【TouchSky摩天·資訊 作者:無人機叫獸】自本年年初無人機誤闖機場的意外后,大眾和無時無刻都在憂心忡忡,擔心恐怕有一天,無人機會撞到民航客機,釀成意外。而無人機用戶也擔心,有一天大眾會因為恐怕無人機撞到民航客機,而把無人機一刀切禁絕。
無人機用戶并不單純
把無人機一刀切禁制,是否就能保證安全呢?首先,我們要重新認識什么是“無人機用戶”。
在 2005 年左右,其實并沒有所謂的“消費級無人機”的存在,甚至根本就沒有真正的“消費級四軸飛行器”,當時的飛行器主要還是以遙控定翼飛機 (fixed-wing) 和直升機為主。然而,無論是遙控定翼飛機或直升機,仍然十分難以操作,成本也十分高昂,一般消費者根本不會感興趣。但這個時候,開始聚起一堆高手,埋首研發(fā)無人機飛控。故此,今天的無人機產(chǎn)業(yè),大部份都在這個時候打下基礎(chǔ):例如汪滔在 2006 年建立大疆、而楊建軍也在2007 年建立零度智控等。而不少機械人及電子工程師,也陸續(xù)留意到無人機產(chǎn)業(yè)的潛力。
直至 2010 年,法國 Parrot 公司推出首臺消費級四軸飛行器 AR.Drone (上圖),盡管當時還未有一個真正的“消費級無人機”市場,但 AR.Drone 智能而容易操作的特點,刺激起四軸無人機的急速發(fā)展。然后在 2012 年,大疆推出了禪思云臺 (Zenmuse),大幅降低了航拍門檻,并在接連的兩年,連續(xù)推出到手即飛 (Ready-to-fly) 無人機 Phantom 系列,吸引大量攝影愛好者成為無人機用戶,形成了全新的航拍文化,也促使了半專業(yè)的無人機愛好者不斷涌現(xiàn)。
隨著航拍文化的傳播、和無人機日益變得更容易操作,愈來愈多的消費者對無人機產(chǎn)生興趣;再加上大疆在 2016 年,在包括蘋果店等的非傳統(tǒng)航模渠道售賣無人機;并在 2016 年 9 月,推出革命性的便攜無人機 Mavic Pro,不但使無人機銷量達至前所未有的高峰,也使愈來愈多小白用戶加入無人機用戶行列。
換句話說:無人機用戶并不如大眾想像中的簡單,而是是由少數(shù)的高手、一定數(shù)量的愛好者、以及愈來愈多的小白用戶組成(上圖)。但這些不同的用戶,有著怎樣的特點呢?
不同用戶的不同特點
首先是無人機發(fā)展的核心:無人機專家。他們是無人機研發(fā)的骨干,負責研發(fā)載客無人機、速遞無人機之類的新產(chǎn)品,無人機的未來就看他們了。
從數(shù)量上,盡管無人機愈來愈流行,也愈來愈多擁有專門技術(shù)的用戶加入高手行列;但畢境“高手”社群有不低的技術(shù)門檻,增長速度上遠遠不及小白用戶。高手用戶無論在技術(shù)上比別人更在行,所以飛起來更謹慎;所以,他們一般都是意外機會最低的一群人,不過,也由于他們技術(shù)高超,所以也可是最難以禁制的無人機社群。
其次是航拍文化的發(fā)源地:愛好者社群:包括專業(yè)飛手、穿越機愛好者(下圖)、或是具經(jīng)驗的航拍愛好者。他們也有足夠的飛行技術(shù),所以意外率亦相對亦較低;但也由于他們熱愛無人機,當沒有足夠的飛行自由時,他們將更傾向于違反禁飛令黑飛。
最后是在 2016 大幅增加的小白用戶--這一部份人占了無人機用戶的絕大多數(shù),但同時又是最容易鬧出事故的群體。這種用戶對航拍或無人機不會有什么情意結(jié),能拍就拍、不能拍就算。有關(guān)部們只需略加限制,就能讓他們主動配合,不會故意地對抗禁飛策略。麻煩的是他們數(shù)量龐大、而且對無人機毫無認識,導(dǎo)致他們經(jīng)常無意之間發(fā)生事故:無人機誤闖蕭山機場,就是他們的“杰作”。
一刀切禁飛的經(jīng)濟學(xué)分析
考慮到不同用戶的不同特徵,即使我們一刀切地禁飛、限制,效果也是因人而異。以小白用戶為例:由于飛行對他們來說并不是剛需,屬于“高需求彈性”用戶(下圖),只要稍為提高罰則,讓亂飛的成本增加,就足以大幅減少小白亂飛的次數(shù)。
不過,他們很可能不會注意到無人機的法規(guī)和安全,所以禁飛令對他們來說效果并不太理想。真正要讓小白停止亂飛,關(guān)鍵絕不是“制定法規(guī)”,而是“執(zhí)行法規(guī)”--換言之,一刀切禁飛對小白用戶根本毫無意義。要阻止小白違規(guī),除了是宣傳和教育工作必須到位之外;透過例如地理柵格的技術(shù)手段管理,就已經(jīng)遠比一刀切的禁飛更為有效。
但對于愛好者和高手社群來說又如何?如果說我們“不需要”對小白一刀切禁飛,那對于愛好者和高手社群來說,是“不應(yīng)該”一刀切禁飛。這兩個社群不但愛無人機,而且當中不少人更以無人機來維持生計。所以,愛好者和高手社群屬低需求彈性(下圖),即使我們大幅提高罰則,也不能大幅減少他們的飛行次數(shù)。
舉例說,美國聯(lián)邦航空局 (FAA) 早前就向航拍公司 Skypan 重罰 190 萬美元,原因是 Skypan 在兩年內(nèi)在人流或航空交通密集的地點,進行了 65 次未經(jīng)準許的飛行;可見,即使有關(guān)方面禁止一直亂飛,但這群用戶仍然會傾向偷飛、黑飛。
故此,如果我們要完全禁止他們飛行,就必須把他們的飛行成本,提高到一個難以置信的水平--例如禁止生產(chǎn)或入口無人機,才能稍稍的減少。即使去到這個地步,這兩個群體的成員都有一定程度的動手能力:無人機公司用地理柵隔禁飛?他們能破解給你看;禁止生產(chǎn)或售無人機?他們能自組一臺給你看。換言之,完全禁飛是不可能的事。
從另一個角度看,為了一刀切禁止無人機而大幅提供飛行成本,對社會不可能毫無影響。這個社群除了是骨灰級的高級玩家,也同時是不同產(chǎn)業(yè)骨干份子。為了一刀切禁飛而大幅提高飛行成本,結(jié)果也可能同時增加了社會成本,包括:
1. 安全使用無人機,合情亦合法;一刀切禁飛只會破壞法律的公正性;
2. 無人機能幫助農(nóng)業(yè)、消防、勘探等不同范疇,一刀切禁飛會影響這些行業(yè)的正常發(fā)展;
3. 無人機的市場規(guī)模,預(yù)計在 5 年內(nèi)會增長至 250 億美元;中國目前在無人機產(chǎn)業(yè)上暫時領(lǐng)先,但一刀切禁飛等于放棄了這個優(yōu)勢;
4. 無人機科技的背后,也涉及大量的機械人、人工智能和無線傳輸技術(shù)的研發(fā);一刀切禁飛也同時影響這些科技的發(fā)展。
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上圖是一刀切禁飛的邊際社會成本示意圖:只要很低的社會成本,就能大幅減少無人機的飛行次數(shù);但要全面禁絕無人機?社會成本成本卻會快速增加。
禁飛?堵不如疏
不同無人機用戶,對禁飛策略有不同的反應(yīng),故此我們可以認為以下假設(shè)是合理的:
1. 一刀切禁飛只能若干程度上減少“亂飛”行為,但不能完全避免;
5. 禁飛策略的邊際成本,會隨無人機用戶數(shù)量減少而遞增。
雖然說無人機難以完全禁止,但當亂飛次數(shù)增加的同時,市民生命受到威脅,社會也會負上代價;我們不能光是為了產(chǎn)業(yè)發(fā)展,而犧牲了市民的安全。因此,我們需要兩全其美地保障大眾安全的方法。
簡言之,堵不如疏:與其一刀切的禁飛,不如合理地開放安全的飛行區(qū)域。
為什么“堵不如疏”呢?舉例說:在全球絕大部份地區(qū)使用重型的無人機(一般重于 7 公斤)時,仍然需要向有關(guān)機構(gòu)申請,但不少專業(yè)的商業(yè)航拍飛手,最終都黑飛或是偷飛。他們往往抱怨申請合法飛行的審批的時間太長、需要對接的部門太多、低效的審批手結(jié)減少了合法飛行的空間,逼使他們偷飛。早前美國的 Amazon就指責美國政府用了超過一年時間,才批準他們的使用測試無人機速遞服務(wù)(上圖),逼使 Amazon 改在英國測試。
大型工業(yè)無人機的需求日益增加,但他們申請“合法飛行”是如此困難,逼使大量無人機偷飛、黑飛;如果我們真的要全面禁飛?無人機的河水的洪峰將至之時,“法規(guī)”這個堤壩將如何阻擋?
那究竟怎樣才能合理地“泄洪”呢?目前主流的手段,是透過地理柵格 (Geofence) 技術(shù)。它的原理是透過無人機的 GPS 定位,并對比內(nèi)置的資料庫;如果發(fā)現(xiàn)定位在禁飛區(qū),就會不讓起飛;但在合理而安全的地點下,無人機就可以正常飛行。
無疑,地理柵格并不是防止亂飛的最佳方法。在本年春節(jié),就有不少用戶因為禁飛區(qū)的不完善,導(dǎo)致不少誤飛禁飛區(qū)的事故。然而,無人機生產(chǎn)商并非不想做好禁飛區(qū)管理,而是沒能與與民航機構(gòu)很好的溝通;而有關(guān)機構(gòu)亦往往閉門畫餅,自行把城市大部份范圍劃為凈空區(qū),使無人機生產(chǎn)商無法配合。結(jié)果,在雙方溝通不足的情況下,地理柵格無法完全發(fā)揮作用。
換言之,這不是地理柵格的概念有問題,而是地理柵格本身不夠合理所致:應(yīng)該禁飛的區(qū)域卻沒被圈好,不需要禁飛的卻往往被劃為禁飛區(qū)。也于如此,早前無人機龍頭企業(yè)大疆,更新了禁飛區(qū)策略(上圖),并采用了實名制方式監(jiān)管、以及引入 ADS-B 航空預(yù)警系統(tǒng),把機場禁飛策略進一步優(yōu)化,我們預(yù)計會無人機安全問題,將進一步得到改善。
一小撮違規(guī)者
另一方面,但是,地理柵格設(shè)也無法杜絕無人機亂飛,我們就任由無人機威脅我們的安全嗎?事實上,無人機問題涉及航空安全,動輒涉及大量人命傷亡,絕非金錢或成本可以計算。既然我們要不昔代價,也要避免嚴重意外,那地理柵格不就是毫無用處嗎?
關(guān)鍵是:不是所有人都會違規(guī)亂飛。一般老練的飛手,他們珍惜這個市場,也知道無人機誤闖機場的惡果,所以這個群體理解法規(guī)和無人機安全守則,明知故犯的成員數(shù)量相對較少;也由于他們有足夠的技術(shù),即使真的違規(guī),發(fā)生意外的機會也更低。但是,小白用戶本來人數(shù)多,加上什么都不懂,更容易誤闖禁飛區(qū),潛在的“非故意”違規(guī)風險巨大,也比一般愛好者更容易發(fā)生意外。
雖然,地理柵格絕不是最完美的解決方案,但卻是最有效率的方案,只需幾行代碼,就能把這群小白用戶趕出危險區(qū)域,就能把絕大部份沒破解能力的小白隔絕在禁飛區(qū)之外,消除了 80% 以上的潛在風險了(上圖),但又能讓一般用戶有足夠的自由度享受飛行。盡管我們無法透過地理柵格完全阻止亂飛,但已經(jīng)大幅減少違數(shù)字,降低了管理的難度:對付 100 個違規(guī)者困難,但對付 1 個違規(guī)者容易多了。
隨著無人機的急速發(fā)展,不少人開始埋首研究反無人機系統(tǒng),機場等敏感地區(qū)可以透過主動出擊,“對付”剩下的一小撮違規(guī)者。反無人機系統(tǒng),未必能對付大量的違規(guī)者,但要堵截少量的違規(guī)者,卻遠比地理柵格或嚴苛的法規(guī),更為有效。
總的來說,無人機安全是個不容易解決的問題,一刀切禁飛看似簡單快捷而方便,但從可能性或是經(jīng)濟考慮上看,根本無助于提高無人機安全。我們?nèi)匀恍韪鞣矫娴娜媾浜希拍茏屔鐣踩】档匕l(fā)展。