无人机的应用与管理

□ 文/宋鸿



无人机的应用与管理

□ 文/宋鸿

无人机现在家喻户晓，是当代新兴起的一个行业。尽管我国无人机系统的研究起步晚，随着技术的不断进步，无人机的应用逐步被开拓。无人机不仅在军用领域大显身手，其在民用领域的应用也日益广泛。无人机在我国的应用是从2006年开始升温，到2008年北京奥运会和汶川抗震救灾应用，再到今天的短短几年，发展迅猛，已从传统的军用安全向民用转向，其在安全领域的重要作用在民用领域一样得以沿用。资本行业目前也有不少看好无人机市场，开始涉足无人机生产，势必给无人机行业带来新的空间和深刻的影响。我们也期待未来的无人机产业发展能够更全局、更智慧，从而满足多种行业业务需求，标志着无人机开始进入空地立体防控时代。

随着无人机应用的逐步推进，无人机的规范使用和有效管控已经成为亟待解决的问题，国家的法规也相继出台，产业联盟的作用越来越大。

无人机的定义

无人驾驶飞机，简称无人机（UAV），是利用无线电遥控设备和自备程序控制装置操纵的不载人飞行机器人，主要由飞机平台系统、信息采集系统和地面控制系统组成，无人机技术综合集成航空技术、信息技术、控制技术、测控技术、传感技术以及新材料、新能源等多学科技术，产业应用前景十分广阔。

无人机类别

按照不同平台构型来分类，无人机可主要有固定翼无人机、无人直升机和多轴（旋翼）无人机三大平台，其它小种类无人机平台还包括伞翼无人机、扑翼无人机和无人飞艇等。固定翼无人机是军用和多数民用无人机的主流平台，最大特点是飞行速度较快；无人直升机是灵活性最强的无人机平台，可以原地垂直起飞和悬停；多轴（旋翼）无人机是消费级和部分民用用途的首选平台，灵活性介于固定翼和直升机中间（起降环境要求低），但操纵简单、成本较低。

无人机整体特点

由于无人驾驶，因此无人机去除了有人驾驶相关的设备，包括驾驶座椅，显示设备，玻璃防护罩，方向盘以及机械传动设备等，减轻了飞机的负载和去除了用于载人的空间，利用芯片导航控制因此无人机具有智能化、小型化和轻型化的特点。

由于不需要人驾驶，排除了生命隐患，无人机更容易去那些高度危险的区域执行任务，包括战场，危险品和核辐射区域，火灾现场，极热和急寒区域等。

在军用领域和传统的大型飞机和执行战场任务的作战无人机相比，众多无人机普遍采用非金属复合材料来减轻其重量，因此具有更小的雷达散射截面，以至于更加不容易被中长距防控雷达所捕捉，在军用领域有着不可替代的优越性。

在民用领域上的无人机，除固定翼无人机外，还存在众多的四/六悬翼无人机和无人直升机，这些低、小、慢无人机，广泛的应用在航拍、航测、网线巡逻、森林防火、海洋监测、禁毒缉私、农业植保等等， 因此跟人工相比具有优良的低成本特征。

此外和价格高昂的有人驾驶飞机相比，可执行一定任务功能的专业无人机价格成本相对较低，例如无人机可利用高分辨率可见光相机、红外摄像机、多光谱相机和气体探测仪等多种传感器系统获取遥感数据，因此具有广泛的市场需求。

无人机目前一般是采取的本地存储，随着无人机越来越受重视，它的应用范围不断被拓展，从原先的军事侦查、监视到目前民用的大地测量、摇感再到商用的广告宣传、影片拍摄等，在多数情况下人们利用无人机都是想通过机械到达人类难以到达的位置，然后通过航拍图传设备将高分辨率、能描述物体集合形态的二位或三维图像传输回来。因为高清视频图像的数据量都相当大，所以在目前人们追求高清、稳定、快速的时代里，模拟设备基本跟不上无人机图传设备的要求，因此，视频图像的高速传输则变成了无人机图像传输难点之一。要想做到无线视频实时传输，那么对无线视频传输设备的体积和重量都是有要求的比如体积小、重量轻、携带方便、图像清晰稳定、传输实时无延时，开发多载波等技术特点，抗多径能力强，达到能在非视距情况下远距离传输音视频信号，绕射和穿透性优良，以便能够满足无人机图传通信任务等。

全球无人机市场现状

无人机按照应用领域可分为军用无人机和民用无人机，而民用无人机又分为专业级和消费级。

放眼全球，国际上无人机研究从1991-1994年起有明显的发展，2002年进入成长期，并且在2011年后加速增长，远未达到饱和期和衰退期，目前创新潜力巨大，国内外无人机产业竞相发展，为应对日益严峻的全球行业应用问题，发展无人机产业成为多国认可的解决方案之一。近期美国、俄罗斯、英国等国家高层均提出了关于无人机发展的相关政策。

目前全球无人机产业在未来的10-20年内更是其发展的黄金时期，将形成大约1000亿美元的市场规模。几大互联网巨头包括谷歌、facebook和亚马逊谷歌、亚马逊以及GoPro等公司都在无人机领域有所布局，先后宣布进入无人机的开发和应用。有数据显示，2015年全球民用工业级无人机市场规模比2014年增长55%，达到1.3亿美元，到2018年将达到至少10亿美元。

中国无人机市场现状

中国的无人机研究起步比国外晚10年，但是进入成长期只晚5年，并且发展迅猛。从专利申请来看，国外企业很少在中国申请专利，可以看出近期没有大规模进入中国市场的计划，中国企业还有一段时间可以发展技术，占有市场。中国国家电力等企业申请了一批国际专利，为电力巡检进入国际市场创造了一定的条件，而且未来我国在电力巡线、输油管道巡检、森林防火、公共安全等众多行业应用需要数十万架民用无人机，市场空间超过千亿元，前景十分广阔。国家“一带一路”战略的推进将带来更多的市场憧憬。总体来说，无人机行业正处于技术发展阶段，产业规模尚未形成，难以满足日益增加的行业应用需求，存在巨大的市场空间，需要通过技术创新满足市场需求。

无人机国内市场规模也在加速形成中，在中国无人机也是资本市场的宠儿。从一级市场投融资情况来看，近两年以来，无人机广受各路资本的追捧，专业级无人机将迎来市场爆发。专业级无人机针对单位销售的特性更适合当前的无人机市场，特别是在政策障碍较小而技术成熟度较高的警用无人机、农业植保无人机以及测绘无人机等领域。无人机行业过去依靠硬件盈利的模式或将发生改变，未来可能转向靠服务盈利和数据盈利。据无人机系统行业数据统计显示，目前国内已有超过170多家无人机制造企业，产业链上下游企业达到1000多家。在中国，仅农业植保、电力巡检、油气管道巡检、国土测绘和警用5项年均潜在需求500亿元左右。其中60%约300亿元的无人机产品由深圳企业研发生产。

民用无人机下游需求非常广泛，包括农业、电力石油、检灾、林业、气象、国土资源、警用、海洋水利、测绘、城市规划等多个行业。近年来无人机在民用市场的应用受到越来越多的关注，如农林植保和电力巡线两个领域，无人机需求较为迫切，且具备较大的市场规模。其它行业的潜在需求也将逐步显现，我国民用无人机市场空间巨大，将进入快速发展期。受消费级无人机市场热度的推动，中国民用无人机产品销售市场规模得到快速提升。目前可说无人机的普及教育工作基本完成，工业级无人机产业拐点已到，2015年至2017年，我国无人机市场的年均复合增速将超过60%。2015年可以说是中国无人机的元年，2016年市场规模会迅速拓展，市场高增长时代已经到来。

目前，在我国无人机产业处于起步阶段，消费市场尚待开发和形成，无人机企业竞相发展，呈现一派百花齐放与欣欣向荣的繁荣场面。无人机相关政策都处于持续完善中，2009 年前，中国无人机处于无监管的空白状态。2009 年以后至今逐步开始进入持证飞行阶段，但是相关法律法规和监管执行尚未完善和正规化，实际申请操作上模糊不清。在无人机行业领域，现在普遍存在：生产没有标准化、应用没有规范化、发展没有有序化、管理没有归口化等不足，势必会给中国无人机的有序健康发展带来制约。基于此，中国无人机产业联盟于2015年3月成立了专业技术委员会，牵头制定固定翼、多翼、单翼无人机技术标准。

无人机产业不容忽视的安全问题

虽然无人机有众多的优势，但是无人机技术的发展，犹如一柄双刃剑。广泛应用于军、民领域中的无人机，如果疏于管理和规范，也有众多安全隐患，对社会安全必然会构成巨大威胁：

1、由于每个国家对中大型航空器有相关的管制法规，因此为了避开相关法规的管制，现在绝大部分无人航空器，普遍较小，无人机负载从几百克、几公斤到数十公斤不等，虽然总体上很难达到大型航空器的多功能，但是即使负载这么小的航空器，如果携带的是危险品，例如汽油，弹药，生化制品等，就足以对公众安全造成巨大威胁。

2、由于无人机普遍采用复合材料，雷达散射截面只有一个老鹰，一只小鸟那么大小，因此现有防控雷达均不能判断。例如最近新闻报道的发生无人机落到美国白宫和日本首相官邸（可能携带核辐射源），以及发生的无人机影响到机场飞机起降等事件比比皆是，让每个国家都认识到无人机潜在的巨大威胁。

3、和传统的民航飞机和作战飞机相比，无人机考虑到负载和功耗等问题，均没有安装识别系统，因此只要没有发现操作无人机的人，无人机的所属权就不得而知，对无人机的管控非常困难。因此，急需建立管理法律规范，研究无人机安全识别芯片技术，以期做到每一架无人机都必须具备唯一的身份编号，且一旦起飞，就马上进入安全识别和管理监控系统即无人机“黑匣子”。

4、由于目前市场上大部分无人机介于航模和任务型无人机之间，市场准入的技术门槛普遍比较低，价格空间目前已经被大幅压缩，因此众多采用不符合航空要求的无人机被生产出来。包括采用易燃舱体材料，易燃易爆燃油，易燃易爆油箱，干扰其他民用航空/民用通信的无线电频率等，这些非规范的无人机给国家和公众安全也带来极大威胁。

5、由于无人机数据链的传输距离通常只有几十公里，因此即使采用无线跟踪技术也存在许多技术问题。

6、现在应用中除了电动型无人机外，还存在众多使用燃油的无人机。由于几乎所有民用无人机均采用GPS来控制高度和巡航，而无人机在不同气象条件和不同地理条件下GPS的误差从几米到数十米不等，因此造成众多无人机无理由坠落的事件，对国家和公众安全造成极大的威胁。

7、虽然国家公布了开放低空的发展规划，但应用与管理没有归口，执法部门不明确，民航局、测绘局、公安部、工信部、安全部、国家体育总局等等都在各自为政出台相关自己行业政策，但对于无人机整体管控仍然处于混乱状态，形成了多头管理，效率不高的状态，不利于无人机的管控和发展。

综上所述，由于管理的多头，以及缺乏对无人机包括发动机、电池/燃油，设别设备、任务设备等的制造标准和负载标准，使得无人机有可能成为恐怖分子或者别有用心人员的工具，严重威胁到国家安全和公共安全。

我们建议成立一个部门或者研究机构，专门针对无人机管理相关政策、技术、标准、法规的方案进行研究，借助互联网的技术，在飞行器上做编码标识，在飞控系统中嵌入代码，实现“云”管理模式。以期达到空域限制，回避敏感点的目的。并对生产企业和飞行操作人员进行有效的监管。以一个省为区域搞一个试点，总结经验并把涉及无人机领域安全防范的管理权归口到一个部门。

无人机技术是目前高速发展的前沿技术，涉及航空器、飞行控制、机载设备、智能处理分析等多个领域，无人机产业联盟作为民间机构，机制灵活效率高，人员储备遍全国，行业领域科技研发创新紧盯世界先进技术，尤其是在习主席大力推进把军民融合上升到国家战略的大背景下，只要领导有力，方向明确，就可能在较短的时间内搞出切实可行的各种相关草案供领导决策，迅速形成涉及国家安全的无人机安全威胁应对方案。

结束语

随着无人机的逐渐普及和市场的打开，监管部门的进入，在军用、民用领域相信可以发挥更大的作用。无人机产业与应用产业携手共进，为维护社会安定、保障人民安居乐业提供全方位的安全服务，共同为平安城市、智慧城市、和谐社会的建设，贡献我们的力量，也将进一步推动无人机发展，在更多领域发光发热。

作者系中国无人机产业联盟理事长