柏藝琴

中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院

本文對(duì)2021年上半年中國(guó)民用航空局無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)所收集的無(wú)人機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、統(tǒng)計(jì)和分析，同時(shí)按照季度和往年同期的維度，對(duì)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。無(wú)人機(jī)運(yùn)行量和運(yùn)行分布數(shù)據(jù)顯示，無(wú)人機(jī)運(yùn)行量隨季節(jié)變化明顯，上半年運(yùn)行量在4月份達(dá)到峰值，交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)以植保類(lèi)為主，而作業(yè)和訓(xùn)練用Ⅲ類(lèi)無(wú)人機(jī)的運(yùn)行占比較往年同期增加明顯。相關(guān)分析數(shù)據(jù)可為政府、研究機(jī)構(gòu)、無(wú)人機(jī)廠(chǎng)家等相關(guān)方提供參考。

2021年1 ～6月，中國(guó)民用航空局無(wú)人機(jī)云交換系統(tǒng)（也稱(chēng)交換系統(tǒng)）中共有優(yōu)云、優(yōu)凱、北斗云、無(wú)憂(yōu)云、知翼云、極飛、拓攻和中科天網(wǎng)等8家云系統(tǒng)參與數(shù)據(jù)交換和共享。本文對(duì)各云系統(tǒng)的無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并使用圖表對(duì)其進(jìn)行匯總和分析。值得注意的是，本文的飛行小時(shí)統(tǒng)計(jì)是基于各無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)量，與飛行架次無(wú)關(guān)。

交換系統(tǒng)接收無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的情況

月度運(yùn)行量

按照《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定》（AC-91-31）的要求，無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)須要實(shí)時(shí)記錄無(wú)人機(jī)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。為此，交換系統(tǒng)按照每5秒調(diào)用各云系統(tǒng)接口程序的頻次，接收各云系統(tǒng)提供的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并分發(fā)給其他系統(tǒng)。

為真實(shí)反映無(wú)人機(jī)運(yùn)行情況，本文對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并對(duì)有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

將2021年上半年8家云系統(tǒng)為交換系統(tǒng)提供的有效數(shù)據(jù)換算成飛行時(shí)間，數(shù)值為46.4萬(wàn)小時(shí)，僅為2020年同期的77.4%，但比2019年上半年增加了約14.8萬(wàn)小時(shí)。

本文首先將1 ～6月無(wú)人機(jī)總飛行量以及參與數(shù)據(jù)交換的各云系統(tǒng)中的運(yùn)行量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。鑒于2020年上半年新冠疫情對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生較大影響，故本文將2018年、2019年、2020年和2021年1 ～6月交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)月度飛行小時(shí)進(jìn)行對(duì)比，具體見(jiàn)表1、圖1和圖2。

表1 2021年1 ～6月交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)統(tǒng)計(jì)表。

圖1 2021年1 ～6月無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)對(duì)比圖。

圖2 2018年、2019年、2020年和2021年上半年交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)對(duì)比圖。

表2 2021年上半年運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量統(tǒng)計(jì)表。

2021年1月份和2月份無(wú)人機(jī)運(yùn)行量處于低位運(yùn)行，隨著春季農(nóng)業(yè)植保作業(yè)展開(kāi)，3月份和4月份運(yùn)行量大幅上升，4月份交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)運(yùn)行量達(dá)到上半年的峰值，而2020年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行量峰值出現(xiàn)在當(dāng)年的5月，2018年和2019年上半年的峰值是在6月。由此可見(jiàn)，2020年上半年運(yùn)行量受新冠疫情影響較大，在疫情得到有效控制后，無(wú)人機(jī)復(fù)工，運(yùn)行量得到爆發(fā)式增長(zhǎng)，而受相關(guān)部門(mén)6月紛紛出臺(tái)的限飛政策影響，相較今年5月份，6月份無(wú)人機(jī)運(yùn)行量銳減。

季度對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，2021年第一季度飛行時(shí)間為22.4萬(wàn)小時(shí)，比2020年同期增加約8.6萬(wàn)小時(shí)，是2020年第一季度的1.6倍，比2019年第一季度增加約1.5萬(wàn)小時(shí)。

2021年第二季度無(wú)人機(jī)共運(yùn)行約46.5萬(wàn)小時(shí)，比2020年第二季度減少約25.8萬(wàn)小時(shí)，是2021年第一季度的2倍，比2019年同期增加13.2萬(wàn)小時(shí)。

參與運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量

2021年上半年，交換系統(tǒng)中共有2.6萬(wàn)余架無(wú)人機(jī)參與運(yùn)行，以下對(duì)2021年上半年各云系統(tǒng)中參與運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并與2019年及2020年同期數(shù)量進(jìn)行對(duì)比并作圖展示。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年第二季度，交換系統(tǒng)中共有23732架無(wú)人機(jī)參與運(yùn)行，相比第一季度增加約8628架。而與2020年同期相比，2021年上半年交換系統(tǒng)中運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量減少7122架，與2019年同期基本持平。

無(wú)人機(jī)分類(lèi)

本部分主要統(tǒng)計(jì)2021年上半年從交換系統(tǒng)中獲取的各類(lèi)無(wú)人機(jī)運(yùn)行量，主要從無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類(lèi)別和無(wú)人機(jī)類(lèi)型兩個(gè)方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

參照《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定》（AC-91-31）中的無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理分類(lèi)要求（見(jiàn)表3），首先對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理分類(lèi)中的各類(lèi)型無(wú)人機(jī)2021年1 ～6月運(yùn)行量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并將其與2019年及2020年同期進(jìn)行對(duì)比，相關(guān)數(shù)據(jù)信息詳見(jiàn)表4、圖5、圖6和圖7。

表3 無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理分類(lèi)表。

表4 2021年1～6月各無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類(lèi)別運(yùn)行量統(tǒng)計(jì)表。

圖3 2021年第一季度和第二季度參與運(yùn)行的無(wú)人機(jī)數(shù)量對(duì)比圖。

圖4 2019年、2020年和2021年上半年運(yùn)行無(wú)人機(jī)數(shù)量對(duì)比圖。

圖5 2021年1-6月各無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類(lèi)別運(yùn)行量占比圖。

圖6 2021年第一季度和第二季度各無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類(lèi)別運(yùn)行量對(duì)比圖。

圖7 2019年、2020年和2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類(lèi)別運(yùn)行量對(duì)比圖。

圖8 2021年上半年各類(lèi)型無(wú)人機(jī)運(yùn)行量（飛行小時(shí)）占比圖。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，近三年無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理類(lèi)別中，V類(lèi)無(wú)人機(jī)即植保無(wú)人機(jī)的運(yùn)行量最大。2021年上半年，V類(lèi)和Ⅲ類(lèi)無(wú)人機(jī)運(yùn)行量較大，分別為14.2萬(wàn)和9.9萬(wàn)小時(shí)，兩者合計(jì)的運(yùn)行量占2021年上半年無(wú)人機(jī)總運(yùn)行量的75%。其中，運(yùn)行量最大的V類(lèi)無(wú)人機(jī)占2021年上半年總運(yùn)行量的44%，比去年同期減少35%，比2019年同期減少22.9萬(wàn)小時(shí)，基本與2018年同期持平?？梢?jiàn)，2021年上半年，V類(lèi)無(wú)人機(jī)無(wú)論是運(yùn)行量，還是在總運(yùn)行量中所占比例，均小于2018年、2019年和2020年同期，說(shuō)明今年上半年植保無(wú)人機(jī)作業(yè)量大幅減少。

根據(jù)《輕小無(wú)人機(jī)運(yùn)行規(guī)定》（AC-91-31）和民航行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)接口數(shù)據(jù)規(guī)范》（MH/T 2011-2019）要求，現(xiàn)對(duì)2021年上半年各類(lèi)型無(wú)人機(jī)在交換系統(tǒng)中的運(yùn)行量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，交換系統(tǒng)中，多旋翼無(wú)人機(jī)占絕對(duì)主流，與往年類(lèi)似，其2021年上半年運(yùn)行量占交換系統(tǒng)中總運(yùn)行量的96.6%。結(jié)合無(wú)人機(jī)運(yùn)行管理分類(lèi)的統(tǒng)計(jì)數(shù)量，云系統(tǒng)中運(yùn)行的無(wú)人機(jī)主要類(lèi)型為多旋翼類(lèi)植保無(wú)人機(jī)和最大起飛重量7 ～25kg范圍內(nèi)的III類(lèi)多旋翼無(wú)人機(jī)。

表5 2021年上半年各類(lèi)型無(wú)人機(jī)運(yùn)行量統(tǒng)計(jì)表。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度

考慮到無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中注冊(cè)的無(wú)人機(jī)以輕小型無(wú)人機(jī)為主。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，2021年上半年運(yùn)行高度＜120m的無(wú)人機(jī)占94.3%，故本節(jié)僅對(duì)運(yùn)行高度＜120m的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見(jiàn)圖9。

圖9 2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度統(tǒng)計(jì)。

圖10 2021年第一季度和第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行高度對(duì)比圖。

圖11 2020年和2021年上半年運(yùn)行高度分布對(duì)比圖。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2021年1 ～6月運(yùn)行高度≤5m的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)僅占總飛行小時(shí)數(shù)的54.4%，該比例比2020年同期減少約20%，但遠(yuǎn)高于2019年同期。而運(yùn)行高度≤10m的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占總飛行小時(shí)數(shù)的76.0%，運(yùn)行高度在≤20m以下的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占2021年上半年總飛行小時(shí)數(shù)的80.4%。

針對(duì)運(yùn)行高度＜120m的無(wú)人機(jī)，下面對(duì)其2021年第一季度和第二季度、2020年和2021年上半年運(yùn)行量進(jìn)行對(duì)比。

與2020年上半年類(lèi)似，2021年第二季度運(yùn)行高度≤5m的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占第二季度總飛行小時(shí)數(shù)的64.3%，遠(yuǎn)高于同年第一季度；運(yùn)行高度≤15m的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占第二季度總飛行小時(shí)數(shù)的83.9%，而運(yùn)行高度≤30m的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占第二季度總飛行小時(shí)數(shù)的 90.7%。

可見(jiàn)，2021年上半年，超低空無(wú)人機(jī)運(yùn)行量較2020年同期下降明顯，尤其體現(xiàn)在運(yùn)行高度＜5m的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度

現(xiàn)對(duì)接入交換系統(tǒng)、實(shí)時(shí)運(yùn)行的無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為獲得更為直觀(guān)的說(shuō)明，本節(jié)對(duì)參與數(shù)據(jù)交換的無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度按照范圍統(tǒng)計(jì)，在統(tǒng)計(jì)圖表中：

1m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，0m/s＜運(yùn)行速度≤1m/s的飛行小時(shí)；

2m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，1m/s＜運(yùn)行速度≤2m/s的飛行小時(shí)；

以此類(lèi)推，50m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)中，49m/s＜運(yùn)行速度≤50m/s的飛行小時(shí)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在2021年上半年，運(yùn)行速度為0m/s的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占總飛行小時(shí)數(shù)的16.9%,比2020年同期略有增加，但比2019年1 ～6月減少約57%。運(yùn)行速度≤1m/s（含等于0m/s）的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占總飛行小時(shí)數(shù)的53.8%，相比于2020年同期明顯增加，運(yùn)行速度≤5m/s的無(wú)人機(jī)飛行小時(shí)數(shù)占77.2%。

圖12 2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度統(tǒng)計(jì)。

為更加直觀(guān)說(shuō)明統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，本節(jié)將占比較小、運(yùn)行速度＞20m/s的數(shù)據(jù)去掉，將第一季度和第二季度數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，并作圖展示，詳見(jiàn)圖13。

圖13 2021年第一季度和第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度（運(yùn)行速度≤20m/s）對(duì)比圖。

圖14 2020年和2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行速度（運(yùn)行速度≤20m/s）對(duì)比圖。

從圖中可以看出，在無(wú)人機(jī)云系統(tǒng)中，運(yùn)行的大部分無(wú)人機(jī)為多旋翼無(wú)人機(jī),與2020年類(lèi)似。相比于第一季度,2021年第二季度各云系統(tǒng)中懸停作業(yè)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量所占比例明顯降低。

相比于2020年同期,2021年上半年運(yùn)行速度為0 ～1m/s的多旋翼無(wú)人機(jī)運(yùn)行量所占比例更高。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)段

下文對(duì)無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，以30min為時(shí)間間隔，首先對(duì)上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并與2020年同期數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。考慮到云系統(tǒng)中大多數(shù)為植保無(wú)人機(jī)，這類(lèi)無(wú)人機(jī)作業(yè)具有季節(jié)性特點(diǎn)，因此對(duì)第一季度和第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體見(jiàn)圖15、圖16和圖17，圖中時(shí)間為北京時(shí)間。目前我國(guó)無(wú)人機(jī)主要在晝間運(yùn)行。

圖15 2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間分布圖。

圖16 2020年和2021年上半年運(yùn)行時(shí)間對(duì)比圖。

圖17 2020年與2021年第一季度和第二季度運(yùn)行時(shí)間對(duì)比圖。

2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行全天峰值也在上午，峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間9:00～9:30這個(gè)時(shí)間段，比2020年同期峰值提前了1個(gè)小時(shí)。下午峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間16:00 ～16:30時(shí)間段，與2020年同期保持一致。

以下分季度對(duì)近兩年無(wú)人機(jī)的運(yùn)行時(shí)間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。

對(duì)比數(shù)據(jù)顯示，202年第一季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行的上午峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間10:30 ～11:00時(shí)間段，而下午峰值出現(xiàn)在14:00 ～14:30這個(gè)時(shí)間段。

2021年第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間上午9:00 ～9:30這個(gè)時(shí)間段，下午峰值出現(xiàn)在北京時(shí)間16:00 ～16:30時(shí)間段。相比于2021年第一季度，第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行上午峰值提前了1個(gè)半小時(shí)，下午峰值延后了2個(gè)小時(shí)。

通過(guò)對(duì)比2020年第二季度和2021年第二季度無(wú)人機(jī)運(yùn)行時(shí)間分布數(shù)據(jù)可知，2021年與2020年第二季度的峰值均出現(xiàn)在北京時(shí)間的上午，但2021年第二季度的運(yùn)行峰值比2020年提前了1個(gè)小時(shí)。

無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域

下面簡(jiǎn)要闡述2021年上半年無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域分布。

相比于2021年第一季度，第二季度我國(guó)湖南省、湖北省和安徽省，以及東北三省和新疆維吾爾自治區(qū)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行密度明顯增大。

2021年1月，交換系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)主要稀疏分布在山東省、江蘇省、安徽省、河南省、浙江省、湖北省、廣東省、廣西壯族自治區(qū)。

2021年2月，交換系統(tǒng)中的無(wú)人機(jī)在江蘇省、安徽省、河南省、浙江省的運(yùn)行明顯增加，在泰國(guó)、菲律賓等東南亞國(guó)家和地區(qū)也有無(wú)人機(jī)運(yùn)行。

2021年3月，山東省、江蘇省、安徽省、河南省、湖北省的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量比1 ～2月份明顯增加，東北三省開(kāi)始有少量運(yùn)行。

2021年4月，無(wú)人機(jī)總運(yùn)行量繼續(xù)增長(zhǎng)，無(wú)人機(jī)在河南省、河北省、安徽省、江蘇省運(yùn)行十分密集，江西省顯著增加，東北三省的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量繼續(xù)增加，新疆維吾爾自治區(qū)開(kāi)始出現(xiàn)本年度作業(yè)和訓(xùn)練的無(wú)人機(jī)。

2021年5月，河南省、河北省、安徽省、江蘇省的無(wú)人機(jī)運(yùn)行略微減少，但總運(yùn)行量仍較大，江西省繼續(xù)增加，而東北三省尤其是黑龍江省無(wú)人機(jī)的運(yùn)行量和新疆維吾爾自治區(qū)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量明顯增加。

2021年6月，湖北省、湖南省、江西省、江蘇省、浙江省的運(yùn)行量較多，同時(shí)東北三省的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量達(dá)到2021年上半年的峰值，新疆維吾爾自治區(qū)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量仍保持較高水平。

由無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域分布分析可知，交換系統(tǒng)中無(wú)人機(jī)運(yùn)行區(qū)域和氣候具有較大的相關(guān)性，隨著季節(jié)變化，我國(guó)東北三省和新疆維吾爾自治區(qū)的無(wú)人機(jī)運(yùn)行量呈現(xiàn)規(guī)律性變化，上半年4月份和5月份的無(wú)人機(jī)總運(yùn)行量明顯較大。