新冠疫情给全球经济发展带来了前所未有的冲击，但极大增强了无人配送的社会认可度。使用小型、中型无人机进行短程包裹递送，能避开日益拥堵的地面交通，为用户提供便捷、快速、无接触的服务，用户也愿意为此支付溢价，是目前看来无人机最具市场前景且能够较快实现大规模商用的领域。以美团为例，2020年全国外卖订单总量171.2亿，若其中5%转为无人机配送，每单运费10元计算，年度市场规模可达到百亿元。
无人机物流配送发展进程需要各参与方共同克服技术、法律法规和运行的挑战，中国民用航空局（CAAC）、美国联邦航空管理局（FAA）作为中美民用航空的主管部门，都在积极引领、探索和创新，已将这一运行场景作为重点试点项目，探索可接受的安全目标、监管模式及新的规章标准。
二、中美无人机物流配送运营商概况
表1 中美物流无人机运营人概况
运营人
无人机型号
最大起飞重量（kg）
运行类型
飞行高度
运行规则
杭州送吧
“迅蚁”RA3&TR7S
25
超视距航线飞行
<50m
翼航空
“蜂鸟”V2-7000
6.3
超视距航线飞行
<120m
14CFR91、
14CFR135
UFF
“玛特纳”M2-V9
11.5
超视距航线飞行
<120m
14CFR91、
14CFR135
亚马逊服务
“亚马逊”MK27
40.37
超视距航线飞行
<120m
14CFR91、
14CFR135
1.杭州送吧
杭州送吧使用小型无人机在杭州市滨江区、余杭区开展医疗急救用品运输及同城即时配送服务，已积累2万多架次飞行测试经历。通过运行风险评估和运行验证，中国民用航空局认为，在复杂城市环境下杭州送吧无人机物流配送的运行安全水平满足局方要求，2019年10月中国民用航空局向杭州送吧版发了《特定类无人机试运行批准函》，有效期一年。经过一年试运行后，2020年10月杭州送吧累计安全飞行约5000架次，中国民用航空局批准了杭州送吧提交的延长试运行期限及增加航线申请。
图1 杭州送吧无人机物流配送示意图
2.翼航空
表2 “蜂鸟” V2-7000技术参数
图2 “蜂鸟”V2-7000
阿尔法贝（Alphabet）子公司翼航空成立于2012年，已经在美国、澳大利亚、芬兰安全飞行超过10万架次。2016年翼航空与弗吉尼亚理工大学的中大西洋航空合作组织（Mid-Atlantic AviationPartnership, MAAP）测试基地合作，开始在校园为师生提供送餐服务，MAAP是美国联邦航空管理局指定的无人机测试基地之一。2019年10月翼航空获得标准135部运行合格证，可在白天采用超视距运行方式为弗吉尼亚克里斯琴斯堡（Christiansburg）社区运送食品和非处方药品，但要求一名远程驾驶员一次最多操纵5架无人机，通过与沃尔格林（Walgreens）、联邦快递（FedEx）和当地一家糖果店合作，翼航空已经为居民提供了200多次配送服务。
在运行风险评估过程中，翼航空认为无人机平台是运行安全的关键因素，从降低地面风险角度考虑，“蜂鸟”（Hummingbird）V2-7000无人机机身采用轻质柔性结构，电池、电机、导航系统等关键部件采用冗余设计，并对地面第三方碰撞进行了充分仿真与试验测试。
UPS子公司UFF（UPS Flight Forward，UFF）一直在北卡罗来纳州罗利市韦克莫得（WakeMed）医院周围从事医疗用品运送，如血液与检测样本。通过充分借鉴UPS货运航空运行经验，UFF建立了较为完善的运行管理体系，采用玛特纳公司M2无人机，取得了135部标准运行合格证，允许UFF在已批准的航线内开展超视距运行，在人群上空及夜间运行，且可运输重量超过25kg的货物，但要求每次飞行只能由一名远程驾驶员操纵无人机。截至2020年10月，UFF已经为4500多名患者提供了1000多次医疗配送服务。
4.亚马逊服务公司
图3 亚马逊无人机物流配送概念图
亚马逊从2013年开始研发与测试物流无人机，组建了一支实力雄厚的研发团队，投入使用的“亚马逊”MK27固定翼无人机可垂直起降，携带2.27kg货物能飞行28km，并已进入型号审定阶段，相应适航标准已于2020年底完成意见征求。
亚马逊无人机物流配送概念如图3所示，能实现客户下单30min后交付包裹，主要在低人口密度地区运行，扩展运行区域需要向FAA提交运行计划，以及必要的风险缓解措施，FAA评估通过后才能够获得许可。
三、申请审批流程分析
中小型无人机物流配送主要在真高120米以下空域运行，机上不载人，运行危害主要来源于与地面第三方及其他空域中的用户发生碰撞，与传统航空运输有着不同的风险点与缓控措施，这决定了现有监管体系并不完全适用于无人机。因此，如何对这类运行申请进行审定，中国民用航空局与美国联邦航空管理局结合本国国情，选择了不同路径，虽然具体实施方式不同，但都是从三个方面开展相应工作，即合作开展试点项目；突破现有规章要求；开展运行风险评估。
1.中国试点项目
中国民用航空局在2017年首先开展了无人机物流配送经营许可试点项目，尝试建立符合无人机特点的差异化运行标准和监管模式。试点项目批准顺丰科技有限公司（下称顺丰科技）、西安京东天鸿科技有限公司（下称京东天鸿）分别在江西赣南、陕西开展无人机物流配送，在赣南试点，根据无人机运行特点，中国民用航空华东地区管理局指导顺丰科技完成了适航标准、运行、人员资质等标准的起草工作，向顺丰科技颁发了经营许可与运行许可双证合一的“运营许可证”；在陕西试点，中国民用航空西北地区管理局向京东天鸿颁发“民用无人驾驶航空器经营许可证”，批准该公司无人机在陕西全域使用无人机开展物流配送经营性活动。
在前期试点经验基础上，2019年中国民用航空局发布了《特定类无人机试运行管理规程（暂行）》（AC-92-2019-1），将中国国情与《特定类运行风险评估方法》（Specific Operation Risk Assessmen, SORA）进行结合，提出特定类运行合格审定的申请审批流程与要求，这是中国民用航空局深入开展民用无人机运行监管的重要一步，确定了“面向运行场景，基于运行风险，分级分类”的监管理念。杭州送吧首先被选为城市无人机物流配送试点单位，中国民用航空局组建了试运行审定专家组，依据咨询通告完成了审定工作。
2.美国试点项目
2017年10月至2020年10月，美国联邦航空管理局通过IPP项目与九个州、地方政府建立了合作，主要参与者随后与无人机制造、运营商、服务企业合作，开展多种高级运行测试和评估，协助美国运输部（USDOT）和美国联邦航空管理局制定新的规则，以支持更复杂的无人机运行。翼航空、UPS分别与弗吉尼亚州、北卡罗来纳州合作,参与了美国联邦航空管理局融合试点项目，成为第一批验证本公司运行概念的运营商。
2020年10月融合试点项目结束后，美国联邦航空管理局启动了“超越”（BEYOND）项目，继续与融合试点项目的九家参与者中的八家开展合作。“超越”项目侧重于在既定运行规则下开展试点，收集数据以制定基于安全绩效的标准，深入了解社区和社区利益，收集和处理公众反馈，简化无人机融入国家空域运行的审批流程。
3.运行合格审定依据
中国民用航空局提出建立独立、适用的无人机管理法规体系，制定《民用无人机安全管理规则》（CCAR 92），对无人机适航、运行、飞行标准、空中交通管理等进行顶层统筹，详细要求以规范性文件形式嵌入监管法规框架并先于规章发布，便于及时更新要求，保持监管与技术发展同步。
美国联邦航空管理局采用严格的规章制度来保证国家空域安全，由低风险到高风险逐步授权无人机融入国家空域运行，同步修订、完善现有规章体系，而不具备标准适航证、不满足14 CFR 107部要求的商业运行，应向美国联邦航空管理局申请许可，美国联邦航空管理局依据美国法典49USC 44807条款进行运行风险评估与授权。
由此可知，中美中小型无人机物流配送运行合格审定所依据的法律法规层次不同，批准许可形式不同，但都对现有法规进行了突破。
中国民用航空局依据的AC-92-2019-1是CCAR92部的咨询通告，局方向通过审定的运营商颁发批准函及运行规范。
在美国，按照14 CFR 119部和135部进行运行合格审定，是无人机开展超视距物流配送商业运营的唯一途径，美国联邦航空管理局依据法典49USC 44807，对14 CFR 91部和135部中物流配送运行不适用、不满足的条款进行豁免，基于运行风险明确运行限制，向通过审定的运营商颁发运行合格证及运行规范。
4.运行风险管理
中美民航部门均要求中小型物流无人机运营商在申请运行许可时提供运行风险评估报告和相应的证明材料，以便监管方能够判断最终运行风险等级是否可以接受。企业在这一过程中，可以充分了解运行风险及其危险程度和可能性，制定缓解措施，判断剩余风险，进一步改进无人机研发制造，改进运行程序。
中美民航部门推荐了不同的风险评估方法，针对中小型无人机物流配送，中国民用航空局选用了特定类风险评估方法，美国联邦航空管理局在原有安全风险管理(Safety Risk Management，SRM)基础上补充了无人机内容。相比传统的运行风险评估方法，SORA对于没有安全管理经验的无人机运营人更容易接受，中国民用航空局将本土化评估流程放到了AC-92-2019-1附件中。美国联邦航空管理局对无人机安全风险管理进行了总结，并于2019年10月发布了《无人机安全风险管理指令》（ORDER 8040.6）（《UnmannedAircraft Systems Safety Risk Management Policy》），针对所有无人机运行许可申请，该文件规定了美国联邦航空管理局各相关部门职责、协调机制和流程，并在附件D中给出风险分析表格与样例。
将无人机物流配送这一类新业态纳入监管框架，对中美来说都是挑战。监管方与申请人都希望运行许可申请审批能够摆脱试点的模式，有明确的运行安全目标要求，有更长期、更透明的规章来规范和指导运行。目前中国民用航空局、美国联邦航空管理局在这一领域仍在探索进程中，进度相当，申请审批路径相似，相比而言，中国民用航空局既有优势也有略势（如表3所示）。总体而言，CAAC法规制定进度已滞后于美国联邦航空管理局，除可借鉴美国联邦航空管理局相关具体规则外，也应借鉴其各方资源统筹协调、有序推进试点成果输出、持续安全监管的经验。
表3 中美中小型无人机物流配送试点进展对比。
序号
主要指标
中国
美国
感知与规避、远程识别、5G通信等先进技术
5G技术领先，积极推广应用。
感知与规避、远程识别技术发展较快，解决方案与产品标准已占先机。
参与企业
一家企业完成审定，一家企业提出申请。
三家完成审定，至少6家在审。
2020年10月CAAC与十三个地方政府合作无人机试验区试点，其中约6个试验区都有无人机物流配送项目。
2016年12月FAA启动无人机安全合作计划项目，与主要物流企业建立合作；2020年10月三年期融合试点项目结束，开始实施“超越”项目。
法规、政策、标准
城市无人机物流配送审定指南、航线标准正在制定中。
“亚马逊” MK27特殊类适航标准征求意见稿、“玛特纳” M2特殊类适航标准征求意见稿、ORDER 8040.6、N 8900.527通告等。
持续监管
AC-92-2019-1提出监查和检查要求，还未形成规范性文件与程序。
2019年11月FAA发布N 8900.527通告，为FAA监察员提供无人机物流配送持续监管指南。
1.不断积累运行数据，充分发挥各参与方作用
中国民用航空局将为空域新用户创造运行条件和监管环境，促进无人机产业发展，保障无人机运行安全，通过试点项目将地方政府、运营商、制造商等各参与方联系在一起，共同探索运营模式、开展安全运行测试与评估。无人机完成一次配送，除运营人的运行控制，还需要起降场地、通信基站、精确导航等基础设施支持，通常需要地方政府对其进行规划、建设与管理，营造安全可靠的运行环境。同样，如果公众对无人机在周围的运行感到不安全，担忧噪音及对日常生活隐私的影响，将直接限制无人机物流配送的商业前景，需要地方政府及社区进行相应宣传引导，制定管理办法与标准。
美团、京东、顺丰、中国邮政、苏宁、中通等国内电商、物流企业都在开展中小型物流无人机飞行测试，需要中国民用航空局为参与方提供信息共享、交流合作平台，提高社会影响力与关注度。随着企业不断发展和面临竞争，为充分使用有限的空域、基础设施资源，制定行业通用规则、标准越来越重要，关键参与者为了建立市场准入门槛，都在积极参与、推动国际国内制定相关的标准。此外，地方政府在促进产业发展方面发挥着关键作用，可以提供多种政策扶持与资金保障，扶植具有广阔市场前景与社会价值的产业稳步发展。
2.调整传统监管思路，统筹推进规则、标准制定
在获得运行合格证前，民航部门要求企业必须确保飞机已经成熟定型，但无人机通常要在投入使用后不断进行软件和部件更新，如果套用有人机运行合格审定思路，将导致监管严重滞后于无人机技术的发展。美国联邦航空管理局已意识到这个问题，改进其内部流程，以便在现行规则下让越来越多的无人机能运行，同时与制造商合作，共同应对技术挑战，如开发远程识别和可靠的机载感知与规避系统，以便在启用更复杂的运行之前解决关键问题，保障运行安全。
中国民用航空局已经在空中交通管理、适航管理、驾驶员管理、运行管理等方面颁布了一系列规范性文件，但适用于无人机物流配送的文件却较少，虽然企业主持、参与制定了多个行业或团体标准，但针对运行合格审定符合性验证的可用标准却较少。
美国联邦航空管理局已经更新到第三版无人机融入国家空域发展路线图，分阶段有序推进法规、标准制定，无人机物流配送实行分阶段分等级135部许可，无人机运行合格证类型分为四个等级，规则、标准在框架内按需制定。
3.加强持续安全监管，保障运行安全
杭州送吧试运行仍在进行中，2020年申请延长运行期限的同时扩展多条航线，随着运行量的增加，需要中国民用航空局规范、完善安全监管制度。2019年4月，美国联邦航空管理局完成了第一批135部审定后，11月发布《135部无人机运营人航空器、设施与程序的检查与监督》（N8900.527）（《Monitor and Inspect a Part 135 UASOperator’s Aircraft, Facilities, and Procedures》）通告，为安全监察员提供135部运营人监察补充说明和指南，规定了不同于有人机的检查项目，并要求主任维修监察员和主任航电监察员提交检查结果。借鉴美国联邦航空管理局的安全监管经验，建议中国民用航空局结合实际情况，进一步落实《特定类无人机试运行管理规程（暂行）》（AC-92-2019-1）中的“6.5 检查和监察的实施”条款，即落实监察人员、检查项目、检查频次要求，明确检查报告机制。
注:原文发表于《无人机》2021年第8期，作者刘菲（民航管干原）
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