2020年度中国民用无人机运行数据统计

2021-04-05

无人机 2021年2期

中国民航科学技术研究院

2016年10月民航局无人机云交换系统正式投入生产运行。截至目前，优云、优凯、北斗云、无忧云、极飞云等8家无人机云系统加入该系统进行数据交换和共享，有效数据从2017年1.2亿条增至2020年的13.2亿多条。本文对2020年度无人机运行数据进行收集、整理、统计和分析等大数据挖掘工作，旨在为局方、无人机厂商及无人机产业相关单位提供数据和规律参考。

无人机云交换系统自2016年10月正式投入运行以来，积累了大量运行数据，这些数据已应用在低空安全运行支持等领域，得到局方、警方和通航公司的认可。从2017年1.2684亿条数据上升到2020年的13.2012亿条，扩张10倍多。由此可见，无人机运行数据的增长非常可观，对如此巨量的运行数据进行收集、整理、统计、分析等大数据挖掘工作，进而总结出我国无人机运行规律和特点，对推动我国无人机产业发展非常有必要。

在局方、无人机云系统服务提供商、无人机厂商及无人机用户的共同努力下，无人机云系统的数据质量、系统稳定性、数据上报的及时性均有很大提升，同时无人机运行数据的统计方法和流程已逐步成熟。相较传统航空器，无人机运行特点独特，从技术角度可以对其进行大数据挖掘，从而为相关单位提供运行和决策支持。

表1 2020年度各云系统实际运行的无人机数量。

总体情况

按照《轻小无人机运行规定》（AC-91-31）的要求，无人机云系统需要实时记录无人机的运行数据。为此，云交换系统按照每5秒的频次，调用各云系统的接口程序，接收各云系统提供的实时数据并分发给其他系统。

2020年共有优云、优凯、北斗云、无忧云、极飞云等8家无人机云系统加入云交换系统进行数据交换和共享。为真实反映无人机运行情况，本文对数据进行筛查，并对有效数据进行了统计分析。

参与运行的无人机数量

图1 2020年度各云系统运行无人机数量对比图。

图2 2020年度无人机云交换系统中无人机飞行小时月度统计。

截至2020年底，中国民用航空局（下称民航局）实名登记系统已注册无人机约52.36万架，参与无人机云交换系统数据交换的无人机约4.5万架，具体见表1，约占民航局实名登记系统所注册无人机总数的8.6%。其中，各云系统注册无人机通过无人机云交换系统与民航局实名登记系统校验的数量，约占云交换系统中运行无人机总数的15.9%，比2019年同期增长6个百分点。

总运行数量

2020年各家云系统在云交换系统提供和共享有效数据为13.2亿条，换算成飞行时间为183.35万小时，比2019年增加39.25万小时，是2019年的1.27倍。

本文首先将2020年度每个月的无人机运行数据量进行统计并作图，具体见表2和图2。

表2 2020年度无人机云交换系统数据交换数量统计表。

无人机分类

本节主要统计2020年度在无人机云交换系统中获取的各类型无人机运行数量，主要从无人机运行管理分类和无人机类型两方面进行统计。

参照《轻小无人机运行规定》中的无人机运行管理分类见表4，首先对无人机运行管理分类中的各类型无人机2020年运行数量进行统计，并将其与2018年和2019年进行对比，相关信息见表5、图4和图5。

根据《轻小无人机运行规定》和民航行业标准《无人机云系统接口数据规范》（MH/T 2011-2019）要求，对2020年度各类型无人机在云交换系统中的运行量进行统计。

表3 2020年度云交换系统中无人机云系统季度飞行小时统计表。

表4 无人机运行管理分类。

表5 2020年度各类无人机飞行小时统计表。

图3 2020年度云交换系统中各无人机云飞行小时对比图。

图4 2020年度各类无人机运行数量占比图。

图5 近三年无人机运行管理分类中各类无人机运行数量百分比的对比图。

统计结果显示，在云交换系统中，多旋翼无人机占绝对主流，其2020年运行量占云交换系统总运行量的97.6%。从运行管理分类来看，V类即植保无人机的运行量最大，在2020年总运行量中占75%，与2019年同期相比，变化不大。由此可见，无人机云系统中运行的无人机类型比较稳定，主要为多旋翼类型植保无人机。

表6 2020年度各类型无人机运行量统计表。

无人机运行高度

考虑到无人机云系统中注册无人机以轻小型无人机为主，经统计，2020年度运行高度≤120m的无人机占97.0%。本节首先对运行高度≤120m的运行数据进行统计，并将其与2019年无人机运行高度分布进行对比，详见图7和图8。

统计结果表明，云交换系统中2020年度运行高度≤5m的无人机飞行小时数占总飞行小时数的74.3%，运行高度≤15m的无人机飞行小时数占85.9%。运行高度＞120m的无人机飞行小时数占总飞行小时数的3.0%。

本节还对2019年和2020年运行高度≤120m的无人机运行高度分布进行了对比见图8。

通过对比可知，这两个年度的无人机运行高度分布大致类似，相比于2019年，2020年运行高度＜15m的无人机运行量占比更大，这与本文中该类型无人机运行量统计结论一致，即云交换系统中以多旋翼植保无人机为主。

无人机运行速度

现统计2020年度接入云交换系统的实时运行无人机的速度。为获得更直观的说明，本文按照范围统计参与交换的数据，在统计图表中，

1m/s表示云交换系统所接收的实时数据中，0＜速度≤1m/s的飞行小时；

2m/s表示云交换系统所接收的实时数据中，1m/s＜速度≤2m/s的飞行小时；

以此类推，50m/s表示云交换系统所接收的实时数据中，49m/s＜速度≤50m/s的飞行小时。

图6 2020年度各类型无人机运行量占比图。

图7 2020年度无人机运行高度统计。

图8 2019年度和2020年度无人机运行高度分布对比图。

统计结果显示，运行速度为0的无人机飞行小时数占总飞行小时数的10.8%，比2019年下降20个百分点。运行速度≤1m/s（不含等于0的）的无人机占总飞行小时数的38.8%，比2019年增加20百分点；运行速度在1m/s和5m/s之间（含5m/s）的无人机飞行小时数占54.0%，比2019增加近22个百分点。2020年度，几乎所有参与交换的无人机运行速度均＜15m/s。

为获得更直观的统计，本文将运行速度≤15m/s的无人机运行速度的分布情况作图予以说明，详见图10和图11。

图中可以看出，无人机云系统中注册的绝大多数机型为多旋翼无人机，极少数为固定翼。

图9 2020年度无人机运行速度统计。

图10 2019年度和2020年度无人机运行速度对比图。

无人机运行时段

图11 2020年度无人机运行速度统计。

图12 2019年和2020年无人机运行速度对比图。

图13 2020年度无人机运行时间分布。

以30min为时间间隔，对无人机运行时间进行统计，具体见图13，图中时间为北京时间。目前我国无人机运行主要在昼间运行。

2020年无人机运行的最高峰值出现在北京时间上午10点到11点30分之间，比2019年同期最高峰值错后30min；同样，2020年度无人机运行量在下午的峰值也比去年同期略错后30min，出现在17点到17点30分时间段。

无人机运行区域

根据无人机运行区域热力图分析，在云交换系统注册的无人机运行区域除中国外，还包括日本，韩国以及东南亚等国家和地区。

无人机淘汰率

依据《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》（AP-45-AA-2017-03）,自2017年6月1日起，中国境内最大起飞重量≥250g的民用无人机需进行实名登记，当无人机发生出售、转让、损毁、报废、丢失等情况时，民用无人机拥有者应及时通过民航局无人机实名登记系统注销该无人机的信息。

根据轻小型无人机的实际运行情况，本文在2020年对云交换系统中无人机淘汰率进行统计。2019年第一季度在各无人机云系统中运行的无人机有83%未在2020年第一季度运行，而2019年第二季度、第三季度和第四季度分别有接近56%、59%和80%的无人机没有出现在2020年相应季度运行记录中。

轻小型无人机有别于传统有人驾驶航空器，其属于快速消耗品，由于技术迭代和进步及产品破损等原因，其淘汰率很高。近几年无人机淘汰率统计表明，2019年四个季度运行的无人机在2020年对应时间段内的淘汰率大幅降低，说明无人机的持续使用率有所上升。

总结与建议

从数据统计来看，2020年初爆发的新型冠状病毒肺炎疫情对无人机在多个行业的应用产生了较大影响。在1至2月份，无人机运行量处于低位，随着疫情趋于平稳，春季大量植保无人机复工，3月份无人机运行量大幅回升，随后无人机在各行各业的应用恢复正常，2020年无人机运行数据量是2019年的1.27倍。由此可见，经过多年发展，我国无人机应用场景已经逐步进入成熟阶段，现有云系统中仍然以植保无人机为主，多旋翼占到绝大多数，这些无人机主要在15m以下运行且速度较低。统计结果显示，目前轻小型无人机运行速度、高度、运行区域具有低空、低速和作业区域相对集中等显著特性，与通用航空、运输航空有着本质区别。

无人机云系统作为我国民航乃至国际民航界较好的无人机运行管理方式之一，在为无人机用户提供服务的同时，也为行业相关单位提供无人机运行数据，局方依据这些大数据的统计分析结果，适时推出行业发展所需的相应政策。未来，民航局民用无人驾驶航空器综合管理平台（UOM）建设工作的开展，将需要进一步加强无人机云系统和无人机云交换系统发展，局方支持无人机云系统持续扩大用户规模，也鼓励更多无人机运行信息系统加入云交换系统，希望这些系统根据《无人机云系统数据规范》（MH/T 2011-2019）完善相应系统功能，结合IT和5G等新技术应用，为行业提供更好服务。