民用无人机综合管理模式研究

陈 棋，刘建光

（国家无线电监测中心云南监测站，昆明　650000）

1　引言

随着民用无人机的应用爆发式增长，“黑飞”事件频发，导致全国多起航班滞留，严重干扰部分机场的航运安全。针对频发的“黑飞”事件，中国民用航空局、空军、民航和公安等多个部门联合执法。“黑飞” 事件治理效果显著，但管理过程中存在现场执法困难，无法有效引导消费者使用无人机，推动无人机产业发展受阻等问题。“黑飞”事件引起了人们对个人隐私和公共安全问题的严重关切，也引发对民用无人机管理方式的热烈探讨。本文尝试基于多维度的无人机综合管理构架，对能解决民用无人机造成的飞行冲突及频谱干扰，提高管理效率，更好服务于消费者，促进产业发展的无人机综合管理模式进行初步探讨。

2　“黑飞”事件频发

无人机技术的愈发成熟和消费级无人机爆发式发展，随之而来的负面问题不断，违规违法飞行，严重干扰航空飞行安全，给旅客生命安全造成威胁，从事犯罪活动，侵犯公众隐私，危害国家安全。针对 “黑飞”事件，中国民用航空局出台详尽的无人机管理条例，空军、民航和公安等多个部门联合执法查处多起“黑飞”案件，全国“黑飞”事件发生次数大幅度下降，也让使用者增强规范飞行的意识。

虽然监管措施效果显著，但也出现了“一放就乱、一管就死”的管理难题。无人机系统分类复杂，应用领域广泛，产业链上下游涉及众多研发机构、公司、管理部门和个人，无人机管理要面对复杂的执法环境，行政执法难度大。“黑飞”监测的人员要求具有较高的无线电专业技术和法律素养，符合监测需求的人才队伍短缺。繁琐的申请流程，增加了无人机使用难度，降低消费者使用率，影响国内民用无人机市场。总之，现有的传统管理方式不能满足当前的无人机管理需求，无法给予消费者更好的用户体验，不利于助推无人机制造业发展。

3　民用无人机综合管理模式研究

3.1　民用无人机综合管理模式概述

根据无人机系统分类分级复杂、技术构型差异大、应用领域众多等特点，通过对生命周期、分级分类和应用对象三个维度进行管理，构建覆盖全生命周期的民用无人机综合管理模式。生产周期管理是对研发、注册、鉴定、制造、流通、运行和报废等一系列相互联系的价值创造活动所组成的链式集合化管理，注重生命周期中各项活动相互关联，加强相互之间良性影响。把握无人机运行特点，将无人驾驶航空器系统分为微型、轻型、小型和大型进行分级管理。从应用对象角度，将无人驾驶航空器系统分为农业应用、电力应用、安防应用、测绘应用、其他应用等五类应用进行分类管理。

图1　传统民用无人机管理中存在的难题

图2　民用无人机综合管理模式构架

在深入分析标准化需求的基础上，将分级分类维度和应用对象维度组成的平面依次映射到生命周期维度的七个层级，形成研发、注册、鉴定、制造、流通、运行和报废等七类管理标准，分类施策发挥标准引领和规范新兴行业发展的作用，实现国家管理标准、行业管理标准、团体管理标准和企业管理标准的协调发展。

3.2　民用无人机综合管理目标

民用无人机综合管理从满足消费者需求、支撑政府监管和推动产业发展为出发点，通过顶层设计，为管理者提供高效、全面、合理、智能和轻松的管理模式，为消费者带来“自由”的飞行体验，最终引领无人机产业有序健康发展。

图3　无人机综合管理模式结构图

图4　民用无人机综合管理目标及方法

通过覆盖全生命周期的管理标准体系、民用无人机产业数据中心和跨部门、跨行业数据融合等技术手段，使管理人员全面掌握民用无人机产业发展情况，借助大数据智能化的方案做出合理决策，帮助多部门协同合作，轻松解决管理难题。2016年3月4日，中国民用航空局批准的无人机云系统U-Cloud获批试运行，这是民用无人机综合管理迈出的第一步。该系统是顺应无人机和“互联网+”发展趋势，与相关部门与企业共同研发的低空空域民用无人机飞行管理动态大数据云系统，可满足数量庞大的无人机群体的飞行数据管理，推动和加速互联网向低空民用无人机监管领域拓展。

4　民用无人机综合管理技术手段探讨

4.1　合理的无线电频谱管理

4.1.1促进民用无人机发展的无线电频谱规划

由于无人机具有数据传输量大、消耗带宽多的特点，随着民用无人机应用领域越来越广泛，种类和数量明显增多，无人机能够使用的频谱资源愈发紧张。为避免无人机用频冲突，降低无人机监管难度，无人机用频规划应以促进无人机技术发展和满足无线电管理需求为侧重。无人机用频规划应充分考虑未来无人机的用频发展趋势，评估潜在频谱需求，用频适当向高频方向倾斜，特别是Ku、Ka频段卫星固定业务频段，以适应未来大量数据传输的需求。

建立民用无人机用高效用频技术研究保障体系，提高用频技术自主创新能力，解决用频紧张问题。通过加强与发达国家在高频技术应用和频谱共享技术方面的交流与合作，逐步建立以企业为主体，“产、学、研、用”相结合的技术和服务创新体系，推动民用无人机新技术和频谱动态分配管理系统的研发，有效提升民用无人机的频谱资源保障。

4.1.2探索低空数字化创新应用

2016年8月爱立信与中国移动合作完成世界第一个无人机5G无人机现场试验，结果表明无人机可和手机一样可以在不同的小区间切换，能和手机和谐共处、共享基站资源，充分证明无人机网络的商用可行性。当无人机接入低空移动通信网络，飞行信息和使用者档案等数据都会实时纳入云数据库，监管部门对无人机的“一举一动”实时掌握，并紧密结合民航最新政策法规、禁飞区数据和电子围栏相关信息进行执法。此外，还能提供使用者需要的所有服务，包括飞行计划快速报批、气象查询、航行期报查询、保险购买和违规查询等。低空数字化应用让无人机和谐飞行，有助于设备的监管、航线的规范、效率的提升，促进空域的合理利用，产生巨大经济价值。

因此，应对无人机与低空移动通信网络的结合方式进行探索，深入挖掘低空数字化创新应用对通信网络的需求，为低空数字化应用搭建4G+5G网络，积极开展网联无人机的应用研发及测试验证，推出市场前景广阔的新应用、新业务、新模式，推动无人机联网的落地，促进无人机监管的完善，实现无人机低空飞行和民航和谐共存。

4.2　更兼容的无人机空中管制方案

随着军用和民用无人机的大量应用，越来越多的无人机出现在天空，对现有有人飞机为主的空中管制格局带来新的挑战。如何保证无人机飞行能够合理地使用空域，不影响军民航有人飞机的安全飞行，这已成为航管部门亟待解决的重要问题。

为了确保民用无人机能充分发挥其作用，同时不影响有人飞机的安全飞行，应将无人机整合到统一的空管系统当中，共享一片天空。无人机飞行空域划设应遵循统筹配置、灵活使用、安全高效的原则，以隔离运行为主、兼顾部分混合飞行需求，建立与之相适应的法规，其中包括：建立无人机的适航标准、无人机飞行员的资格许可；明确无人机飞行申请和批准的权限、空域使用的原则和协同方法等。解决无人机空中管制问题，还应从技术方面采取措施，加大对无人机的传感器空投和高性能计算的研发，使无人机具备“感知与规避”能力等。

5　结束语

解决民用无人机造成的飞行冲突及频谱干扰带来的严重的航运安全问题，助推民用无人机产业发展，需要创新管理理念和手段。以生命周期、分级分类和应用对象三个维度构建民用无人机综合管理模式，通过更合理的无线电管理和更兼容的空中管制方案为技术支撑，使得无人机产业管理智能化，给消费者舒适的用户体验，促进产业健康有序发展，放飞中国“智造”梦想，让中国民用无人机展翅高飞。■

[1]李继舟，张国良，雷小兵.美无人机频谱使用现状及未来需求.电信技术研究，2013（01）.

[2]袁仕继，王烟青，杨会杰，刘春茂.体系作战中无人机系统频谱管理研究.现代军事通信，2015（05）.

[3]民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定.航空器适航审定司（2017）3 号，2017-05-16.

[4]工业和信息化部关于无人驾驶航空器系统频率使用事宜的通知.工业和信息化部，2015-04-14.

[5]无人驾驶航空器系统标准体系建设指南（2017-2018年版）.工业和信息化部，2017-06-27.

[6]王克.浅谈对无人机的干扰与反制.中国无线电，2017（11）.

[7]詹镇烈，项建鹏.浅谈信息化建设对无线电管理行政执法工作的促进作用.中国无线电，2017（3）.

[8]无人驾驶航空器飞行管理暂行条例（征求意见稿）.国务院、中央军委空中交通管制委员会办公室，2018-1-26.