中国无人机现状研究
摘要：本文针对我国无人机产业快速发展，分析了无人机的初始适航管理和运行管理涉及到众多管理部门，现有的法律、法规、条例还存在不足之处；无人机行业成立了培训机构培训专业人才；无人机发展呈现出以下几种趋势：轻量化、智能化、自主化、长航时。我国无人机行业需要制定相关法律法规，成立联合执法机构，进行适航审定与运行管理，促进无人机行业安全健康快速发展。
关键词：中国 无人机 现状 研究
众多文献认为无人机起源于1917年的斯佩里（Sperry）空中鱼雷号无人飞行器。1917年，皮特·库柏（Peter Cooper）和埃尔默·A·斯佩里（Elmer A. Sperry）创造发明的自动陀螺稳定器使无人飞行器能够保持飞行平衡，从此诞生了无人飞行器。美国海军利用这项专利将寇蒂斯N-9型教练机改造为人类历史上第一家无线电控制不载人飞行器（Unmanned Aerial Vehicle，简称UAV）。1935年英国皇家空军生产的蜂王号（Queen Bee）成功实现了反复起降，使无人机技术具有了实用价值。
根据ICAO Circular 328-AN/190，无人机（UAV）的定义为“利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的, 或者由机载计算机完全地或间歇自主地操作的不载人飞机”[1]。目前，市场上常见的无人主要由六个模块构成：机体模块、电池模块、发动机模块、控制模块、飞行控制模块、任务模块。无人机按照主要用途分为国家无人机和民用无人机。本文所述无人机均为民用无人机。无人机按照机体构造可以分为固定翼无人机、无人直升机、无人飞艇、多旋翼无人机等。近年来，无人机发展迅猛，广泛应用于科教、航拍摄影、环境保护、电网检查、植保、高速公路监控、物流快递和其它领域等。中国民航局2003年5月1日开始施行《通用航空飞行管制条例》明确规定：无人机用于民用业务飞行时，须当作通用航空飞机对待；从2009年6月4日发布的《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》（ALD2009022）到近期出台的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）》，均表明动态无人机属于通用航空范畴（含静态展示无人机）。
一、 中国无人机现状调查研究
（一）无人机市场现状
中国无人机起步上个世纪40年代，大多应用于军事靶机。民用无人机最早出现在上个世纪80年代，西北工业大学使用固定翼无人机进行测绘和地质勘探作业。2010年以前无人机都是小批量生产，主要用于科研、教学、遥感、气象、地质和灾害监测。2012年以来，无人机市场发展非常迅猛[2]。截止2017年底，国内从事无人机生产、研发的企业有1200多家，其中约160家规模较大，主要分布在泛珠三角、泛长三角、环渤海地区。深圳市无人机生产商300余家，整机生产商超过50家，以大疆创新为代表的消费级无人机占全球产销量的70%左右，占国内产销量的85%左右，工业级无人机产销量占国内40%[3]。
2014年中国国内无人机销售规模约为20000架，约40亿元人民币；2015 年 5 月国务院印发实施制造强国战略第一个 10 年的行动纲领《中国制造2025》,文件明确指出，推进无人机产业化。2015年中国国内无人机市场规模达到66.6亿元人民币；2016年达到超过96亿元人民币。2016年国内无人机行业生产总值320亿元人民币（含出口），未来五年将保持40%左右的复合增长率。预计到2018年，无人机生产总值将达到500亿元人民币[3]。
（二）无人机管理
1.管理机构
无人机从设计、制造、使用、维修，涉及到中国民航局、空中交通管理局、国家无线电管理部门等；无人机的使用还涉及各战区空域管理部门、工商、税务、警察、保险、林业局、电力、司法机构等。由于缺乏顶层设计，无人机行业管理目前还没有明确的独立或者牵头的联合执法部门，停留在各管一方、多方共管局面。例如，民航局对无人机的设计、制造制定初始适航标准；空中交通管理局负责空域管理；警察部门负责无人机对公共安全的影响、隐私保护；国家无线电管理部门规定无人机的遥控频率等。
2.管理法规
近年来，我国有关部门针对无人机产业制定了以下法律、法规和条例。2003年5月1日，民航局发布的《通用航空飞行管制条例》明确规定无人机用于民用作业飞行时，视为通用航空器。2009年6月4日，航空器适航审定司发布的《关于民用无人机管理有关问题的暂行规定》（ALD2009022），规定无人机办理I类特许飞行证，按现行有效的规章和程序的适用部分对民用无人机进行评审。这部规定基本上确定了无人机初始适航审定的方向性问题。民航局2009年6月26日颁发《民用无人机空中交通管理办法》（MD-TM-2009-002）规定民用无人机仅允许在隔离空域内飞行，由组织单位和个人对其安全负责。2012年1月13日，适航审定司颁发了适航管理文件《民用无人机适航管理工作会议纪要》（ALD-UAV-01）明确单机检查以AP-21-AA-2008-05程序为基础制定检查单和检测方法。2013年11月18日，民航局飞行标准司发布《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》（AC-61-FS-2013-20）明晰了无人机的驾驶员资质管理。2014年4月29日，中国民航局颁发《关于民用无人驾驶航空器系统驾驶员资质管理有关问题的通知》（民航发【2014】27号））规定无人机驾驶员资质及训练质量管理由中国航空器拥有者及驾驶员协会（中国AOPA）负责。2014年7月，《低空空域使用管理规定（试行）》（征求意见稿）规定无人机飞行计划申报、空域等问题。2015年12月，《轻小型民用无人机系统运行暂行规定》提出电子围栏、无人机云、运营分类管理体系。2016年1月8日，《使用民用无人驾驶航空器系统开展通用航空经营活动管理暂行办法》（征求意见稿）规定了无人机开展通用航空经营活动的管理办法。2016年3月24日，《民用航空飞行标准管理条例》（征求意见稿）将无人机运行纳入管理范围。2018年1月民航局发布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》（征求意见稿）对无人机的管控原则、无人机分类、飞行空域、飞行计划、植保政策等做了详细规定。
（三）培训机构
随着无人机市场的迅猛发展，无人机生产企业与国内外院校纷纷开设了无人机专业培训。例如大疆创新科技有限公司、广州亿航智能技术有限公司、湖北易瓦特科技股份有限公司等，均在全国各地开展了以无人机航拍为主的培训。2017年12月22日，我国工信部发布了《关于促进和规范民用无人机制造业发展的指导意见》（工信部装[2017]310号），支持有条件的普通高校和职业院校设立无人机相关专业人才培养和服务体系。北京航空航天大学、南京航空航天大学、西北工业大学成立了无人机研发相关的科系；常州航空技工学校、南京航鹰培训学校成立了无人机操纵员培训专业。广州民航职业技术学院等业内院校也在积极筹备成立相关专业。国外也成立了很多相关专业机构，例如美国安伯瑞德航空大学与2011年开设了无人机驾驶资格课程；印第安纳州立大学、堪萨斯州立大学、北达科他州立大学、俄克拉荷马州立大学都开设了与无人机相关的设计、制造、飞行等专业。
（四）发展方向
随着市场竞争白热化以及用户对于无人机使用的要求越来越高，无人机发展呈现出以下几种趋势：轻量化、智能化、自主化、长航时[4-8]。目前市场上的无人机机身主要使用高性能复合材料，复合材料具有密度小、强度大、寿命长的特点，使得无人机自身重量越来越轻。人工智能技术（AI, Artificial Intelligence）大量应用到无人机系统，无人机对于自然环境、操纵者、工作任务都会具有一定自动适应能力，具有防错、自动纠错能力，可以有效避免安全事故的发生。无人机的自主化发展表现为具有一定的环境感知，复杂条件下的自主导航、规划与控制能力，多台无人机分布式协同能力等。伴随着电池技术的快速发展，无人机电磁储电量显著增加，续航时间将极大提高，无需频繁更换电池。
二、 无人机市场存在的问题
（一）顶层法律设计存在空白
我国政府对于无人机出台了一定数量的法律、法规、条例和征求意见稿。但是，由于缺乏顶层系统设计，对于初始适航审定、持续适航审定、空域管理、无线电遥控频率等，还存在较大的真空地带，需要进一步细化和完善。无人机市场需要大量法规进行规范，以促进其安全、健康、快速发展。
（二）空域管理问题
与通用航空空域管理存在的问题一样，无人机空域管理目前主要是由民航空中交通管理局负责，但是由于多数无人机体积较小、没有安装应答设备、地面监控设备不完善、管理手段缺乏等原因，多数无人机都存在黑飞的问题。
（三）适航审定
尽管民航局已经出台《民用无人机适航管理工作会议纪要》，明确了无人机适航审定的大致方向，但是远未达到CCAR-21、CCAR-23部的详细规定；同时，无人机一些特有技术、材料、生产工艺、控制软件等都没有明确的技术规定。实际上，多数无人机企业只需要3-6个月即可生产出新型号的无人机，基本上没有官方的适航性试验要求与验证，主要都是企业自身制定一些基本的安全标准。在实际运用中，已经出现了一定的由设计不完善导致的安全事故。所以，对于无人机的适航审定还需要进行大量、细致的适航标准制定工作。
（四）运行管理
无人机的运行管理涉及到很多管理部门。例如，深林植保作业涉及到林业管理部门，但是目前林业管理部门尚未制定线管的运行规章；航拍照相涉及到公共安全管理部门，但是我国的治安管理处罚条例、刑法等均未针对无人机航拍制定相关条例；航空测绘除了涉及到民航、空管，还涉及到地方政府乃至军方。从目前已经发生的若干无人机干扰机场正常秩序、非法入侵军事领空等事件来看，运行管理还缺乏统一的协调机制。
三、 结论
近年来，我国无人机市场迅猛发展，大力促进了我国的科研、教学、遥感、气象、地质和灾害监测等，市场倒逼管理部门出台了一定的法律、法规、条例和讨论稿，各种培训机构应运而生，无人机发展呈现轻量化、智能化、自主化、长航时特点。与无人机行业快速发展相比较，行业管理目前还没有明确的独立或者牵头的执法部门，停留在各管一方、多方齐抓共管局面；同时，作为执法依据的法律法规，从顶层设计到技术标准，都存在很多空白；空域管理需要进一步完善；需要成立无人机管理的联合执法机构，促进无人机行业安全健康快速发展。
参考文献：
[1]ICAO. ICAO Circular 328-AN/190. 2011年
[2] 白瑞杰，李晓雪. 《中国制造2025》背景下的无人机发展前景.
《电信工程技术与标准化》. 2017, 30 (4): 11-13.
[3] 丁侃. 深圳民用无人机生产商300余家 整机生产商超过50家. 南方网. 2017年6月30日.
[4] Office of the Secretary of Defense. Unmanned aircraft systems roadmap 2005- 2030[M]. USA：Office of the Secretary of Defense，2005: 47-48.
[5] 唐强，朱志强等. 国外无人机自主飞行控制研究[J]. 系统工程与电子技术，2004，26(3): 418-422.
[6] Brooks RA. A Robust Layered Control System for a Mobile Robot[J]. IEEE J Robotics and Automation, 1986, 2(1): 14- 23.
[7] 徐宗本,张讲社.基于认知的非结构化信息处理:现状与趋势[J].中国基础科学, 2007, (6): 4- 8.
[8] 霍霄华, 陈岩等. 多UCAV协同控制中的任务分配模型及算法研究[J]. 国防科技大学学报, 2006, 28(3):83- 88.
