柏藝琴

中國民航科學(xué)技術(shù)研究院

本文對2021年上半年中國民用航空局無人機云交換系統(tǒng)所收集的無人機運行數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、統(tǒng)計和分析，同時按照季度和往年同期的維度，對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。無人機運行量和運行分布數(shù)據(jù)顯示，無人機運行量隨季節(jié)變化明顯，上半年運行量在4月份達(dá)到峰值，交換系統(tǒng)中無人機以植保類為主，而作業(yè)和訓(xùn)練用Ⅲ類無人機的運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、研究機構(gòu)、無人機廠家等相關(guān)方提供參考。

2021年1 ～6月，中國民用航空局無人機云交換系統(tǒng)（也稱交換系統(tǒng)）中共有優(yōu)云、優(yōu)凱、北斗云、無憂云、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。本文對各云系統(tǒng)的無人機飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，并使用圖表對其進(jìn)行匯總和分析。值得注意的是，本文的飛行小時統(tǒng)計是基于各無人機云系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)量，與飛行架次無關(guān)。

交換系統(tǒng)接收無人機云系統(tǒng)實時數(shù)據(jù)的情況

月度運行量

按照《輕小無人機運行規(guī)定》（AC-91-31）的要求，無人機云系統(tǒng)須要實時記錄無人機的運行數(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)提供的實時數(shù)據(jù)并分發(fā)給其他系統(tǒng)。

為真實反映無人機運行情況，本文對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并對有效數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。

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)換算成飛行時間，數(shù)值為46.4萬小時，僅為2020年同期的77.4%，但比2019年上半年增加了約14.8萬小時。

本文首先將1 ～6月無人機總飛行量以及參與數(shù)據(jù)交換的各云系統(tǒng)中的運行量進(jìn)行統(tǒng)計。鑒于2020年上半年新冠疫情對無人機運行產(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)中無人機月度飛行小時進(jìn)行對比，具體見表1、圖1和圖2。

表1 2021年1 ～6月交換系統(tǒng)中無人機飛行小時統(tǒng)計表。

圖1 2021年1 ～6月無人機飛行小時對比圖。

圖2 2018年、2019年、2020年和2021年上半年交換系統(tǒng)中無人機飛行小時對比圖。

表2 2021年上半年運行的無人機數(shù)量統(tǒng)計表。

2021年1月份和2月份無人機運行量處于低位運行，隨著春季農(nóng)業(yè)植保作業(yè)展開，3月份和4月份運行量大幅上升，4月份交換系統(tǒng)中無人機運行量達(dá)到上半年的峰值，而2020年上半年無人機運行量峰值出現(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，2020年上半年運行量受新冠疫情影響較大，在疫情得到有效控制后，無人機復(fù)工，運行量得到爆發(fā)式增長，而受相關(guān)部門6月紛紛出臺的限飛政策影響，相較今年5月份，6月份無人機運行量銳減。

季度對比數(shù)據(jù)顯示，2021年第一季度飛行時間為22.4萬小時，比2020年同期增加約8.6萬小時，是2020年第一季度的1.6倍，比2019年第一季度增加約1.5萬小時。

2021年第二季度無人機共運行約46.5萬小時，比2020年第二季度減少約25.8萬小時，是2021年第一季度的2倍，比2019年同期增加13.2萬小時。

參與運行的無人機數(shù)量

2021年上半年，交換系統(tǒng)中共有2.6萬余架無人機參與運行，以下對2021年上半年各云系統(tǒng)中參與運行的無人機數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計，并與2019年及2020年同期數(shù)量進(jìn)行對比并作圖展示。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年第二季度，交換系統(tǒng)中共有23732架無人機參與運行，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)中運行的無人機數(shù)量減少7122架，與2019年同期基本持平。

無人機分類

本部分主要統(tǒng)計2021年上半年從交換系統(tǒng)中獲取的各類無人機運行量，主要從無人機運行管理類別和無人機類型兩個方面進(jìn)行統(tǒng)計。

參照《輕小無人機運行規(guī)定》（AC-91-31）中的無人機運行管理分類要求（見表3），首先對無人機運行管理分類中的各類型無人機2021年1 ～6月運行量進(jìn)行統(tǒng)計，并將其與2019年及2020年同期進(jìn)行對比，相關(guān)數(shù)據(jù)信息詳見表4、圖5、圖6和圖7。

表3 無人機運行管理分類表。

表4 2021年1～6月各無人機運行管理類別運行量統(tǒng)計表。

圖3 2021年第一季度和第二季度參與運行的無人機數(shù)量對比圖。

圖4 2019年、2020年和2021年上半年運行無人機數(shù)量對比圖。

圖5 2021年1-6月各無人機運行管理類別運行量占比圖。

圖6 2021年第一季度和第二季度各無人機運行管理類別運行量對比圖。

圖7 2019年、2020年和2021年上半年無人機運行管理類別運行量對比圖。

圖8 2021年上半年各類型無人機運行量（飛行小時）占比圖。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，近三年無人機運行管理類別中，V類無人機即植保無人機的運行量最大。2021年上半年，V類和Ⅲ類無人機運行量較大，分別為14.2萬和9.9萬小時，兩者合計的運行量占2021年上半年無人機總運行量的75%。其中，運行量最大的V類無人機占2021年上半年總運行量的44%，比去年同期減少35%，比2019年同期減少22.9萬小時，基本與2018年同期持平?？梢?，2021年上半年，V類無人機無論是運行量，還是在總運行量中所占比例，均小于2018年、2019年和2020年同期，說明今年上半年植保無人機作業(yè)量大幅減少。

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

統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，交換系統(tǒng)中，多旋翼無人機占絕對主流，與往年類似，其2021年上半年運行量占交換系統(tǒng)中總運行量的96.6%。結(jié)合無人機運行管理分類的統(tǒng)計數(shù)量，云系統(tǒng)中運行的無人機主要類型為多旋翼類植保無人機和最大起飛重量7 ～25kg范圍內(nèi)的III類多旋翼無人機。

表5 2021年上半年各類型無人機運行量統(tǒng)計表。

無人機運行高度

考慮到無人機云系統(tǒng)中注冊的無人機以輕小型無人機為主。經(jīng)統(tǒng)計，2021年上半年運行高度＜120m的無人機占94.3%，故本節(jié)僅對運行高度＜120m的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，詳見圖9。

圖9 2021年上半年無人機運行高度統(tǒng)計。

圖10 2021年第一季度和第二季度無人機運行高度對比圖。

圖11 2020年和2021年上半年運行高度分布對比圖。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年1 ～6月運行高度≤5m的無人機飛行小時數(shù)僅占總飛行小時數(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。而運行高度≤10m的無人機飛行小時數(shù)占總飛行小時數(shù)的76.0%，運行高度在≤20m以下的無人機飛行小時數(shù)占2021年上半年總飛行小時數(shù)的80.4%。

針對運行高度＜120m的無人機，下面對其2021年第一季度和第二季度、2020年和2021年上半年運行量進(jìn)行對比。

與2020年上半年類似，2021年第二季度運行高度≤5m的無人機飛行小時數(shù)占第二季度總飛行小時數(shù)的64.3%，遠(yuǎn)高于同年第一季度；運行高度≤15m的無人機飛行小時數(shù)占第二季度總飛行小時數(shù)的83.9%，而運行高度≤30m的無人機飛行小時數(shù)占第二季度總飛行小時數(shù)的 90.7%。

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

無人機運行速度

現(xiàn)對接入交換系統(tǒng)、實時運行的無人機運行速度進(jìn)行統(tǒng)計。為獲得更為直觀的說明，本節(jié)對參與數(shù)據(jù)交換的無人機運行速度按照范圍統(tǒng)計，在統(tǒng)計圖表中：

1m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實時數(shù)據(jù)中，0m/s＜運行速度≤1m/s的飛行小時；

2m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實時數(shù)據(jù)中，1m/s＜運行速度≤2m/s的飛行小時；

以此類推，50m/s表示交換系統(tǒng)所接收的實時數(shù)據(jù)中，49m/s＜運行速度≤50m/s的飛行小時。

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

圖12 2021年上半年無人機運行速度統(tǒng)計。

為更加直觀說明統(tǒng)計數(shù)據(jù)，本節(jié)將占比較小、運行速度＞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)行對比，并作圖展示，詳見圖13。

圖13 2021年第一季度和第二季度無人機運行速度（運行速度≤20m/s）對比圖。

圖14 2020年和2021年上半年無人機運行速度（運行速度≤20m/s）對比圖。

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

相比于2020年同期,2021年上半年運行速度為0 ～1m/s的多旋翼無人機運行量所占比例更高。

無人機運行時段

下文對無人機運行時間進(jìn)行統(tǒng)計，以30min為時間間隔，首先對上半年無人機運行時間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，并與2020年同期數(shù)據(jù)進(jìn)行對比?？紤]到云系統(tǒng)中大多數(shù)為植保無人機，這類無人機作業(yè)具有季節(jié)性特點，因此對第一季度和第二季度無人機運行時間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計，具體見圖15、圖16和圖17，圖中時間為北京時間。目前我國無人機主要在晝間運行。

圖15 2021年上半年無人機運行時間分布圖。

圖16 2020年和2021年上半年運行時間對比圖。

圖17 2020年與2021年第一季度和第二季度運行時間對比圖。

2021年上半年無人機運行全天峰值也在上午，峰值出現(xiàn)在北京時間9:00～9:30這個時間段，比2020年同期峰值提前了1個小時。下午峰值出現(xiàn)在北京時間16:00 ～16:30時間段，與2020年同期保持一致。

以下分季度對近兩年無人機的運行時間分布數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。

對比數(shù)據(jù)顯示，202年第一季度無人機運行的上午峰值出現(xiàn)在北京時間10:30 ～11:00時間段，而下午峰值出現(xiàn)在14:00 ～14:30這個時間段。

2021年第二季度無人機運行峰值出現(xiàn)在北京時間上午9:00 ～9:30這個時間段，下午峰值出現(xiàn)在北京時間16:00 ～16:30時間段。相比于2021年第一季度，第二季度無人機運行上午峰值提前了1個半小時，下午峰值延后了2個小時。

通過對比2020年第二季度和2021年第二季度無人機運行時間分布數(shù)據(jù)可知，2021年與2020年第二季度的峰值均出現(xiàn)在北京時間的上午，但2021年第二季度的運行峰值比2020年提前了1個小時。

無人機運行區(qū)域

下面簡要闡述2021年上半年無人機運行區(qū)域分布。

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

2021年1月，交換系統(tǒng)中的無人機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)中的無人機在江蘇省、安徽省、河南省、浙江省的運行明顯增加，在泰國、菲律賓等東南亞國家和地區(qū)也有無人機運行。

2021年3月，山東省、江蘇省、安徽省、河南省、湖北省的無人機運行量比1 ～2月份明顯增加，東北三省開始有少量運行。

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

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

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

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