民用无人机全生命周期闭环管理模式探索

摘要：本文针对目前无人机保有量快速增长带来的管理问题，剖析了问题的根源，并对比汽车行业的管理经验，结合当前先进技术，紧扣《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，提出了一套民用无人机从销售准入、区块链注册上链、使用过程信息报送、违规处置、转让、报废等全生命周期闭环管理的模式，并结合无人机驾驶飞行器操控手、拥有者、运营单位的信息匹配，旨在通过无人机全生命周期闭环管理模式的探索，来规范无人机常态化管理，为未来无人机时代的全面到来做好准备。

主题词：无人机全生命周期管理

Abstract: Aiming at the management problems caused by the rapid growth of UAV ownership, this paper analyzes the root cause of the problem, compares the management experience of the automotive industry, combines the current advanced technology, and closely follows the provisions of the "Interim Regulations on the Flight Management of Unmanned Aerial Vehicles", and proposes a set of closed-loop management models of the whole life cycle of civil UAVs from sales access, blockchain registration on the chain, use process information submission, illegal disposal, transfer, scrapping, etc., and combines the information matching of UAV-piloted aircraft operators, owners and operating units. It aims to standardize the normal management of UAVs through the exploration of the closed-loop management mode of the whole life cycle of UAVs and prepare for the comprehensive arrival of the future UAV era.

Topic: UAV Full life cycle management

引言

近年来，个人消费级无人机和商用工业无人机发展迅猛，个人消费级无人机主要用于航拍、跟拍等娱乐场景，商用工业无人机已经在农业植保、能源巡线、数据测绘、城市管理、警务执法等领域广泛应用。

据统计全球无人机年出货量接近400万台，我国农业植保无人机2021年超过了20万台，植保无人机市场整体规模依然将保持50%~60%以上增速；南方电网电力巡线多旋翼无人机超过了7000架，实现了60%的机巡覆盖率。无人机市场特别是工业级无人机市场会进入一个指数级增长阶段。预计到2024年，工业级无人机会比2021年增长1倍以上。

2019年，广州市成为亿航公司全球首个空中交通试点城市。顺丰、京东、美团等大型高科技物流配送企业都在研发无人机物流配送系统。“空中的士”、“无人机快捷配送”已是“未来已来”，低空无人机运输系统(UTM)将成为未来立体化综合交通运输的新模式。

截至2021年底，全国民用无人机注册数量超过80万架，同比2020年增长64%。但这个数字与实际销售的无人机数量存在较大差异，无人机的登记管理，目前还没有落到实处。随着无人机注册数量的增加，用户数量也随之增长，2021年中国民用无人机拥有者注册用户数量达78.1万个，较2020年增加了22.30万个，同比增长39.96%。企业、事业、机关法人单位民用无人机用户6.3万个，较2020年增加了0.30万个，同比增长5.00%。

1、民用无人机基层管理问题

一是“底数不清”。无人机信息来源于无人机销售登记平台，数据来源单一，且未能覆盖小型购物平台;数据推送不及时，核查结果不准确，机具流转无记录;数据统计口径不统一，数据质量不高。据统计，北京市无人机在册数据52732台，飞手在册数据78267人，无人机和飞手数据不能清晰匹配。

二是管理“不闭环”。无人机购买实名制已经逐步开展，各大主流平台无人机已经应用，但爱好者组装无人机未纳入实名登记的范畴，无人机操作证和实际操作人信息未能完善登记，无人机转卖登记、损坏注销等环节也存在脱节，没有形成完整的闭环。

三管理“无抓手”。传统的社区民警入户核查教育，签订责任书效果不佳，效率也较低，浪费警力。“工欲善其事，必先利其器”，要改善面临的痛点和问题，必须建设一个强有力的工具和抓手，完善相关管理制度，用数字化来实现管理的提升，向科技要警力。

四是工作“无标准”。单纯的依赖基层民警的个体进行摸排，造成摸排的数据质量参差不齐，因人而异，无法形成标准化的数据资料，给后续的工作传承造成困难。

2、管理模式借鉴

目前在公安交通管理领域，机动车管理方面已经形成了一整套完善的“车驾管”管理体系，实现从车辆的出厂、上牌、年检、转让、报废全生命周期管理。2021年12月，公安部发布了新修订的《机动车驾驶证申领和使用规定》(公安部令第162号)、《机动车登记规定》(公安部令第164号)，在相关技术标准的制定和修改中，公安部会同有关部门修订实施了《机动车运行安全技术条件》(GB 7258-2017)、《道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值》(GB 1589-2016)等国家标准，进一步严格了机动车安全技术要求;制定和修改了《机动车驾驶证件》、《机动车驾驶人场地驾驶技能考试系统》、《机动车号牌》、《机动车查验工作规程》等数十个行业标准，全面促进了机动车和驾驶人管理工作的制度化、规范化、标准化。

在交通管理方面，ETC、电子车牌、视频全息感知等基本实现了机动车在道路网运行的全面实时感知;交通违法行为监测基本做到“违法必究”，违法行为与车辆年检、保险数据打通，基本做到对交通秩序的智能化管控;在机动车性能安全管理方面，通过年检保证了机动车的安全效能的定期强制性监测;在基础信息管理方面，通过“交管12123”APP实现了管理信息的网上办理。

未来，随着智能网联汽车的进一步发展，车辆驾驶员和车辆实现即时绑定，车辆与路侧感知设备实现实时通信，道路行驶过程的环境信息通过高精度导航地图实现实时提醒，实现“人、车、路、环境”的高度融合统一，后台管理平台对于车辆的运行状态会实现基于“数字孪生”的全息管理。

3 民用无人机管理模式探讨

3.1存在问题

民用无人机因其成本低廉、操作简单、起飞要求低等优点得到了广泛的应用，但目前存在无人机监管流程不够完善，出现事故难以准确定位责任人，亟需无人机全生命周期管理流程及方法的建立。同时目前还存在的管理系统和方法存在一些问题，比如“信息孤岛”现象，导致双方各行其是，相互隔离，没有充分利用现代信息管理技术和理念。尤其对于民用无人机来说，“黑飞”现象大量存在，对公共安全造成了一定的威胁，同时责任事故难以认定，管理存在空缺。目前亟需解决的问题：

3.1.1 身份认证问题

目前无人机的注册管理是采用无人机及飞控序列号的型式进行，这些序列号都是厂商自行编订并赋给无人机的，缺少一个能够在整个国家或者全球范围的唯一身份认证的规范。随着无人机智能化的发展，这个身份认证标号未来需要作为引导管控的唯一身份。

3.1.2 导引控制问题

《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，小型、轻型无人机需要具备向监管平台报送识别信息和广播式自动发送识别信息的功能。微型、小型、轻型无人机的飞行，在规定的适航区域内，目前无人机的飞行还是自主飞行，对于飞行线路的监测基本以无人机自行报送数据到厂商(运营厂商)的平台。

3.1.3 空域态势监测问题

空域态势监测可以有效保障无人机飞行安全。无人机通过态势监测来对周围空域其他飞机进行跟踪，获得包括距离、相对方位和相对高度等信息来评估威胁接近飞机的威胁程度。目前用于民航客机的态势监测技术比较完善，而无人机的态势监测更多偏向于个体单目标监测，尚未形成网络化结构和统一的行业标准。

3.1.4 违规处置问题

《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》规定，无人驾驶航空器违反飞行管理规定、扰乱公共秩序或者危及公共安全的，有关部门可依法对其实施处罚。但现有的管理条例大部分仍归结于原则性法规，违规范围规定不够明确，违规监测手段不够完善，违规证据固定尚无规则，条例实行覆盖度不高，因此对于类似“黑飞”等民用无人机违规行为，很难依据现有条例“对症下药”做出强有力的处置。

3.1.5 性能监测问题

无人机性能监测可以有效测量跟踪飞机性能变化趋势，对于无人机的故障预测、问题复现和寿命估计等工作具有重要意义。受限于生产成本，目前大多数民用无人机的性能监测仍停留在只针对电池电量寿命的层面上，中下消费层级无人机多数不具备性能监测功能。此外由于生产厂家技术手段的水平不一，针对无人机性能监测能力要求业内尚未建立统一评价标准。

3.2管理模式探索

3.2.1 基于统一识别码的入网许可

物联网通过信息传感设备，可以实现任何物体与网络相连，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，可以实现智能体的识别、定位、跟踪和监管等。物联网远距离标识技术，自动获取被识别物体的相关信息，之后将信息传递给计算机系统进行后续处理。

目前物联网RFID远距离识别技术可以实现无人机身份的唯一认证，通过RFID标签与无人机的一一绑定，可以准确追溯责任人。利用RFID电子标签扫描，无人机的RFID标签芯片根据无人机当前信息，射频模块会对异常信息进行检测，并通过内置的射频天线发送至客户端并在Web服务器上进行更新。

该信息还可上传至搭建的各级无人驾驶航空器统一监管服务平台，建立统一的识别码与识别验证机制。考虑到区块链去中心化和信息共享的优势，利用区块链建立管理平台，存储用户、无人机与商家和政府的信息，包括身份认证、RFID标签、时间戳、无人机设备信息及交易转让等信息。区块链的各参与方可以实时更新信息变化同时亦可从区块链上获得自身需要的信息。

该方法可以有效降低监管难度，降低监管复杂度，可以减少繁琐的线下审批步骤，减少时间成本的同时提高监管效率。

3.2.2 身份信息自动报送机制

各级无人驾驶航空器统一监管服务平台在实现统一识别码的基础上，实现身份信息自动报送的机制。识别码的唯一性使得无人驾驶航空器统一监管服务平台的各参与方可以通过平台的加密信息准确定位并通过区块链的哈希算法这一密码机制解码出对应的输出，并根据该输出确定对应的身份信息。

当无人机被购买时，购买方的信息与无人机的标签信息一一对应并上传至监管服务平台。在无人机购买之后，若双方私下进行二手交易等情况亦即当无人机的所有权发生变化时，需要及时在监管服务平台上更新用户身份的变更信息。此时，各参与方及管理者便可根据自身需求通过特定的解码机制，查询出对应的身份信息。

除此之外，平台对用户的身份进行识别分类。用户划分为公众、业务人员和管理员。不同身份信息对应不同的权限，管理员负责管理整个区块链网络，具有区块链网络启动和智能合约安装权限;业务人员负责对信息的变更进行追踪，同时对平台的使用问题进行及时响应与反馈;公众则通过平台的交互层进行所需的操作。身份信息报送机制可以准确识别用户的权限，防止出现权限对应不明晰而出现监管混乱，乃至普通参与者盗取篡改信息的情况。

此外，如果出现特殊情况，比如无人机出现违规现象或无人机其余一些可能造成风险的情况，监管服务平台上会自动报送该无人机拥有方的身份信息，以便进行定位查询，及时对该无人机及其所有方进行相应的处理。

3.2.3 违规无人机的后台接管

借助于平台的统一识别码及准确的身份报送机制，同时基于管理方的最高权限，管理方可以在无人机出现违规情况时对无人机进行接管，以防止出现更严重的问题，化解潜在的风险。

目前社会上“黑飞”现象依然存在，缺乏有效监管手段的无人机飞行存在着一定的风险。

一是某些“禁飞区”需防止无人机飞入;二是无人机因为故障坠落致人受伤的情况也时有发生;三是无人机在监管服务平台上登记有对应的使用年限(或者飞行时间)，当无人机使用年限(或者飞行时间)到达预警值之后，无人机便不能继续飞行以防事故发生;四是无人机发生事故需要报废处理时，某些用户可能通过非官方渠道对无人机进行修理后继续使用，同样存在潜在的风险。

通过监管服务平台，实现对无人机的以上现象及时预警。无人机用户手机装有监管服务平台安装的APP，同时手机号等信息亦在监管服务平台上进行登记与身份信息一一对应。当监管服务平台监测到无人机出现上述现象时，无人驾驶航空器统一监管服务平台管理方会通过APP和短信提示发出预警信号。若无人机所有方未及时收到预警信息或者无人机所有方忽视预警信号，管理房可通过无人机身份识别码定位到被预警的无人机，并在后台进行接管，防止危险的发生。

对违规无人机进行后台接管，有利于减少潜在风险的发生，是无人机监管力度的有力体现，可以对违规无人机使用方起到一定的警示作用，同时也体现了该管理模式的优越性。

3.2.4 违规处罚机制建立

除了有效的预警方案和身份识别机制外，还需要建立有效的违规处罚机制。无人机的监管需要一套违规处罚机制，由无人机管理方设立合理的违规处罚的阈值或行为设定，并与社会各方征求广泛意见后形成统一条文。该违规处罚机制在制定时的流程和单独的条文也需合理合法，这是由于建立流程的不合法会对后续的执法处罚过程造成影响。随后根据统一条文实施监管，告知各无人机所有者及商家，无人机所有者与商家前期先对自身行为中的“灰色”和“黑色”进行处理。

当无人机所有者或无人机商家大于处罚阈值或做出违规行为之后，由无人机管理方根据条文里的处罚机制及处罚条款，给予对应的惩罚，并在监管平台予以公告，以同时起到警示作用。各执法部门要及时沟通，通力合作，对于应该处罚的行为或者人员做到既不漏也不多，处罚信息要公开透明，各执法部门要信息互通，方便进行合作。

除此之外，违规处罚机制的建立需要在保证覆盖面广度的同时根据实际中出现的问题持续更新，打造成具有生命力的违规处罚机制。一成不变的违规处罚机制难以适应日新月异的无人机行业发展。务必减少法规的盲区与“阴影地带”，对于出现严重问题及多次违规的情况重点打击，量化分明，保证公平公正，保证该机制的生命力与生命周期。

四、小结

无人机发展迅速，不论是数量还是增速都有了很大的跨越。越来越多的无人机自然会对无人机的监管造成更大的阻碍。“底数不清”、管理“不闭环”、管理“无抓手”、工作“无标准”等问题均为制约无人机行业发展的原因，同时也是民用无人机事故多发、违规现象多现、事故出现难以准确溯源责任人的诱因。

针对管理漏洞与管理困难而出现的身份认证、导引控制、态势检测、违规处置及性能检测的问题，本文提出几条民用无人机全生命周期闭环管理的应对措施：

一是基于统一识别码的入网许可，物联网RFID远距离识别技术可以实现无人机身份的唯一认证，达成无人机与身份信息的一一对应，并将信息上传至管理平台进行备份处置;二是建立身份信息自动报送机制，管理平台根据认证的身份信息，提供给不同管理权限的平台使用方以身份报送信息，可供使用方查询。同时可以保证在事故发生时，准确迅速查询到对应的责任人，推送其相关信息，便于警方和管理方合作处理飞行事故;三是违规无人机的后台监管，通过建立的民用无人机全生命周期管理平台，对违规无人机进行检测警告，在警告无效或者无人机本身出现事故无法被无人机拥有方控制的情况下，对违规无人机进行接管，防止潜在风险的发生;四是违规处罚机制的建立，建立合理公平的违规处罚机制，对出现违规的无人机使用方或拥有方进行合理的处罚，既对违规方进行处置，又可以对其他无人机拥有方起到警示作用。

综上分析，在民用无人机数量规模逐渐扩大，无人机产业蓬勃发展且民用无人机监管力度不够，监管界定不清晰的情况下，建立民用无人机全生命周期闭环管理的新模式及民用无人机全生命周期闭环管理平台，可以有效减少监管流程复杂度，提高监管效率，减少防范民用无人机事故风险的发生，对于我国民用无人机乃至整个无人机行业的发展具有正向作用。同时我国也正处于发展交通强国的关键阶段，民用无人机全生命周期闭环管理模式能够对低空飞行的制度和管理措施的完善起到重要的作用，对于交通强国的建设有一定的推动作用。管理平台、警方、政府及无人机拥有方应积极合作，共同维护民用无人机全生命周期的管理，营造一个有效且有力的管理环境。

参考文献：

1. 《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》国务院第761号令 2023-5-31

2. 民用无人机全生命周期飞行管控研究.技术与市场-创新实践 2018第25卷第9期

3. 民用无人机空域管理法律制度的现状与建议. 民航管理 2023年第5期

4. 加强民用无人机监管的若干构想.网络.2021年

本文作者：

李喆1,，闫松申2,，罗云珠3，姚宝珍4,，时彬4

1. 北京市公安局大兴区公安分局，北京 102600

2. 上海长弓中急管科技有限公司，北京 100161

3. 北京中航易成科技有限公司，北京 100101

4. 大连理工大学汽车工程学院，辽宁 116024