機”是無人駕駛飛機的簡稱，主要通過無線遙控設備及相關程序控制操縱的不載人飛機。從不同維度有不同的分類方法，從技術維度分為：無人直升機、無人固定翼機、無人多旋翼飛行器、無人飛艇、無人傘翼機等。從應用維度有軍用級無人機和民用級無人機。民用級無人機主要應用于：農業植保、電力巡檢、建筑施工、生態保護、地質勘探、海事巡查、反恐治安、交通管制、搶險救災、物流服務、娛樂消費等相關領域。文章主要探討的是民用級無人機的應用。從重量維度考量，可以分為：微型、小型、中型和大型，5.7噸以上的無人機是大型無人機[2]。

2.2　民用無人機發展趨勢

（1）智能化。民用級無人機要實現遙控操作，到無人駕駛，再到不同環境能自主做出相應決策，人工智能不可或缺。在新興的物聯網、云計算、5G通信等技術手段的幫助下，將可能使不同企業生產的不同型號的無人機實現預設信息共享和獲取信息共享。無人機的智能化發展，使人們對無人機的操控，不再僅僅是操作控制，更多的是一種監督控制。智能制造是“十四五”期間乃至更長時期內重要的發展方向，影響著生活的方方面面，在此環境下的民用無人機應用也將深深地烙上智能制造的印記，同時，智能制造也將進一步促進民用無人機應用發展。

（2）低成本化。新基建的出現、新材料的應用、新技術的出現，將大大改善無人機續航能力、載重能力、智能控制等致使成本居高不下的因素，同時推進“一機多用”“一機多能”發展。隨著這些問題的迎刃而解，無人機成本將大幅度下降，成本下降將可能帶來售價降低、受眾群體擴大、應用范圍拓展的情況。民用無人機應用的產品，將會是高、中、低端有機結合，從橫向價值鏈來看，無論是哪種類型產品的成本降低，對供需雙方均是利好消息；從縱向價值鏈來看，上下游產業將協同發展。低成本化并不是意味著低廉、低質，而是相對于目前的市場售價而言，低價高質永遠是大多數消費者的期許。

（3）多機協作化。隨著無人機應用領域的拓展，應用場景的復雜化、解決任務的高危化、完成過程的高難度化，單機可能愛莫能助，此時多機協同顯得尤為必要和尤為重要。通過已有信息和獲取信息共享、將不同任務拆分給不同無人機執行，實現多機協作。多機協作可縮短任務完成的時間，提升任務完成的質量，預防故障、毀傷等導致任務執行失敗的風險。多機協作涉及到線路規劃、決策算法、內部數據通信、分布式控制平臺等要素、技術的有機整合，其技術要求高。多機協作化，更多地適用于作業環境復雜、任務難度較大、時效性要求高的任務。隨著民用無人機新應用場景的探究，多機協作成為一種趨勢。

2.3　民用無人機應用研究現狀

土地政策改革促使土地成片利用，專業化耕種、施肥、施藥等刺激工業級無人機需求增加。企業在消費領域中對各類場景整體方案的設計、推廣、應用，刺激消費級無人機應用逐漸攀升。民用無人機在行政服務方面的應用占整個民用無人機使用量的40%～45%，在消防方面的應用占25%左右，在現代農業中的應用僅僅占10%～13%，能源檢測等方面占17%左右，由此可見，民用無人機可能更多地用于消費級無人機的應用。

賈文婷[3]研究顯示，無人機主要以中低端為主，高端較少，未來民用無人機是高、中、低合理布局，專業級、工業級和消費級有序發展。曹翔[4]針對無人機在旅游業、體育業、媒體業以及安保和執法的應用進行了概述。韓梅等[5]以成都市成為全國首批26個通用航空產業綜合示范區之一為切入點，從成都的區位、產業基礎和產業配套優勢提出了成都市無人機發展思路。邱劍雄等[6]結合成都市無人機產業發展現狀，建議打造無人機高端消費中心、無人機軍民融合創新中心、無人機雙創中心、無人機核心技術研發中心。劉歡[7]提出目前存在監管難、缺乏細化的無人機購買登記制度、缺乏統一的行業質量評價標準等問題，并針對這三方面提出解決建議。邵文武[8]通過建模的方式對我國民用無人機市場進行了預測，指出民用無人機領域高端人才不足，企業間技術梯度大，無法滿足專業化需求，法律法規缺失、參與者法律意識淡薄、監管體系不完善，行業標準缺失、通訊網絡制約其發展進而分析了無人機市場供給側、無人機自身存在眾多安全隱患、核心技術的自主創新等因素影響民用無人機市場發展。毛秋紅、石聰聰[9]結合無人機在新冠肺炎疫情防控過程中發揮的無人能比的作用，論述民用無人機應用帶給人們生活的便利。

3　成渝地區民用無人機應用情況

3.1　無人機產業鏈日趨完善

成渝地區瞄準無人機企業進行精準招商引資，推進無人機產業基地建設，加快無人機產業園區落地生根。雖然相對于已先行布局無人機研發和生產領域的深圳、廣州、北京等國內多個城市而言，成渝地區的無人機產業底子薄，但是在國家的高度關心、關懷下，在政府的大力推進中，以市場為導向，以企業為主體，奮起直追，已構建無人機產業基地，創建了無人機產業園區，成渝地區從事無人機生產、無人機技術研發、無人機銷售應用的大大小小的相關企業幾百家，覆蓋無人機產業上、中、下游，構建形成“研發＋制造＋服務＋應用”的完整產業鏈。比如，落戶重慶的華科爾無人機產業園是我國7大個無人機產業園之一，主要以母公司為依托，進行競技無人機、消費級無人機和專業級定制無人機的研發、生產、銷售和服務，產品覆蓋競技類穿越機、航拍類消費無人機和行業類專業無人機，立足成渝，輻射西部市場。

3.2　創新發展平臺建設方興未艾

政府搭建開放、便捷的服務和技術支持平臺。政府整合自建非涉密審批業務信息系統與各級政務服務平臺互聯互通，助推智能工作“一平臺”建設，構建無人機應用生態鏈。推進“互聯網＋審批服務”，完善民用無人機空域網上審批平臺服務功能。加快推進物聯網、云計算、人工智能、5G、區塊鏈、信息安全等新一代信息技術與無人機產業治理深度融合，推進政府網絡化管理和服務創新[10]，提升對關系民生的衛生、環境、生態、消防等重點領域、重點行業的監管水平，催生新業態。成渝地區共建統一的應急管理平臺，推進民用無人機在應急管理中的應用，提升政府在應急前對風險的感知，應急過程中的處理能力和協調能力，應急后的分析反思及預案調整、修訂。企業緊緊圍繞市場需求同時兼顧未來潛能激發開展研究，積極構建自身專業平臺，為無人機應用者們提供積極、可行、經濟、實惠的解決方案，實現供需雙方共贏。創新企業與企業，企業與高校、企業與科研院所通力合作，共謀民用無人機產業發展。通過成立了無人機產業創新聯盟，以此為橋梁，助力協同創新，拓展商業模式。

3.3　技術攻關、產品研發緊鑼密鼓

民用無人機廣泛應用于農業植保、電力巡檢、建筑施工、生態保護、地質勘探、海事巡查、反恐治安、交通管制、搶險救災、物流服務、娛樂消費等相關領域。無論消費級還是工業級，無人機在材質、載重、續航等問題都需要不斷突破，當然各領域對無人機數據承載、無人機應用過程中的自主性和自治性有所不同。為更好地突破技術瓶頸，國家通過項目申報等形式大力支持企業開展研究，比如大型通用貨運無人機系統研制及應用、高端航空裝備制造工業互聯網平臺建設及應用等項目已通過立項，成為國家級新一代智能創新發展實驗區重點場景建設項目。成渝地區推進區域合作，不僅鼓勵同一區域內的企業與高校或科研院所聯合創建研究室或實驗室，同時也加強不同區域不同企業或高校或研究機構之間的交互、協同，攻克技術難關，開創新的消費場景。

4　成渝地區民用無人機應用發展

4.1　“數字化”應用

隨著“無人經濟”“到家經濟”“無接觸經濟”等新經濟業態的出現，“云聯數算用”“芯屏器核網”促進數字技術與無人機實體經濟全面深度融合發展，賦予新時代特征的無人機應用發展能力全面提升。依托新一代信息技術（比如物聯網、人工智能、5G、區塊鏈），以智慧治理為抓手，以數據匯聚和共享為途徑，建設成渝地區一體化無人機綜合治理平臺，推進技術融合、業務融合、數據融合，實現跨層級、跨地域、跨系統、跨部門、跨業務的無人機及其應用協同治理和服務。無人機承載數據和數據處理能力，作為其執行任務的基點，在執行任務的過程中會收集大量的信息、儲存大量數據作為執行任務的過程，對無人機獲取的海量信息的使用和數據分析作為執行任務的效能。無人機的應用，特別是在各類事關人們切身利益的民生領域，通過數字化，實現云端數據儲存、傳遞及分析。

4.2　“集群化”應用

產業集群化可優化資源配置、提高資源利用效率。技術集群化可提升無人機根據任務需要自動處理信息的能力。無人機應用的集群化，具有去中心化、自主化和自治化的特點。通過去中心化，可以使一個無人機個體在作業過程中消失或毀損的情況下，整個機群仍正常且有序地執行任務，達成目標。通過自主化，在已設定目標的指引下，既保持其自身的獨立性又相互配合協作，減少機群受操作個體的主觀影響。通過自治化，實現較為穩定的集群結構，個體無人機脫離群體或由于其他原因改變集群結構位置，集群機構不會遭受影響，因為新的集群機構快速形成，并且保持相對穩定。成渝地區民用無人機應用集群化目前在消防、航拍、醫療領域初見端倪，且有一定的影響力，今后還要將這種集群化應用做成可推廣、可借鑒的模式。

4.3　“航線化”應用

由于民用無人機應用的娛樂性、多領域性、非專業操作性等特點，使其在很多領域的應用過程中，是無規定軌道或航道而言的，更談不上專門的航線的設定。但隨著民用無人機承載能力和續航能力的加強，中型、大型等無人機使用量增加、航程增加，此時，航線化飛行顯得尤為重要。隨著《民用無人駕駛航空器地面載荷通用要求》《民用無人駕駛航空器結構通用規范》《無人機強度與剛度通用要求》等適航標準的出臺，飛行管制內容的制定，民用無人機在低空領域并非受限，反而提升了其自主性。民用無人機在物流業的運用，可以在一定程度上解決同城運輸過程中交通堵塞問題，提高城際物流的速度，實現道路崎嶇、成本過高的鄉村最后“一公里”問題，由于使用無人機數量的增多、使用頻率的加大、航行路線的多樣性、多元性，航線化應用應運而生。國家批準了首條配送服務航線，標志著國家大力支持無人機在物流領域的應用，加快構建成渝地區一體化無人機航空貨運體系，打造應用示范方案：城際物流專線示范、支線物流示點以及城鄉物流“最后一公里”示范。

5　結束語

民用無人機在各行各業的廣泛應用與“無人經濟”“到家經濟”“無接觸經濟”等新經濟業態相互作用、相互促進。成渝地區雙城經濟圈建設成為國家重要的區域建設地以及國家新基建的大力推進，給民用無人機產業的發展帶來了歷史機遇。成渝地區民用無人機產業相對于發展較早的北京、上海、深圳等城市起步稍晚，但仍有較好的產業基底和配套服務，這為推進民用無人機在各行各業的應用創造了條件。成渝地區以示范性應用的標準為指引，圍繞市場需求，發揮政府引導作用，激發企業主體積極性，推進民用無人機應用的數字化進程、提升無人機應用的集群化發展，創建民用無人機應用的航線化示范。

[1]中共中央，國務院. 成渝地區雙城經濟圈建設規劃綱要[EB/OL]. https://baike.baidu.com/item/53989457?fr=aladdin，2021-10-22.

[2]張啟元. 無人機遙感在青藏高原的應用現狀及前景探討[J]. 青海師范大學學報(自然科學版)，2015，31(4): 68-72.

[3]賈文婷. 民用無人機市場掃描[J]. 科技智囊，2016(2): 80-85.

[4]曹翔. 軍民融合形勢下無人機產融結合發展趨勢分析[J]. 航天與航空，2017(10): 4-5.

[5]韓梅，鄭翩翩，龔麗萍，等. 關于成都市無人機產業發展路線的思考[J]. 成都工業學院學報，2018，21(3): 81-84.

[6]邱劍雄，袁宇培，嚴月浩，等. 成都無人機產業現狀調研及產業定位思考[J]. 成都工業學院學報，2018，21(2): 90-94.

[7]劉欣. 民用無人機的現狀調研報告[J]. 企業科技與發展，2019(2): 163-165.

[8]邵文武，楊進程，黃濤. 我國民用無人機市場發展現狀及存在問題分析[J]. 沈陽航空航天大學學報，2019，36(6): 61-69.

[9]毛秋紅，石聰聰. 基于CiteSpace的民用無人機國內外研究熱點與趨勢分析[J]. 科技管理研究，2021，41(19): 127-135.

[10] 工業和信息化部. “十四五”信息通信行業發展規劃[EB/OL]. https://www.miit.gov.cn/zwgk/zcjd/art/2021/art_ 8f8e9251b74940979e1f422203eeb6af.html，2021-11-26.

Research on the Application of Civil UAV in Chengdu-Chongqing Area

The civil UAV has been widely used in the entertainment consumption industry, agriculture, industry, commerce and other fields. The civil UAV industry is an important part of general aviation. It was taken as the growth point of the national economy during the "13th five year plan" period. During the "14th five year plan" period, it will continue to be the hot spot in the development of China's national strategic emerging industries. The construction of the twin cities economic circle in Chengdu-Chongqing area provides an important opportunity for the development of civil UAV applications in Chengdu Chongqing region. In addition to the relatively good development foundation for civil UAV applications, the UAV industry chain is becoming more and more perfect, the construction of a comprehensive innovation platform is in the ascendant, technological breakthroughs are being made in the application process, and new products are constantly emerging. With the development of UAV intelligence, low cost and multi aircraft cooperation, the civil UAV application in Chengdu-Chongqing area is approaching to the exemplary standard - aircraft data application, cluster application and airline application.

Chengdu-Chongqing area; unmanned aerial vehicle; civil UAV

V27

A

1008-1151(2022)07-0166-03

2022-04-25

四川省高校哲學社會科學重點研究基地“四川省無人機產業發展研究中心”資助（SCUAV20-C001）；“四川旅游發展研究中心2020年度課題”資助（LY20-35）；成都理工大學工程技術學院基金資助（C112020003）。

杜玉英（1979－），女，四川成都人，成都理工大學工程技術學院副教授，碩士，研究方向為企業管理、創新創業管理。

楊建會（1980－），女，四川綿竹人，樂山師范學院教授，理學博士，研究方向為材料設計及性能模擬。