无人机综合管控平台系统.docx

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无人机综合管控平台系统

关于搭建“无人机综合管控平台”的方案

随着智能制造和大规模集成电路产业的发展，无人机的工艺越来越成熟，性能大幅提升。

工业无人机在很多行业中开始使用，其中农林植保和电力能源巡检这两个领域在目前已表现出较为迫切的需求趋势，且具备较为可观的市场规模前景。

而随着成本不断降低，价廉物美的无人机也已经在民用市场崭露头角。

预计无人机凭借其优势，将会在消防救灾、公安系统、国土测绘、气象环保监测、包裹派送等等众多方面一展身手，为许多行业带来业务模式变革和管理规则的改变。

这几年以大疆、亿航等国内一线品牌为首的无人机制造商，将主力型号售价拉进万元以内，甚至一两千元的水平，无人机的普及度越来越高，更多个人用户也开始“玩”无人机。

据IDC数据预测，2019年中国消费级无人机年销售规模达到390万台，上海等大城市将超10万台。

无人机的技术和产业在飞速发展，但配套的管控技术和规则制度却没有相应跟上，已经出现了很多严重的安全隐患和漏洞。

例如由于无人机操作人员（包括远程操纵或者自主飞行）的经验不足、部分廉价品牌无人机以次充好等原因，无人机“摔机”（行业术语，指空中坠落但未造成机身损伤）、“炸机”（指空中坠落造成机身损坏）现象层出不穷。

无人机使用不当，也成为犯罪份子实施违法行为的新型工具，带来的偷窥隐私、泄露国家机密、妨碍航空飞行等事件也屡见报端，国外也发生很多使用无人机搞恐怖袭击和破坏社会稳定的案例。

一方面是无人机的应用场景增多，质量比较差的低端无人机也越来越多，使用频率越来越高；另一方面是低空领域的资源有限，无序使用会造成拥堵，没有监管的飞行还会造成安全隐患。

尤其在人口稠密的生活区和重点单位区域，一旦使用不当，容易造成重大事故。

不仅行业生产和销售亟需监管，而且使用者资质需要规范，无人机运行状态也需要严密监控。

遗憾的是，目前我国对于民用级无人机的规范文件，暂时只有国家民航局2015年底出台的《轻小无人机运行规定》（试行）（下简称《运行规定》），而对于无人机驾驶员资质问题，则只有一份民航局正在征求意见的《民用无人机驾驶员管理暂行规定》，该规定仍未正式出台。

两份文件中，都将无人机按照起飞重量或用途分为七类或九类。

其中民用级无人机，多属于起飞重量在1.5千克以下或1.5千克至7千克的第一、二类，以及符合上述起飞重量，但可以超视距100米之外飞行的第七类。

在《运行规定》中，明确规定无人机最好具备云功能和电子围栏功能，两种功能均要求无人机需要联网及配备GPS定位，在闯入飞行禁区时，会自动报警回避。

其中第二类和第七类在某些情况下必须具备该功能，第一类无该功能的无人机，在需要进入某些特殊领域时，放飞前需向管理部门报备。

但实际上，市面上大多数无人机均没有上述功能，大量的个人操作员也没有按照规定执行。

因此迫切的需要政府主管部门（公安部门）提供一个综合管控平台，把无人机飞行情况严密的管理起来。

目前，每家无人机制作企业都有自己比较成熟的产品型号和工艺，要让他们都更改产品结构难度较大，而且市场上大量的存量无人机，也很难修改已有的控制程序和结构。

但是，如果不能尽快出台解决方案，问题会越积越多，以后治理难度更大。

洞明安防科技公司在北斗GPS定位领域、雷达监控领域和物联网平台系统开发运营领域有这丰富的经验和多种相关产品。

基于以上问题分析以及本着服务大众、为民众的人身安全和财产安全为出发点，我司建议政府管理部门搭建无人机综合管控平台系统，协调众多的无人机生产厂商和机型，安装统一的定位监控模块并上传无人机飞行信息。

洞明安防科技公司愿作为科技服务方免费全程负责具体方案设计以及具体开发对接工作。

无人机综合管控平台系统项目建设建议方案

一、方案简介

目前，国内外政府部门都在探索有效的无人机管控方式，这个领域会有巨大的社会效益和经济效益。

本方案的主要目标是在不影响无人机生产企业销售和无人机用户正常使用的前提下，采用安全高效的方式，把无人机的飞行情况严格监控起来，准确的收集无人机飞行信息，在监控平台上实时显示，并且可以针对违规、违法操作提前预警。

为了达到以上目标，特建议如下方案原则：

1、兼顾实用性和先进性，不影响无人机的生产和使用

为保证对所有型号无人机的兼容性，我们充分利用现有的技术和设备，集成相关领域的产品和经验，采用先进的系统架构设计理念和解决方案，充分考虑未来业务发展的需求。

我们把定位和控制模块做成可独立安装的，既可以嵌入到无人机体内，也可以安装在顶部或底盘位置。

模块能够独立的采集、发送数据，同时留有通用的数据传输接口，如果得到无人机厂家的授权，也可以从无人机中获取数据并发送到管控平台。

我司将协助公安监管部门，协调、指导各无人机生产厂家安装定位模块。

2、标准化设计，便于扩展和推广

我们的管控平台系统在搭建的时候遵循业界标准，研发和集成的硬件模块采用标准化设计，使用成熟的网络通信协议，能够规模化生产和部署。

在设计系统架构时，充分考虑系统的可扩展性，提供标准化的接口，使系统具有很高的兼容性，模块化的设计也具有灵活的可扩展性，既方便以后接入其他的设备和平台，又能保障以后的技术升级。

将来无人机管控平台系统可以为政府其他部门或者商业企业提供增值服务，系统提供标准API和丰富的二次开发接口，允许其他部门和企业做二次开发，调用平台的软硬件资源并实施交互，开展各种形式的业务合作。

3、保护个人隐私和数据安全

安装定位模块的无人机，都有身份识别码，能够被管理系统识别辨认，经过备案授权的无人机才允许正常飞行。

我们在系统中改进电子围栏，在人口稠密区域、重要的工矿企业区域以及涉及政府隐私安全等区域特别关注，一旦无人机靠近这些重点区域，系统及时预警。

必要情况下，还可主动向相关负责人发送短信或者拨打电话预警，提醒及时采取干预措施。

综合管控平台系统自动记录无人机的飞行记录，经过授权能够调取查看历史记录，为事后监督提供依据。

数据经过加密传输，平台具有多级访问权限、备份和恢复机制，避免数据泄露，保证7*24小时稳定运行，抵御网络攻击。

二、系统功能说明

无人机综合管理平台系统的功能主要分为数据采集系统、数据传输、系统设置、数据分析、数据展示和预警处理，六个主要的子系统。

1、数据采集子系统

数据采集模块安装在无人机上，有集成北斗+GPS模块、加速度传感器等，主要采集汇总无人机的位置信息，运动信息，实时掌控无人机的起降次数、飞行高度、航行和地理坐标等信息。

为了节省电量，数据采集系统平时处于休眠或者关机状态，无人机起飞之后自动开启工作。

数据采集模块也具有黑匣子功能，给每台无人机都添加了唯一的身份标识，能记录飞机状态的关键信息，使用者不可自行篡改。

2、数据传输

数据传输模块，主要把采集到的无人机信息通过无线网络传输到管控平台的数据中心。

我们提供的数据采集模块中集成2G/3G/4G/NB-IOT多种可选配的通信模组。

无人机的信息经过通信模组发送到基站，再转发到管控平台的服务器。

平台终端发起的操作指令，也通过基站传送给数据采集端，反馈控制。

数据采用加密方式传输，保障安全性。

3、系统设置子系统

系统设置主要包括管理平台的用户权限、电子围栏管理、重大专项活动管理等模块。

支持设置多个系统用户，分配不同角色和权限，分工协同。

系统管理员通过平台设置电子围栏，遇到重大活动，可以动态修改。

设置临时或者固定的禁飞区，设置不同等级的敏感区，并且可以通过平台自动下发到每台无人机的硬件中。

4、数据分析子系统

从无人机采集来的数据，在中心服务器（数据由公安管理）进行分析处理。

计算无人机的飞行速度、高度，统计飞行距离，计算可以用的剩余电量，比对位置信息是否在允许飞行的空域，监控单位空域中无人机的密度。

管控平台存储所有无人机的飞行记录，并且支持多维度检索查询。

根据每台无人机的历史轨迹行为分析，能得出他们的使用频率，日常活动规律等信息。

通过人工智能和大数据分析，实时分析无人机的飞行状态是否有异常，对有可能发生违法违规行为的提前预判，对可疑目标重点关注。

5、数据展示子系统

经过分析处理的无人机信息，动态展示在管控平台上，展示的方式主要是动态图像示意，文字滚动提示信息，以不同颜色区分不同状态。

系统支持灵活的组合查询，可以根据筛选条件，分屏显示相关无人机信息。

管控系统的展示系统，提供数据接口，也可以跟公安的雷达预警系统数据整合，把雷达扫描数据和从我们采集模块中传来的数据叠加显示。

管控系统带有移动端版本，户外执勤的工作人员用户在手机端登录，就可以在手机上接收和查看无人机的信息，方便机动处理。

6、预警处理子系统

本模块主要预警处理各种违规违法无人机飞行情况，设置不同的预警级别。

发现无人机黑飞、无人机接近电子围栏、或者计算分析剩余电量比较少等情况，展示平台上就要提前警示，并且根据设定的规则，通过短信和拨打电话等方式给指定人员报警。

通过人工智能分析，发现疑似有危险迹象的无人机，也在显示屏上及时提示关注。

结合大数据分析模型，对监管空域的飞行交通流量和飞行交通航路进行预测，实现对潜在风险的动态评估和预警。

三、系统拓扑图

1、由XX科技研发生产无人机专用定位器和综合管控平台系统；

2、由XX科技协助监管部门安装在所有登记备案的无人机上；

3、雷达识别系统与定位器系统协同工作，从设备端采集来的数据和雷达收集的数据都汇总到管控平台，综合分析处理。

4、系统拓扑图如下：

无人机综合管控平台系统网络拓扑图

5、公安部门直营业务拓扑图

公安部门运营无人机综合管控平台运维中心，负责监控飞行空域中无人机的实时运行状况，把相关信息反馈给各个部门，并且有责任通知公众了解一些重大飞行活动。

业务拓扑图如下所示：

无人机综合管控平台系统业务运维图

6、无人机服务供应商运营业务拓扑图

第三方服务供应商，可以在综合管控平台系统上开发运维增值业务，给无人机用户提供飞行审批、管理和运营等服务。

业务拓扑图如下所示：

无人机服务供应商运营业务拓扑图

四、方案推进规划

1、方案确认

对数据采集端硬件设备性能确认。

平台系统接口的需求、网络环境、数据源格式进行确认，确认完成后贵单位科技部门与XX科技对方案的实现方式、分工、项目计划进行明确。

2、产品制造和功能开发

XX科技对方案的硬件开发生产，平台功能内容进行设计、开发、测试。

3、网络硬件环境准备

XX科技准备方案中相关的服务器，并进行机房部署及专线接入。

4、系统部署

XX科技将设备生产组装，并把系统部署到服务器并进行相关配置。

5、试运行及上线

双方对系统进行业务核对，选择无人机厂商进行测试，测试通过后正式上线。