柏藝琴
無人機云交換系統自2016年10月正式投入運行以來,目前共有7家無人機云系統通過該平臺進行數據交換和共享。交換系統的數據已經應用在低空運行安全支持等方面,得到了局方、警方和通航公司的肯定。自交換系統開始工作以來,積累了大量的運行數據。本文對交換系統上存儲的無人機運行大數據進行了挖掘,僅對有效數據進行統計分析。相對于傳統航空器來說,無人機運行具有獨特的特點,從技術角度可以對其進行大數據挖掘,從而為相關方提供運行和決策支持。
以下將對2022年度的無人機運行數據進行統計和分析,供政府機構、企業、研究機構參考。
總體情況
按照《輕小無人機運行管理規定》(AC-91-31)的要求,無人機云系統需要實時記錄無人機的運行數據。為此,交換系統按照每5秒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。
2022年共有優云、優凱、知翼云、極飛云、拓攻云、中科天網和全飛云等7家無人機云系統加入交換系統進行數據交換和共享。為了真實的反映無人機運行情況,本文對數據進行了篩查,并對有效數據進行統計分析。
參與運行無人機的數量
經統計發現,2022年度參與無人機云交換系統進行數據交換的無人機約18.4萬架(具體見表1),是2021年度的4.3倍。截至2022年底,全行業注冊無人機共95.8萬架,2022年在交換系統中運行的無人機約占全行業注冊無人機總量的19.2%,其中各云系統注冊無人機通過無人機云交換系統與民航局實名登記系統校驗的約占交換系統中運行無人機總量的15.9%,比2021年同期略有降低。
總運行量
2022年交換系統各家云系統提供的有效數據為13.97億條,換算成飛行時間為193.96萬小時,比2021年增加了50.4萬小時,與2020年同期相比,增加了約10萬小時。

本文首先將2022年度每個月的無人機運行數據量進行了統計并作圖,具體見表2和圖2。交換系統中各無人機云系統的飛行小時進行了統計并對比見表3和圖3。
可見,青島云世紀信息科技有限公司所運營的U-Care無人機綜合監管云系統(優凱)首次在交換系統中運行量超過極飛云,位列第一位。
無人機類別
本部分主要統計了2022年度無人機云交換系統上獲取的各類型無人機的運行量,主要從無人機運行管理類別和無人機類別兩個方面進行統計。

參照AC-91-31中的無人機運行管理分類要求(見表4),首先對無人機運行管理分類下的各類型無人機在2022年的運行量進行了統計,并將其與2020年和2021年進行了對比,相關信息見表5、圖4和圖5。
根據AC-91-31和民航行業標準《無人機云系統接口數據規范》(MH/T 2011-2019)要求,對2022年度各類別無人機在交換系統中的運行量進行了統計,見表6和圖6。
通過統計發現,交換系統中多旋翼無人機占絕對主流,其2022年的運行量占交換系統中總運行量的98.5%。從運行管理分類來看,V類也就是植保無人機的運行量最大,增幅顯著,占2022年總運行量的90.5%,比2021年同期增加了33個百分點,所占比例略高于2020年;而III類無人機的運行量僅占3.6%,比2021年同期減少了近15個百分點。由此可見,與往年類似,2022年度無人機云系統中運行的絕大多數無人機為多旋翼類型的植保無人機,但其他類型無人機運行量均明顯下降。
地區管理局無人機運行量
本報告統計了交換系統中民航各地區管理局2022年度無人機云中注冊無人機的運行量,具體見表7和圖7。其中,運行量排名前三位的華東地區、中南地區和東北地區管理局的運行量之和占各地區管理局運行總量的65.2%。
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99.43%。本章首先對運行高度在120m以下的運行數據進行統計,并將其與2021年的無人機運行高度分布進行了對比,詳見圖8和圖9。
通過統計發現,交換系統中的無人機在2022年度運行高度在5m以下的無人機的飛行小時數占無人機總飛行小時數的77.6%,比2021年同期增加了約20個百分點,略高于2020年同期;運行高度在15m以下的無人機的飛行小時數占到了92.4%。而運行高度大于120m的無人機飛行小時數僅占總飛行小時數的0.57%。
通過對比發現,這兩個年度的無人機運行高度分布大致類似。相比于 2021年,2022年運行高度在5m和15m以下的無人機運行量占明顯增加,這與本文第一章中有關本類別無人機運行量統計結論是一致的,更加突出了無人機云系統以多旋翼植保無人機的為主的特點。
無人機運行速度
現對2022年度接入交換系統的實時運行的無人機的速度進行統計,如圖10所示。為了更為直觀,本文對參與交換的數據,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,20m/ s,表示交換系統所接收的實時數據中,19m/s<速度≤20m/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8.9%,比2021年度降低了近5個百分點。運行速度小于等于1m/s(含速度等于0)的無人機占總飛行小時數的78.0%,比2021年增加了約30個百分點;運行速度在1m/s(不含1m/s)和5m/s(含5m/s)之間的無人機飛行小時數占14.1%,比2021減少了接近7個百分點。與2021年度類似,2022年度幾乎所有參與交換的無人機運行速度均小于15m/s,如圖11所示。
為了更為直觀,本文將運行速度小于等于10m/s的無人機運行速度的分布情況作圖予以展示,如圖12所示。
圖中可以看出,無人機云系統中注冊的絕大多數無人機仍以低速運行為主,主要為多旋翼無人機,其次為固定翼無人機。
無人機運行時段
此部分對無人機運行時間進行了統計,以30分鐘為時間間隔,具體如圖13所示,圖中時間為北京時間。目前我國的無人機主要是在晝間運行。
2022年無人機運行量的最高峰值是在下午,峰值時間段是北京時間16:00到16:30,比2021年度下午時段峰值提前了一個半小時。而上午的峰值出現在北京時間10點到10點30分,比2021年度上午的高峰運行時段推后1小時,但與2020年同期保持一致。
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。
根據輕小型無人機的實際運行情況,本報告在2022年對交換系統中無人機使用的淘汰率進行了統計。2021年第一季度在各無人機云系統中運行的無人機有89.6%未在2022年第一季度實施運行,而2021年第二季度、第三季度和第四季度分別有接近93.7%、83.2%和81.8%的無人機沒有再出現在2022年相應季度運行記錄中。
對2017年至2021年交換系統中無人機淘汰率進行了對比,如圖16所示。
輕小型無人機有別于傳統有人駕駛航空器,其屬于快速消耗品,產品的由于技術的迭代和進步及破損原因,其淘汰率很高。通過對近今年的淘汰率統計發現,從2019年起,連續兩個年度相應四個季度運行的無人機在對應時間段里淘汰率持續顯降低,可見,無人機的持續使用率有所上升。
總結和建議
通過對近幾年的無人機云交換系統中的無人機運行數據進行統計可知,2022年的無人機云系統中的無人機共運行1939608小時,比2021年度增加了50.41萬小時,是其1.35倍。但比2020年同期增加了10萬小時。通過對交換系統的無人機運行量、運行分布、無人機類別等進行統計分析發現,植保類的多旋翼無人機運行量顯著增加, 2022年度交換系統中的無人機運行高度和速度分布更為集中,體現了輕小無人機低空低速的顯著特征。無人機云系統中仍然以植保無人機為主,多旋翼占到了絕大多數,這種典型的運行特點,與通用航空、運輸航空有著本質的區別。相比于2021年,運行高度在15m以下的無人機運行量所占運行總量的比例明顯增加,同時III類和IV類無人機的運行量也有明顯減少,這說明2022年度我國植保無人機得到了廣泛使用,具有較好的經濟效益。
無人機云系統作為信息技術和民航運行管理經驗結合產生的融合應用典范,在為無人機用戶提供服務的同時,為行業相關方提供了無人機運行數據,其已成為具有高效率、低成本、高可靠度的運行管理手段,是得到了我國民航乃至國際民航界高度認可的無人機運行管理方式之一。隨著無人機運營安全評估工作的深入開展,無人機云系統可為運營人運行控制提供技術支撐,既拓展了應用場景,也為未來民航局依據無人機云系統和無人機云交換系統所提供的運行數據開展運營安全評估體系建設和規范文件的編制工作提供數據基礎。隨著無人機規章和管理體系建設的進一步深入,無人機云系統必將順應行業和市場需要,不斷升級和迭代技術,為無人機用戶、無人機運營人提供更好的服務;同時,局方也將繼續支持無人機云系統持續擴大用戶規模,豐富應用場景,鼓勵無人機運營人運行控制系統等更多無人機運行信息系統、加入交換系統,進一步推動無人機云系統和無人機云交換系統的發展壯大。