我国民用无人机市场发展现状及存在问题分析

2019-05-28 12:52邵文武杨进程
沈阳航空航天大学学报 2019年6期
关键词:民用领域发展

邵文武,杨进程,黄 涛

(沈阳航空航天大学 经济与管理学院,沈阳 110136)

随着科技不断进步,无人机技术日渐完善,其小巧便捷、易于操作等特点为无人机的推广奠定了基础;同时国家各类利好政策的颁布加速了无人机从军用向民用的转化;而我国消费水平的提升以及民众对空中智能需求的增加更是决定了无人机在当今社会发展中不可或缺的地位。可伴随无人机浪潮而来的众多问题制约了无人机市场的健康发展。因此,对无人机发展领域的研究成为学术界热点,例如张云秀[1]对无人机的发展进行了综述分析,探讨了无人机的优缺点、应用现状及发展趋势;宋晨晖[2]分析了民用无人机的应用进展,对无人机的发展历史、应用分类等做了归纳总结;姚思浩[3]对无人机的发展现状与趋势进行了研究整理等。也有学者针对不同的无人机或者特定用途的无人机展开分析,如高梓源[4]就着重分析了倾转旋翼无人机,在阐述性能特点和应用价值的基础上,分析其技术层面面临的难题和未来发展方向;陈星达[5]则是从海上无人机角度展开研究,针对其技术特性分析了海上无人机的应用与未来发展趋势;戴裕鑫[6]针对警用无人机在边疆地区反恐冲突中的应用展开了分析,总结了无人机参加反恐行动的优势以及需要解决的问题等。虽然现有关于无人机的文献众多,但多为综述类,且着重于探讨无人机快速发展的原因以及展望无人机未来的发展趋势,少有人关注到无人机发展所受的制约。鉴于此本文以动态化视角,在分析我国无人机市场发展现状的基础上建立回归模型,对我国民用无人机未来市场进行预测,同时总结出无人机发展受到的制约因素,并针对这些因素提出改善建议。

1 市场发展现状与拥有无人机数量预测

1.1 民用无人机市场发展现状

随着技术的不断进步,无人机配套的产业链已经日趋成熟,这促使了民用无人机及其产业的飞速发展。同时由于我国人均消费水平的提高,民众对智能生活的需求量也逐渐增大,由此消费级无人机开始引起人们的关注。从法国Parrot公司研制成功了世界首款消费级无人机并成功推向市场开始,国内一部分无人机生产企业开始投入多旋翼消费级无人机产品的研发,消费级无人机市场开始爆发式增长[1]。将我国无人机市场推至新高度的无疑是多旋翼无人机“精灵”系列的问世,它不仅促使我国无人机用户的剧增,更是成就了大疆创新科技,使这家公司一跃成为消费级无人机企业中一颗新星。随之而来的是众多民营科技公司纷纷投入到无人机领域。截至目前,我国无人机领域约有300多家企业,其中有过半企业规模较大[2],众多的无人机企业共同形成了配套的研发、制造、销售和服务体系,涵盖了无人机研究制造、操作系统研发、视觉研发以及数据采集等众多领域(如表1所示),为我国无人机产业开拓了另一番天地。

表1 我国无人机领域主要企业汇总

与传统产业相比,无人机造价低廉、精确度高,同时起降灵活、操作简单,这些优势不仅为传统产业的优化升级助力,也为我们的生活提供了极大的便利[3]。20世纪80年代,我国首次应用无人机进入民用测绘领域,由爱生集团开发的ASN-104无人机通过搭载测量设备转向民用领域,开启了军用技术向民用领域的转移。此后,无人机的技术优势被潜在的市场需求激发出来。目前,我国市场上的民用无人机产品大致可分为消费级和工业级无人机两类,广泛应用于影视航拍、农林植保、防灾救灾、电力巡检等众多领域[2],如表2所示。

表2 我国民用无人机应用分类

由于受政策监管的影响,国内无人机市场中消费级无人机产品市场已近饱和,但工业无人机在众多领域的应用尚且处于起步阶段。对比全球无人机各细分应用领域占比(如图1)与我国民用无人机应用领域成熟度(如表3)可以看出,我国民用无人机的应用结构与全球市场分布有很大不同,这也意味着我国工业无人机市场尚有巨大发展潜力。领域前瞻产业研究院发布数据显示,2017-2022年国内市场各领域对工业无人机的市场容量超过10万台,其中农业植保、邮政快递、电力巡航等领域目前已表现出较为迫切的需求趋势,三领域预计总体需求将会超过5.5万台。无人机市场前景可观且现阶段的技术已较为成熟,故供需需求度较高[4]。在其他相对小众的民用领域方面,例如消防救灾、公安系统、国土测绘等,无人机凭借其优势也必将会一展身手。与此同时,运输型无人机逐渐开始吸引外界的注意,包括京东、顺丰等大型物流公司均开展了无人机货运的研究甚至应用。虽然出于技术发展、安全水平和监管政策等多方考虑其仍处于概念和试验阶段,但在未来几年会有质的飞跃发展。基于此对未来我国民用无人机领域应用趋势预测如图2所示。

图1 全球无人机各细分应用领域占比

图2 我国民用无人机领域需求结构预测

表3 我国民用无人机应用领域成熟度

1.2 民用无人机市场预测

从对我国民用无人机市场现状的分析可以看出,目前我国民用无人机市场的主导需求为消费级无人机,约占整个民用无人机市场近65%的份额,而工业级无人机的主要需求则集中于农林植保和电力巡检两大领域,两者市场份额占比分别为13%和6%[5]。未来几年内我国民用无人机的主要需求也会来自于这些方面的应用。与此同时,我国民用无人机市场的发展主要受制于市场、技术及政策三大方面,因此对我国民用无人机市场未来前景进行预测必须要综合考虑这三方面因素,故本文借鉴高俊杰、沈辉[12]的研究,用消费级无人机、农业无人机及电力巡检无人机的总需求量来衡量我国民用无人机市场的需求量[6],进而预测未来我国民用无人机市场的发展前景。

消费级无人机主要应用于航拍等娱乐用途,所以除了国家扶持政策及技术制约外,最直接的影响因素是公民人均可支配收入,故建立消费级无人机需求模型如式(1)所示。

Yi=α0+α1xi1+α2xi2+α3xi3(i=1,2,…,6)

(1)

其中Yi为消费级无人机需求量,xi1、xi2、xi3分别表示人均可支配收入、当年颁布政策数量和申请专利数量,α1、α2、α3分别为其系数。

因农业领域无人机主要受需求量、当年政策和技术进步的影响,故建立需求模型为:

Zn=β0+β1xn1+β2xn2+β3xn3(n=1,2,…,6)

(2)

其中Zn为农业领域无人机需求量,xn1、xn2、xn3分别表示农林无人机当年需求量、当年颁布政策数量和申请专利数量,β1、β2、β3分别为其系数。

由于数据的可获取性,本文用电力巡航领域的市场规模来衡量其需求量,建立模型为:

Pm=δ0+δ1xm1+δ2xm2+δ3xm3(m=1,2,…,6)

(3)

其中Pm为电力巡航无人机需求量,xm1、xm2、xm3分别表示电力巡航无人机当年市场规模、当年颁布政策数量和申请专利数量,δ1、δ2、δ3分别为其系数。

综上,我国民用无人机市场的总需求量模型为

D=Y+Z+P

(4)

本文数据主要来自于《中国统计年鉴》、中商产业研究院的各年《中国无人机行业研究报告》及民航局、工信部等官方网站发布的信息。整理如表4所示。

表4 我国民用无人机市场需求量数据统计

利用STATA15对上述数据进行处理分析结果如表5所示。

表5 回归变量基本分析表

现对模型一、模型二、模型三进行B-P检验,结果如表6所示,由此可以看出上述三个模型均不存在异方差。继续对其进行OLS回归得到结果如表7所示,并分别对三个模型进行残差正态性检验,由图2、图3及图4可以看出上文三个模型设定较为合理,可以用来进行我国民用无人机市场的预测。

表6 B-P检验结果

表7 基本模型回归结果

*P<0.1,**P<0.05,***P<0.01

图3 模型一残差正态性分析

图4 模型二残差正态性分析

基于无人机市场愈发受到重视,我们可以对利好政策数量和新专利数量的增长情况持乐观态度,同时我国人均收入也在不断增长,故以各项数据现有平均增长率为基数,对我国民用无人机未来市场发展前景预测如图6所示。从图6中可以看出,我国民用无人机的需求量总体呈增长模式,但增长率会逐步趋于平稳。

图5 模型三残差正态性分析

图6 中国民用无人机销售规模及预测

综上所述,我国民用无人机市场方兴未艾,政府扶持力度逐渐增大、社会民众关注度不断加强以及企业自身竞争力的稳步提升都在推动整个无人机产业高速发展。通过分析可知,农林植保、电力巡检等领域的应用将会是今后我国无人机发展的重中之重。换言之,我国民用无人机的未来将取决于工业级无人机的发展情况。但与此同时,问题与发展相伴而生,无人机产业的快速发展带来的弊端也逐步显现出来,监管法规缺失、行业标准混乱、低端产品重复生产及核心人才匮乏等都可能成无人机市场未来发展之路上的巨大阻碍。

2 影响民用无人机市场发展的因素

(1) 无人机市场供给侧改革需要不断深入

在工业领域运用无人机不仅作业效率高、安全性能好,还可以创新产业格局,符合绿色发展理念。这些优势决定了它将是一份潜力巨大的市场。而工业级无人机的普及应用还会伴随着大量相关产业链的发展,但我国无人机市场中的现有企业扎堆于消费级无人机。这类无人机的通用性较强,但是具体到不同行业,尤其是工业级的专业领域,虽能完成作业需求,可效率不高,效果不理想。与此同时,目前我国无人机的关键技术仍然掌握在军工企业和高等院校中,这些单位对市场的反应不够敏感,将技术成果转化成经济效益的动力不足[3],而民营无人机企业没有足够的资金和技术来充分支撑无人机的研发,同时在技术扩散过程中,由于多数企业自身技术储备不足,不能很好地吸收高端技术。

(2) 伴随无人机的快速发展其自身存在众多安全隐患

民用无人机易获取、操控简单等优点推动了其快速发展,但同时也意味着无人机的使用必然存在众多的安全隐患。首先,无人机自身的质量将直接影响无人机能否安全有效使用,简易组装而成的无人机本就是重大威胁,轻则机毁,重则人亡,后果不堪设想;其次,民用无人机的肆意滥用会严重危害国家及民众,使用无人机进行恐怖袭击、越境无人机贩毒、利用无人机闯入禁飞区偷拍等时有发生,民用无人机干扰民航安全飞行、窃取他人隐私更是屡见不鲜。

(3)无人机核心技术的自主创新

核心技术是一个产业永续发展的关键,一架无人机的产生涉及到众多学科领域,尤其是工业级无人机,诸如空气动力学、结构材料、飞行力学与飞行控制、发动机及电池技术,智能传感器、无线电通信技术等。无人机的核心技术至少应该包含无人机的飞行控制与导航稳定性两大方面。但是目前我国无人机市场上能自主掌握这两项技术的企业少之又少,众多企业还停留在外购核心零件进行简易组装的初始阶段。

3 民用无人机市场发展遇到的问题

(1) 无人机领域高端人才不足,企业间技术梯度大,专业化需求无法满足

无人机在能源、国土资源、农业、医疗、防灾等众多领域大显身手,影视剧、体育赛事的航拍、工业市场的应用等也都创造了很多新需求。虽然当前无人机有着较为广泛的应用,但无人机的潜在性能与深入应用尚未被充分挖掘。专业化无人机的研发设计应该提上日程,将关注点转变到解决不同行业的针对性问题上。同时无人机较低的准入门槛,使一些创业公司看准了无人机市场投资的火爆,通过航模产业链生产无人机,目的只是为了获取融资[7]。越来越多的国内创业者正在涌入无人机领域,而无人机专业化技术人才的缺乏必将导致诸如同行企业间挖角、技术设计抄袭频现、恶意竞争品质下降等乱象出现。掌握核心技术企业较少,结构性产能过剩,行业洗牌在所难免。未来的无人机市场之争一定是技术之争、资本之争、资源之争。无人机公司必须做好整体规划,明确企业定位,关注技术人才的引进与培养[7],才能在未来的无人机市场占有一席之地。

(2)无人机市场法律法规缺失,参与者法律意识淡薄

目前,我国已出台了《民用无人机空中交通管理办法》等一系列规定,但规定的内容比较宏观、笼统,对无人机生产、销售、使用各环节没有详细的管理规定和实施细则,特别是对无人机低空空域的飞行活动没有明确的法律条文进行规范[8]。现行的法律法规、管理文件多是原则性、指导性的规定,尚不能对无人机的适航、审批、操纵、运行等环节作出切实有效的指引[9],而具体罚则的缺失更增加了无人机管理的难度。

与此同时,对大众最常见的消费级无人机的管理主要是管人、管机、管飞行规则。根据相关规定,不同机型都有严格细致的规定,但大众对这些规定的知晓度并不高[10]。对无人机销售者来说,他们更关心产品的性能和价格,对于管理规定并不特别关心;多数的消费者严重缺乏对净空区保护意识,更不了解相关的规章制度,在使用无人机的过程中,仅限于翻看产品说明书,对无人机的法律法规及管理规则毫无所知,进而导致我国无人机消费者法律意识严重落后于其普及程度的尴尬后果。无人机驾驶资格的管理更加松散,虽然国家民航局出台规定,要求对于重量大于7千克、飞行范围超过目视视距500米、高度高于120米以及飞入复杂空域内的无人机,驾驶员需取得中国航空器拥有者及驾驶员协会(AOPA)的资格证[11]。但是无人机驾驶资格证的管理并未写入我国任何法条,拥有资格证并不是申请飞行空域的先决条件,即使出现了炸机或者其他事故,这个证件也不具备如驾照一般的法律效力[12],这也造成无人机违法乱飞现象随处可见。

(3)监管体系不完善,行业标准缺失

无人机系统管理要求复杂,需要多部门协同管理。而目前我国的无人机市场,行业标准模糊不清,同时还缺少一套能涵盖从出厂、销售到使用飞行的完整监管体系[13],主要表现在以下几个方面:①缺乏无人机出厂的技术标准和适航审批,众多民营制造商生产的无人机技术含量低,只是把各核心元件简单的组装,不同品牌之间产品质量与作业成效相差巨大,存在严重的安全隐患;②销售环节严重缺乏管理,职能部门无法进行有效的监管。便利的线上购买平台使购买者无需实名即可获得 ,同时又忽略告知消费者安全风险的义务,无形中加剧了相关部门的管理压力;③无人机的无证驾驶、违规飞行等乱象严重,公安、航空等“多头治水”,管理效率低下,且只要没被当场抓获,职能部门很难进行处罚,无人机使用者违法飞行的成本很低。

(4)飞行控制能力急需加强,通讯网络严重制约无人机的发展

随着无人机在日常生产生活中的应用日渐广泛,对无人机性能的要求也在不断提升。目前制约无人机应用的最突出问题就是飞行控制的能力。安全性和电磁兼容性两方面对无人机来说,即意味着“死或生”。实际应用场景中,高压线、手机基站、大型钢铁架构等都有可能形成地磁紊乱导致起飞、降落失常。按照电磁兼容性要求,无人机应该对环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。可目前的无人飞行器在这方面的投入远远不够,控制范围仅在几百米到几公里不等,当飞出控制范围外时无人机将失去控制。而无人机飞行控制能力的提升会加大人机作业范围,这对无人机通讯网络的要求更加严苛,传统的无线电遥控势必无法满足需求。但现有的移动通讯基站以及网络运营商的4G信号远远无法满足无人机的飞行需求,这严重限制了无人机的发展。

4 对我国无人机市场发展的几点建议

(1) 注重高端技术人才培养,推进无人机功能专业化,实现无人机产业集群式发展

人才是市场发展的根本,企业必须要重视专业化人才的培养,加大对高端技术人才的投入。与此同时工业级无人机的普及应用关系到我国众多产业链的完善及创新发展,意义重大。政府应该加大对工业级无人机的扶持,利用政策引导企业重视专业化无人机。推动行业内有能力的企业积极开展功能机的研发制造,同时完善相关的产业链。这不仅符合新发展理念,有助于推动各产业格局的创新,还可以为企业带来极大的提升。借鉴深圳无人机产业发展的成功经验,可以为我国的无人机发展提供以下几点参考:①完备产业链条,配套基础产业,形成产业集聚效应,促进行业中企业结构层次性发展;②建立无人机行业协会,从专业领域入手推动行业健康发展;③政府积极扶持,注重无人机产业发展,大力建设无人机产业基地[14]。

(2)政府加强重视,健全法规,做到有法可依、有据可查

无人机市场的发展首先应该做到有法可依、有据可查,因此各类法律、规章、标准、操作规程等的建立应走在前面。整合现有的出于不同部门有关无人机的零散的规章、行政法规,形成系统化的、具有针对性的法律和规章制度[15]。使无人机市场形成从制造企业资质审批、安全标准和产品质量控制、销售商经营行为到无人机实名注册和售后入网的全方位法制化管理,真正做到有法可依、有据可查 。

(3)明确无人机市场的各项行业准则,构建全方位联合监管体系

形成业内普遍认可的行业准则是我国无人机市场长远发展的重要基石,从生产商的制造标准、经销商的资格核定到消费者的使用准则,完备的行业准则不仅可以有效消除各个环节的安全隐患,更是无人机市场精准监管得以落实的前提条件。由于无人机的特殊性,监管体系的构建应注意以下几点:①根据违法违章的环节、地点、性质分清管理责任,多职能部门分工协作联合执法[16];②严把制造源头,监管制造业企业,确保流入市场的每一架无人机都是符合国家质量安检标准的;③落实无人机实名制,抓住流通环节;④重视无人机驾驶培训,增强无人机使用者的安全守法意识;⑤建立信息平台,网络飞行申报降低成本,实现信息实时监控[17]。

(4)加大创新投入,突破技术制约

无人机飞行控制能力受限、通讯网络无法满足需求,归根结底是技术制约着我国无人机市场的进一步发展。推动创新机制,引领企业重视创新、掌握自有核心技术才是发展之本。在全国范围内建立无人机系统试验场,用来测试无人机碰撞、坠毁时如何减少伤害,以及如何抗地磁紊乱等,确保无人机的安全性与稳定性。加强移动基站建设,同时大力推动5G通信发展,并在现有4G网络的依托下运用“互联网+”模式对无人机进行远程操控,相信一定能极大拓宽无人机行业的应用。

5 结论

无人机作为新时代极具代表性的科技产品,市场价值及其应用前景是有目共睹的,由计量模型预测的结果可知我国民用无人机市场将会持续增长,这充分预示我国民用无人机市场的未来可期;同时逐步趋于平稳的增长率也说明了我国的民用无人机市场正在不断完善,逐步达到一个稳定发展的平衡状态。但在这个过程中存在的困难与制约是不容忽视的,制度法规的缺失、行业标准的缺失、现有技术的制约等都是急需攻克的难关。我国民用无人机市场的健康发展需要政府有关部门、行业内企业以及每位参与其中的消费者共同努力,进而建立一个各部门灵活联动、行业内企业积极配合自我约束、消费者知法守法合规使用的无人机市场。

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