隨著我國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,無人機(jī)飛行安全與有效管理成為現(xiàn)實(shí)而緊迫的問題。本書重點(diǎn)圍繞民用無人機(jī)安全管理現(xiàn)狀和存在的問題,攻關(guān)關(guān)鍵技術(shù),研究提出五條應(yīng)對措施:第一,通過系統(tǒng)梳理國內(nèi)外無人機(jī)管理現(xiàn)狀,厘清概念內(nèi)涵,為行業(yè)發(fā)展及有效管理提供理論支撐;第二,通過分析無人機(jī)對飛行安全、公共安全和空防安全的影響,梳理總結(jié)當(dāng)前管理存在的矛盾與問題;第三,通過總體設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)架構(gòu),探索攻關(guān)無人機(jī)合作監(jiān)視、感知避撞、身份識別、電子圍欄、綜合反制等關(guān)鍵技術(shù);第四,通過加強(qiáng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì),研究提出我國無人機(jī)全流程管理目標(biāo)思路和對策措施;第五,通過分析解讀國家《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,為合法合規(guī)飛行提供政策指引,營造科學(xué)飛行、安全飛行氛圍。
本書力求體現(xiàn)無人機(jī)飛行安全與管理的理論指導(dǎo)性、制度規(guī)范性、實(shí)踐操作性和普及推動(dòng)性,既可為無人機(jī)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展、科學(xué)管理、高效服務(wù)提供理論指導(dǎo)和決策參考,也可為航空院校、職業(yè)教育、專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及廣大無人機(jī)愛好者提供學(xué)習(xí)幫助。

本書是了解和學(xué)習(xí)我國民用無人機(jī)管理的文獻(xiàn)作品，為無人機(jī)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展、科學(xué)管理、高效服務(wù)提供理論指導(dǎo)和決策參考。

從世界上第一架無人機(jī)問世,至今已過百年。我國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)雖然起步較晚,但軍民兩翼齊頭并進(jìn),發(fā)展迅猛,已在全球市場占有較高份額,技術(shù)和制造能力處于世界先進(jìn)水平,開始成為中國制造的一張重要名片。隨之而來的無人機(jī)科學(xué)、安全、高效管理問題逐步提上日程,需要我們認(rèn)真研究解決。
一、研究背景
無人機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方興未艾。近年來,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和市場需求的不斷增長,無人機(jī)制造成本不斷下降、性能持續(xù)提升,我國無人機(jī)逐步從軍用和高端商用走向大眾市場,呈現(xiàn)井噴式發(fā)展態(tài)勢,已成為衡量國家航空工業(yè)和信息化水平的一個(gè)重要標(biāo)志,對促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展、激發(fā)社會經(jīng)濟(jì)活力產(chǎn)生了巨大的推動(dòng)作用。其中消費(fèi)級產(chǎn)品穩(wěn)居國際第一梯隊(duì),份額約占全球的70%,形成了比較完整的無人機(jī)研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、應(yīng)用體系,中航程、中高空、長航時(shí)無人機(jī)技術(shù)接近國際先進(jìn)水平,輕小型無人機(jī)技術(shù)水平和產(chǎn)銷量走在世界前列。應(yīng)用領(lǐng)域已從傳統(tǒng)的軍事領(lǐng)域,向航空測繪、環(huán)保監(jiān)測、農(nóng)林植保、物流運(yùn)輸、電力巡線、應(yīng)急救援、反恐維穩(wěn)、消費(fèi)娛樂等國民生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域拓展,取得了巨大的經(jīng)濟(jì)和社會效益,應(yīng)用潛能加速釋放,產(chǎn)業(yè)前景十分廣闊。
無人機(jī)管理問題矛盾突顯。從管理現(xiàn)狀來看,用于軍事、警務(wù)等領(lǐng)域的無人機(jī)用戶數(shù)量有限、群體相對固定,從研制生產(chǎn)到運(yùn)行使用比較規(guī)范,安全風(fēng)險(xiǎn)基本可測可控。但民用無人機(jī)由于生產(chǎn)成本低廉、獲取渠道多元、操作使用簡便等,存在著數(shù)量增長快、違規(guī)飛行多、管理處置難等問題,對國家公共安全、飛行安全甚至空防安全構(gòu)成威脅。如何有效加強(qiáng)監(jiān)管,既能滿足國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展對無人機(jī)的剛性需求,又能讓其安全有序發(fā)展,是一個(gè)無法回避的問題。
國家層面高度重視。無人機(jī)管理涉及國家空防組織、軍航民航協(xié)調(diào)、法律規(guī)章制定等多個(gè)方面,需要政府和軍隊(duì)統(tǒng)籌規(guī)劃,統(tǒng)一組織協(xié)調(diào)。對此,黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人多次對無人機(jī)飛行安全和管理問題做出批示,國家層面建立了無人機(jī)管理部際聯(lián)席會議工作機(jī)制。2023年6月28日,國務(wù)院、中央軍委公布《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,自2024年1月1日起施行。這為促進(jìn)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展、加強(qiáng)無人機(jī)管理、優(yōu)化空中交通服務(wù)提供了規(guī)范,指明了方向和目標(biāo),需要充分利用軍民融合發(fā)展契機(jī),整合各方力量,多維度、多側(cè)面進(jìn)行系統(tǒng)深入研究,解決無人機(jī),特別是民用無人機(jī)管理問題,盡快形成理論研究、政策法規(guī)、管理系統(tǒng)等有效管理措施用以指導(dǎo)實(shí)踐。
二、研究現(xiàn)狀
通過文獻(xiàn)檢索和梳理研究發(fā)現(xiàn),目前介紹無人機(jī)及其系統(tǒng)本身的研究成果比較多,主要集中在發(fā)展歷史、基本性能、操控使用、作戰(zhàn)應(yīng)用及民用行業(yè)的應(yīng)用等方面。從無人機(jī)管理角度展開研究的專著比較少,主要有:李春錦、文涇編著的《無人機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行管理》(北京航空航天大學(xué)出版社2011版),陳金良主編的《無人機(jī)飛行管理》(西北工業(yè)大學(xué)出版社2014版),孫明權(quán)編著的《無人機(jī)飛行安全及法律法規(guī)》(西北工業(yè)大學(xué)出版社2018版),廖小罕、許浩主編的《無人機(jī)運(yùn)行監(jiān)管技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用》(科學(xué)出版社2020版)等,此外在專業(yè)期刊、互聯(lián)網(wǎng)、專業(yè)論壇等還有一些關(guān)于無人機(jī)管理方面的學(xué)術(shù)論文和情況綜述。圍繞無人機(jī)飛行安全、研發(fā)生產(chǎn)、登記注冊、空域運(yùn)行、管理系統(tǒng)、違規(guī)處置、教育培訓(xùn)等方面全流程管理、系統(tǒng)性綜合研究的論著還比較缺乏。
三、本書定位
本書重點(diǎn)圍繞民用無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀和存在的問題,攻關(guān)管控關(guān)鍵技術(shù),研究提出管理措施,重點(diǎn)突出無人機(jī)管理的理論指導(dǎo)性、制度規(guī)范性、實(shí)踐操作性和普及推動(dòng)性。一是通過系統(tǒng)梳理國內(nèi)外無人機(jī)管理現(xiàn)狀,厘清概念定義內(nèi)涵,為行業(yè)發(fā)展及實(shí)施有效管理提供理論支持;二是通過全面分析無人機(jī)對飛行安全、公共安全和空防安全的影響,提出當(dāng)前管理中存在的重難點(diǎn)問題;三是通過總體設(shè)計(jì)管理系統(tǒng)架構(gòu),攻關(guān)突破合作監(jiān)視、感知避撞、身份識別、電子圍欄、綜合反制和大數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù);四是通過加強(qiáng)頂層規(guī)劃設(shè)計(jì),分析管理需求,發(fā)展信息化管理手段,研究提出我國無人機(jī)全流程管理目標(biāo)思路和對策措施;五是通過分析解讀《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,為合法合規(guī)飛行提供政策指引,營造科學(xué)飛行、安全飛行氛圍,為行業(yè)良性發(fā)展、科學(xué)管理、高效服務(wù)提供理論指導(dǎo)。本書既可為軍、民航無人機(jī)管理部門提供決策參考,也可以作為培訓(xùn)教材,為航空院校、職業(yè)教育、專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)以及廣大無人機(jī)愛好者提供學(xué)習(xí)幫助。
四、研究歷程與致謝
隨著無人機(jī)產(chǎn)業(yè)及空管形勢要求不斷發(fā)展,如何深入研究最新進(jìn)展,不斷豐富完善相關(guān)內(nèi)容,是我們經(jīng)常要面對的問題。在本書編寫過程中,得到國家空管領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)直接指導(dǎo),編寫組主要成員參與了《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》前期征求意見稿的綱目設(shè)計(jì)、理論研討、條文撰寫、意見征詢等具體工作,條例成果為本書編寫起到了方向引領(lǐng)作用。為進(jìn)一步提高圖書質(zhì)量,初稿完成后,我們書面征求了中國工程院樊邦奎院士、陳志杰院士,南京航空航天大學(xué)胡明華教授、空軍研究院孫建所長、知遠(yuǎn)戰(zhàn)略與防務(wù)研究所王克格研究員等專家的意見。特別是國家空管委辦公室原處長朱時(shí)才、國家空域管理中心高工陳峰、北京航空航天大學(xué)王英勛教授、空軍研究院馮社輝主任、空軍西安飛行學(xué)院陳益富同志等國內(nèi)空管和無人機(jī)領(lǐng)域?qū)＜?對本書的編寫提出了非常具體的意見和建議。同時(shí),本書還得到了國家空域管理中心和中國電科第十五研究所的指導(dǎo)與幫助,在此一并表示衷心的感謝!隨著2023年6月28日《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》的正式發(fā)布,我們又圍繞新條例對書稿進(jìn)行了修改和完善。由于無人機(jī)飛行安全與管理問題涉及面廣、技術(shù)復(fù)雜多樣、行業(yè)領(lǐng)域發(fā)展迅速,很多方面仍有待進(jìn)一步探討。
本書提出的論點(diǎn)、設(shè)想、措施等很多都是動(dòng)態(tài)變化的,一些法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷更新完善之中,對于書中存在的不足之處敬請讀者批評指正。本書在編寫過程中,還參考借鑒了公開出版發(fā)布的相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、政府文件、領(lǐng)域?qū)Ｖ�、研究論文、新聞�?bào)道等已有成果,在此向這些成果的作者、編者、譯者表示衷心感謝!
沈威力二〇二三年十月二十六日于北京西北旺

就職于空域管理中心

前言
上篇無人機(jī)安全與管理
第一章無人機(jī)管理概念2一、無人機(jī)概念分析2
二、對無人機(jī)的認(rèn)識理解8
三、無人機(jī)類型劃分17
四、無人機(jī)管理概念分析20
第二章無人機(jī)發(fā)展歷程24一、航空史初期的無人機(jī)24
二、1945—1990年的飛行探索25
三、1990年后加速發(fā)展26
四、我國無人機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀30
第三章無人機(jī)對安全的影響35一、影響民航飛行安全35
二、影響社會公共安全38
三、影響國家空防安全43
第四章國外無人機(jī)管理情況46一、建立分類管理模式46
二、明確管理內(nèi)容要求49
三、出臺管理規(guī)劃和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)52
四、提出國際指導(dǎo)建議61
第五章我國無人機(jī)管理情況64一、無人機(jī)管理法規(guī)64二、地方政府法規(guī)70
三、國家專項(xiàng)法規(guī)分析74
四、合法飛行流程要求77
五、管理系統(tǒng)建設(shè)及試點(diǎn)應(yīng)用80
第六章無人機(jī)管理問題83一、管理規(guī)范不健全,法規(guī)制度未成體系83
二、多頭分散管理,缺乏統(tǒng)籌協(xié)調(diào)90
三、監(jiān)控手段未成體系,應(yīng)對處置比較困難93
四、培訓(xùn)體系不完善,飛行安全隱患多97
中篇無人機(jī)管理系統(tǒng)與技術(shù)
第七章無人機(jī)管理系統(tǒng)架構(gòu)104一、無人機(jī)管理系統(tǒng)要素104
二、無人機(jī)管理系統(tǒng)架構(gòu)115
第八章大型無人機(jī)感知與避撞技術(shù)130一、發(fā)展現(xiàn)狀130
二、大型無人機(jī)感知與避撞系統(tǒng)架構(gòu)134
三、基于安全間隔的無人機(jī)沖突檢測與告警策略141
四、面向管制運(yùn)行的間隔保持與避讓策略150
五、管制分工與避撞協(xié)作流程機(jī)制156
第九章無人機(jī)合作監(jiān)視與身份識別技術(shù)165一、無人機(jī)合作監(jiān)視技術(shù)現(xiàn)狀165
二、無人機(jī)身份認(rèn)證識別174
三、無人機(jī)人員身份認(rèn)證識別194
四、無人機(jī)擁有者、操控員與無人機(jī)的關(guān)聯(lián)198
五、無人機(jī)合作監(jiān)視技術(shù)應(yīng)用方案205
第十章無人機(jī)電子圍欄技術(shù)216一、無人機(jī)電子圍欄的分類、優(yōu)缺點(diǎn)及場景適用性216
二、無人機(jī)電子圍欄劃設(shè)方法218
三、基于電子圍欄的空域隔離保護(hù)方案223第十一章無人機(jī)偵測與反制技術(shù)226一、無人機(jī)偵測技術(shù)226
二、無人機(jī)反制技術(shù)230
三、無人機(jī)偵測、接管與反制場景分析236
第十二章無人機(jī)飛行大數(shù)據(jù)分析技術(shù)237一、國內(nèi)空管大數(shù)據(jù)研究現(xiàn)狀237
二、無人機(jī)飛行大數(shù)據(jù)平臺設(shè)計(jì)238
三、無人機(jī)飛行數(shù)據(jù)挖掘分析方法243
下篇無人機(jī)管理對策方法
第十三章制定產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略,夯實(shí)管理物質(zhì)基礎(chǔ)248一、從國家戰(zhàn)略高度利用好產(chǎn)業(yè)環(huán)境248
二、以智聯(lián)網(wǎng)終端高度確立產(chǎn)業(yè)方向250
三、基于軍民深度融合前瞻產(chǎn)業(yè)規(guī)劃254
四、圍繞科技創(chuàng)新突破關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn)256
第十四章科學(xué)規(guī)劃管理路線,加強(qiáng)頂層宏觀統(tǒng)籌259一、明確管理思路任務(wù)259
二、健全聯(lián)合管理體系261
三、穩(wěn)步推進(jìn)融合運(yùn)行265
第十五章健全法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),強(qiáng)化全程管理267一、加快法規(guī)體系建設(shè)267
二、建立完善標(biāo)準(zhǔn)體系271
三、規(guī)范產(chǎn)用全程管理278
四、依法進(jìn)行違規(guī)處罰285
第十六章基于分類管理模式,科學(xué)設(shè)計(jì)分類標(biāo)準(zhǔn)288一、當(dāng)前分類標(biāo)準(zhǔn)288
二、“五型”標(biāo)準(zhǔn)分析290
三、特殊機(jī)型管理方法293第十七章圍繞空域高效利用,科學(xué)規(guī)劃空域管理295一、加強(qiáng)空域規(guī)劃295
二、優(yōu)化空域使用309
三、組織試驗(yàn)驗(yàn)證與評估313
第十八章發(fā)展信息化手段,提高管理效率317一、有機(jī)融入空管監(jiān)控體系317
二、構(gòu)建“軟硬”結(jié)合反制體系321
三、發(fā)展網(wǎng)絡(luò)化智能管理系統(tǒng)324
第十九章加強(qiáng)聯(lián)合力量建設(shè),提高協(xié)同處置能力328一、完善軍地聯(lián)合管控機(jī)制328
二、強(qiáng)化公安機(jī)關(guān)處置力量331
三、提高軍隊(duì)低空處置能力333
第二十章完善培訓(xùn)教育體系,營造知法守法氛圍335一、加強(qiáng)飛行安全教育335
二、健全專業(yè)培訓(xùn)體系338
結(jié)語345附錄347附錄A《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》347
附錄B主要術(shù)語及縮略語表360
參考文獻(xiàn)363