□ 文/宋鴻

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無(wú)人機(jī)的應(yīng)用與管理

□ 文/宋鴻

無(wú)人機(jī)現(xiàn)在家喻戶(hù)曉，是當(dāng)代新興起的一個(gè)行業(yè)。盡管我國(guó)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)的研究起步晚，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)人機(jī)的應(yīng)用逐步被開(kāi)拓。無(wú)人機(jī)不僅在軍用領(lǐng)域大顯身手，其在民用領(lǐng)域的應(yīng)用也日益廣泛。無(wú)人機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用是從2006年開(kāi)始升溫，到2008年北京奧運(yùn)會(huì)和汶川抗震救災(zāi)應(yīng)用，再到今天的短短幾年，發(fā)展迅猛，已從傳統(tǒng)的軍用安全向民用轉(zhuǎn)向，其在安全領(lǐng)域的重要作用在民用領(lǐng)域一樣得以沿用。資本行業(yè)目前也有不少看好無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，開(kāi)始涉足無(wú)人機(jī)生產(chǎn)，勢(shì)必給無(wú)人機(jī)行業(yè)帶來(lái)新的空間和深刻的影響。我們也期待未來(lái)的無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展能夠更全局、更智慧，從而滿(mǎn)足多種行業(yè)業(yè)務(wù)需求，標(biāo)志著無(wú)人機(jī)開(kāi)始進(jìn)入空地立體防控時(shí)代。

隨著無(wú)人機(jī)應(yīng)用的逐步推進(jìn)，無(wú)人機(jī)的規(guī)范使用和有效管控已經(jīng)成為亟待解決的問(wèn)題，國(guó)家的法規(guī)也相繼出臺(tái)，產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟的作用越來(lái)越大。

無(wú)人機(jī)的定義

無(wú)人駕駛飛機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)人機(jī)（UAV），是利用無(wú)線電遙控設(shè)備和自備程序控制裝置操縱的不載人飛行機(jī)器人，主要由飛機(jī)平臺(tái)系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)組成，無(wú)人機(jī)技術(shù)綜合集成航空技術(shù)、信息技術(shù)、控制技術(shù)、測(cè)控技術(shù)、傳感技術(shù)以及新材料、新能源等多學(xué)科技術(shù)，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用前景十分廣闊。

無(wú)人機(jī)類(lèi)別

按照不同平臺(tái)構(gòu)型來(lái)分類(lèi)，無(wú)人機(jī)可主要有固定翼無(wú)人機(jī)、無(wú)人直升機(jī)和多軸（旋翼）無(wú)人機(jī)三大平臺(tái)，其它小種類(lèi)無(wú)人機(jī)平臺(tái)還包括傘翼無(wú)人機(jī)、撲翼無(wú)人機(jī)和無(wú)人飛艇等。固定翼無(wú)人機(jī)是軍用和多數(shù)民用無(wú)人機(jī)的主流平臺(tái)，最大特點(diǎn)是飛行速度較快；無(wú)人直升機(jī)是靈活性最強(qiáng)的無(wú)人機(jī)平臺(tái)，可以原地垂直起飛和懸停；多軸（旋翼）無(wú)人機(jī)是消費(fèi)級(jí)和部分民用用途的首選平臺(tái)，靈活性介于固定翼和直升機(jī)中間（起降環(huán)境要求低），但操縱簡(jiǎn)單、成本較低。

無(wú)人機(jī)整體特點(diǎn)

由于無(wú)人駕駛，因此無(wú)人機(jī)去除了有人駕駛相關(guān)的設(shè)備，包括駕駛座椅，顯示設(shè)備，玻璃防護(hù)罩，方向盤(pán)以及機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備等，減輕了飛機(jī)的負(fù)載和去除了用于載人的空間，利用芯片導(dǎo)航控制因此無(wú)人機(jī)具有智能化、小型化和輕型化的特點(diǎn)。

由于不需要人駕駛，排除了生命隱患，無(wú)人機(jī)更容易去那些高度危險(xiǎn)的區(qū)域執(zhí)行任務(wù)，包括戰(zhàn)場(chǎng)，危險(xiǎn)品和核輻射區(qū)域，火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，極熱和急寒區(qū)域等。

在軍用領(lǐng)域和傳統(tǒng)的大型飛機(jī)和執(zhí)行戰(zhàn)場(chǎng)任務(wù)的作戰(zhàn)無(wú)人機(jī)相比，眾多無(wú)人機(jī)普遍采用非金屬?gòu)?fù)合材料來(lái)減輕其重量，因此具有更小的雷達(dá)散射截面，以至于更加不容易被中長(zhǎng)距防控雷達(dá)所捕捉，在軍用領(lǐng)域有著不可替代的優(yōu)越性。

在民用領(lǐng)域上的無(wú)人機(jī)，除固定翼無(wú)人機(jī)外，還存在眾多的四/六懸翼無(wú)人機(jī)和無(wú)人直升機(jī)，這些低、小、慢無(wú)人機(jī)，廣泛的應(yīng)用在航拍、航測(cè)、網(wǎng)線巡邏、森林防火、海洋監(jiān)測(cè)、禁毒緝私、農(nóng)業(yè)植保等等， 因此跟人工相比具有優(yōu)良的低成本特征。

此外和價(jià)格高昂的有人駕駛飛機(jī)相比，可執(zhí)行一定任務(wù)功能的專(zhuān)業(yè)無(wú)人機(jī)價(jià)格成本相對(duì)較低，例如無(wú)人機(jī)可利用高分辨率可見(jiàn)光相機(jī)、紅外攝像機(jī)、多光譜相機(jī)和氣體探測(cè)儀等多種傳感器系統(tǒng)獲取遙感數(shù)據(jù)，因此具有廣泛的市場(chǎng)需求。

無(wú)人機(jī)目前一般是采取的本地存儲(chǔ)，隨著無(wú)人機(jī)越來(lái)越受重視，它的應(yīng)用范圍不斷被拓展，從原先的軍事偵查、監(jiān)視到目前民用的大地測(cè)量、搖感再到商用的廣告宣傳、影片拍攝等，在多數(shù)情況下人們利用無(wú)人機(jī)都是想通過(guò)機(jī)械到達(dá)人類(lèi)難以到達(dá)的位置，然后通過(guò)航拍圖傳設(shè)備將高分辨率、能描述物體集合形態(tài)的二位或三維圖像傳輸回來(lái)。因?yàn)楦咔逡曨l圖像的數(shù)據(jù)量都相當(dāng)大，所以在目前人們追求高清、穩(wěn)定、快速的時(shí)代里，模擬設(shè)備基本跟不上無(wú)人機(jī)圖傳設(shè)備的要求，因此，視頻圖像的高速傳輸則變成了無(wú)人機(jī)圖像傳輸難點(diǎn)之一。要想做到無(wú)線視頻實(shí)時(shí)傳輸，那么對(duì)無(wú)線視頻傳輸設(shè)備的體積和重量都是有要求的比如體積小、重量輕、攜帶方便、圖像清晰穩(wěn)定、傳輸實(shí)時(shí)無(wú)延時(shí)，開(kāi)發(fā)多載波等技術(shù)特點(diǎn)，抗多徑能力強(qiáng)，達(dá)到能在非視距情況下遠(yuǎn)距離傳輸音視頻信號(hào)，繞射和穿透性?xún)?yōu)良，以便能夠滿(mǎn)足無(wú)人機(jī)圖傳通信任務(wù)等。

全球無(wú)人機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀

無(wú)人機(jī)按照應(yīng)用領(lǐng)域可分為軍用無(wú)人機(jī)和民用無(wú)人機(jī)，而民用無(wú)人機(jī)又分為專(zhuān)業(yè)級(jí)和消費(fèi)級(jí)。

放眼全球，國(guó)際上無(wú)人機(jī)研究從1991-1994年起有明顯的發(fā)展，2002年進(jìn)入成長(zhǎng)期，并且在2011年后加速增長(zhǎng)，遠(yuǎn)未達(dá)到飽和期和衰退期，目前創(chuàng)新潛力巨大，國(guó)內(nèi)外無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)競(jìng)相發(fā)展，為應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)峻的全球行業(yè)應(yīng)用問(wèn)題，發(fā)展無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)成為多國(guó)認(rèn)可的解決方案之一。近期美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)等國(guó)家高層均提出了關(guān)于無(wú)人機(jī)發(fā)展的相關(guān)政策。

目前全球無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)在未來(lái)的10-20年內(nèi)更是其發(fā)展的黃金時(shí)期，將形成大約1000億美元的市場(chǎng)規(guī)模。幾大互聯(lián)網(wǎng)巨頭包括谷歌、facebook和亞馬遜谷歌、亞馬遜以及GoPro等公司都在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域有所布局，先后宣布進(jìn)入無(wú)人機(jī)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。有數(shù)據(jù)顯示，2015年全球民用工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)規(guī)模比2014年增長(zhǎng)55%，達(dá)到1.3億美元，到2018年將達(dá)到至少10億美元。

中國(guó)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)現(xiàn)狀

中國(guó)的無(wú)人機(jī)研究起步比國(guó)外晚10年，但是進(jìn)入成長(zhǎng)期只晚5年，并且發(fā)展迅猛。從專(zhuān)利申請(qǐng)來(lái)看，國(guó)外企業(yè)很少在中國(guó)申請(qǐng)專(zhuān)利，可以看出近期沒(méi)有大規(guī)模進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的計(jì)劃，中國(guó)企業(yè)還有一段時(shí)間可以發(fā)展技術(shù)，占有市場(chǎng)。中國(guó)國(guó)家電力等企業(yè)申請(qǐng)了一批國(guó)際專(zhuān)利，為電力巡檢進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)創(chuàng)造了一定的條件，而且未來(lái)我國(guó)在電力巡線、輸油管道巡檢、森林防火、公共安全等眾多行業(yè)應(yīng)用需要數(shù)十萬(wàn)架民用無(wú)人機(jī)，市場(chǎng)空間超過(guò)千億元，前景十分廣闊。國(guó)家“一帶一路”戰(zhàn)略的推進(jìn)將帶來(lái)更多的市場(chǎng)憧憬?？傮w來(lái)說(shuō)，無(wú)人機(jī)行業(yè)正處于技術(shù)發(fā)展階段，產(chǎn)業(yè)規(guī)模尚未形成，難以滿(mǎn)足日益增加的行業(yè)應(yīng)用需求，存在巨大的市場(chǎng)空間，需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

無(wú)人機(jī)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模也在加速形成中，在中國(guó)無(wú)人機(jī)也是資本市場(chǎng)的寵兒。從一級(jí)市場(chǎng)投融資情況來(lái)看，近兩年以來(lái)，無(wú)人機(jī)廣受各路資本的追捧，專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)將迎來(lái)市場(chǎng)爆發(fā)。專(zhuān)業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)針對(duì)單位銷(xiāo)售的特性更適合當(dāng)前的無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，特別是在政策障礙較小而技術(shù)成熟度較高的警用無(wú)人機(jī)、農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)以及測(cè)繪無(wú)人機(jī)等領(lǐng)域。無(wú)人機(jī)行業(yè)過(guò)去依靠硬件盈利的模式或?qū)l(fā)生改變，未來(lái)可能轉(zhuǎn)向靠服務(wù)盈利和數(shù)據(jù)盈利。據(jù)無(wú)人機(jī)系統(tǒng)行業(yè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，目前國(guó)內(nèi)已有超過(guò)170多家無(wú)人機(jī)制造企業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)達(dá)到1000多家。在中國(guó)，僅農(nóng)業(yè)植保、電力巡檢、油氣管道巡檢、國(guó)土測(cè)繪和警用5項(xiàng)年均潛在需求500億元左右。其中60%約300億元的無(wú)人機(jī)產(chǎn)品由深圳企業(yè)研發(fā)生產(chǎn)。

民用無(wú)人機(jī)下游需求非常廣泛，包括農(nóng)業(yè)、電力石油、檢災(zāi)、林業(yè)、氣象、國(guó)土資源、警用、海洋水利、測(cè)繪、城市規(guī)劃等多個(gè)行業(yè)。近年來(lái)無(wú)人機(jī)在民用市場(chǎng)的應(yīng)用受到越來(lái)越多的關(guān)注，如農(nóng)林植保和電力巡線兩個(gè)領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)需求較為迫切，且具備較大的市場(chǎng)規(guī)模。其它行業(yè)的潛在需求也將逐步顯現(xiàn)，我國(guó)民用無(wú)人機(jī)市場(chǎng)空間巨大，將進(jìn)入快速發(fā)展期。受消費(fèi)級(jí)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)熱度的推動(dòng)，中國(guó)民用無(wú)人機(jī)產(chǎn)品銷(xiāo)售市場(chǎng)規(guī)模得到快速提升。目前可說(shuō)無(wú)人機(jī)的普及教育工作基本完成，工業(yè)級(jí)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)拐點(diǎn)已到，2015年至2017年，我國(guó)無(wú)人機(jī)市場(chǎng)的年均復(fù)合增速將超過(guò)60%。2015年可以說(shuō)是中國(guó)無(wú)人機(jī)的元年，2016年市場(chǎng)規(guī)模會(huì)迅速拓展，市場(chǎng)高增長(zhǎng)時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。

目前，在我國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)處于起步階段，消費(fèi)市場(chǎng)尚待開(kāi)發(fā)和形成，無(wú)人機(jī)企業(yè)競(jìng)相發(fā)展，呈現(xiàn)一派百花齊放與欣欣向榮的繁榮場(chǎng)面。無(wú)人機(jī)相關(guān)政策都處于持續(xù)完善中，2009 年前，中國(guó)無(wú)人機(jī)處于無(wú)監(jiān)管的空白狀態(tài)。2009 年以后至今逐步開(kāi)始進(jìn)入持證飛行階段，但是相關(guān)法律法規(guī)和監(jiān)管執(zhí)行尚未完善和正規(guī)化，實(shí)際申請(qǐng)操作上模糊不清。在無(wú)人機(jī)行業(yè)領(lǐng)域，現(xiàn)在普遍存在：生產(chǎn)沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用沒(méi)有規(guī)范化、發(fā)展沒(méi)有有序化、管理沒(méi)有歸口化等不足，勢(shì)必會(huì)給中國(guó)無(wú)人機(jī)的有序健康發(fā)展帶來(lái)制約?；诖?，中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟于2015年3月成立了專(zhuān)業(yè)技術(shù)委員會(huì)，牽頭制定固定翼、多翼、單翼無(wú)人機(jī)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)不容忽視的安全問(wèn)題

雖然無(wú)人機(jī)有眾多的優(yōu)勢(shì)，但是無(wú)人機(jī)技術(shù)的發(fā)展，猶如一柄雙刃劍。廣泛應(yīng)用于軍、民領(lǐng)域中的無(wú)人機(jī)，如果疏于管理和規(guī)范，也有眾多安全隱患，對(duì)社會(huì)安全必然會(huì)構(gòu)成巨大威脅：

1、由于每個(gè)國(guó)家對(duì)中大型航空器有相關(guān)的管制法規(guī)，因此為了避開(kāi)相關(guān)法規(guī)的管制，現(xiàn)在絕大部分無(wú)人航空器，普遍較小，無(wú)人機(jī)負(fù)載從幾百克、幾公斤到數(shù)十公斤不等，雖然總體上很難達(dá)到大型航空器的多功能，但是即使負(fù)載這么小的航空器，如果攜帶的是危險(xiǎn)品，例如汽油，彈藥，生化制品等，就足以對(duì)公眾安全造成巨大威脅。

2、由于無(wú)人機(jī)普遍采用復(fù)合材料，雷達(dá)散射截面只有一個(gè)老鷹，一只小鳥(niǎo)那么大小，因此現(xiàn)有防控雷達(dá)均不能判斷。例如最近新聞報(bào)道的發(fā)生無(wú)人機(jī)落到美國(guó)白宮和日本首相官?。赡軘y帶核輻射源），以及發(fā)生的無(wú)人機(jī)影響到機(jī)場(chǎng)飛機(jī)起降等事件比比皆是，讓每個(gè)國(guó)家都認(rèn)識(shí)到無(wú)人機(jī)潛在的巨大威脅。

3、和傳統(tǒng)的民航飛機(jī)和作戰(zhàn)飛機(jī)相比，無(wú)人機(jī)考慮到負(fù)載和功耗等問(wèn)題，均沒(méi)有安裝識(shí)別系統(tǒng)，因此只要沒(méi)有發(fā)現(xiàn)操作無(wú)人機(jī)的人，無(wú)人機(jī)的所屬權(quán)就不得而知，對(duì)無(wú)人機(jī)的管控非常困難。因此，急需建立管理法律規(guī)范，研究無(wú)人機(jī)安全識(shí)別芯片技術(shù)，以期做到每一架無(wú)人機(jī)都必須具備唯一的身份編號(hào)，且一旦起飛，就馬上進(jìn)入安全識(shí)別和管理監(jiān)控系統(tǒng)即無(wú)人機(jī)“黑匣子”。

4、由于目前市場(chǎng)上大部分無(wú)人機(jī)介于航模和任務(wù)型無(wú)人機(jī)之間，市場(chǎng)準(zhǔn)入的技術(shù)門(mén)檻普遍比較低，價(jià)格空間目前已經(jīng)被大幅壓縮，因此眾多采用不符合航空要求的無(wú)人機(jī)被生產(chǎn)出來(lái)。包括采用易燃艙體材料，易燃易爆燃油，易燃易爆油箱，干擾其他民用航空/民用通信的無(wú)線電頻率等，這些非規(guī)范的無(wú)人機(jī)給國(guó)家和公眾安全也帶來(lái)極大威脅。

5、由于無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)鏈的傳輸距離通常只有幾十公里，因此即使采用無(wú)線跟蹤技術(shù)也存在許多技術(shù)問(wèn)題。

6、現(xiàn)在應(yīng)用中除了電動(dòng)型無(wú)人機(jī)外，還存在眾多使用燃油的無(wú)人機(jī)。由于幾乎所有民用無(wú)人機(jī)均采用GPS來(lái)控制高度和巡航，而無(wú)人機(jī)在不同氣象條件和不同地理?xiàng)l件下GPS的誤差從幾米到數(shù)十米不等，因此造成眾多無(wú)人機(jī)無(wú)理由墜落的事件，對(duì)國(guó)家和公眾安全造成極大的威脅。

7、雖然國(guó)家公布了開(kāi)放低空的發(fā)展規(guī)劃，但應(yīng)用與管理沒(méi)有歸口，執(zhí)法部門(mén)不明確，民航局、測(cè)繪局、公安部、工信部、安全部、國(guó)家體育總局等等都在各自為政出臺(tái)相關(guān)自己行業(yè)政策，但對(duì)于無(wú)人機(jī)整體管控仍然處于混亂狀態(tài)，形成了多頭管理，效率不高的狀態(tài)，不利于無(wú)人機(jī)的管控和發(fā)展。

綜上所述，由于管理的多頭，以及缺乏對(duì)無(wú)人機(jī)包括發(fā)動(dòng)機(jī)、電池/燃油，設(shè)別設(shè)備、任務(wù)設(shè)備等的制造標(biāo)準(zhǔn)和負(fù)載標(biāo)準(zhǔn)，使得無(wú)人機(jī)有可能成為恐怖分子或者別有用心人員的工具，嚴(yán)重威脅到國(guó)家安全和公共安全。

我們建議成立一個(gè)部門(mén)或者研究機(jī)構(gòu)，專(zhuān)門(mén)針對(duì)無(wú)人機(jī)管理相關(guān)政策、技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的方案進(jìn)行研究，借助互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)，在飛行器上做編碼標(biāo)識(shí)，在飛控系統(tǒng)中嵌入代碼，實(shí)現(xiàn)“云”管理模式。以期達(dá)到空域限制，回避敏感點(diǎn)的目的。并對(duì)生產(chǎn)企業(yè)和飛行操作人員進(jìn)行有效的監(jiān)管。以一個(gè)省為區(qū)域搞一個(gè)試點(diǎn)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)并把涉及無(wú)人機(jī)領(lǐng)域安全防范的管理權(quán)歸口到一個(gè)部門(mén)。

無(wú)人機(jī)技術(shù)是目前高速發(fā)展的前沿技術(shù)，涉及航空器、飛行控制、機(jī)載設(shè)備、智能處理分析等多個(gè)領(lǐng)域，無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟作為民間機(jī)構(gòu)，機(jī)制靈活效率高，人員儲(chǔ)備遍全國(guó)，行業(yè)領(lǐng)域科技研發(fā)創(chuàng)新緊盯世界先進(jìn)技術(shù)，尤其是在習(xí)主席大力推進(jìn)把軍民融合上升到國(guó)家戰(zhàn)略的大背景下，只要領(lǐng)導(dǎo)有力，方向明確，就可能在較短的時(shí)間內(nèi)搞出切實(shí)可行的各種相關(guān)草案供領(lǐng)導(dǎo)決策，迅速形成涉及國(guó)家安全的無(wú)人機(jī)安全威脅應(yīng)對(duì)方案。

結(jié)束語(yǔ)

隨著無(wú)人機(jī)的逐漸普及和市場(chǎng)的打開(kāi)，監(jiān)管部門(mén)的進(jìn)入，在軍用、民用領(lǐng)域相信可以發(fā)揮更大的作用。無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用產(chǎn)業(yè)攜手共進(jìn)，為維護(hù)社會(huì)安定、保障人民安居樂(lè)業(yè)提供全方位的安全服務(wù)，共同為平安城市、智慧城市、和諧社會(huì)的建設(shè)，貢獻(xiàn)我們的力量，也將進(jìn)一步推動(dòng)無(wú)人機(jī)發(fā)展，在更多領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。

作者系中國(guó)無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟理事長(zhǎng)