专题研究｜加强天地融合智联，助推低空经济腾飞

■ 2021年2月，在中共中央、国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》中首次提出“发展低空经济”“推进基础设施数字化、网联化”，标志着低空经济发展迎来了重要的战略机遇期。低空经济作为数字经济转型发展的新业态，是以低空空域及其关联地面基础支撑为依托，以各种有人驾驶航空器和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，对后勤投送、物流运输、支线客运、遥感探测、农林植保、应急救援、体育旅游等众多行业起重要推动作用，且辐射效益强、产业链较长的综合经济形态。据测算，2030年我国通用航空市场规模将达1.4万亿左右，2035年我国仅无人机物流行业产值可超万亿规模。低空经济效益日益凸显，被视为我国经济社会发展的新引擎，具有发展低空数字新基建和数字经济的双重战略意义。因此，亟需为未来低空运行场景提前做好数字规划和体系规划，加快低空新型信息基础设施建设。

■ 低空智联网的概念内涵

低空智联网作为发展低空航空器行业应用最重要的基础设施，是低空经济发展的基石和助推器，可实现低空治理体系的网络化、数字化和智能化，能够大幅提升低空综合治理效率和空域资源利用率，释放低空经济发展潜能，为低空经济腾飞提供新动能。

从基本定义上讲，低空智联网本质是为满足高密度、大流量、近实时的低空安全高效应用需求而构建的低空复杂运行系统，并创新应用数字化、网络化和智能化技术赋能管控服务“云”、空天地三“网”和航空器“端”，能够对突发特情和应急处置进行敏捷反应。其作用范围为地面延伸的低空空域(通常在3000m以下，各地具体需求有一定差异)，以空天地一体的通信导航监视基础设施为基础依托，主要涉及地面5G移动公网、宽带通信网、数据链和低轨卫星互联网等通信手段，地基增强系统GBAS、星基增强系统SBAS、惯导、视觉导航、GNSS导航和融合导航等导航手段，以及一/二次雷达、ADS-B、无线信标、Remote ID、光电探测、通感遥一体等监视手段的综合运用。

从实现效果上讲，低空智联网是融合运用数字化、网络化和智能化工程，综合利用新型信息通信网络、智能控制技术以及空中交通管理多学科交叉，打造天地一体化的重大基础设施，通过天基/空基组网、天地互联的技术途径实现多网融合、数智赋能，促进低空经济发展，推动基础服务向垂直行业拓展。最终目标是构建低空数智网络信息体系，形成多元、异构、动态的低空运行治理生态系统，从而培育出广域互联、泛在感知、智能控制、精准管理的低空应用新业态。

■ 低空智联网的应用价值

当前，我国无人机应用产业起步晚但起点高、发展迅速，替代传统通航有人作业历史包袱小，与欧美等通航发达国家相比，拥有明显的后发优势，具备了弯道超车的发展契机。近年来，人工智能、5G移动通信、物联网、北斗导航、低轨卫星网络等高新技术快速发展，持续为低空空域赋能，无人机在低空运行展现了更强的信息运用能力和能量运输效率，在应用模式上已超越了一般的交通范式，发展为网络环境下任务驱动、数据赋能的空中移动智能平台。为此，低空智联网对于整个低空空域服务范围，具备以下显著的应用价值。

一是提供泛在、低时延的低空服务。通过广域互联、泛在感知的低空智联运行环境，能够保障整个低空服务场景内多源信息的安全交互与共享，对静态空域结构和动态空域环境进行统一数字化表征，以无线传输为主、有线互联为辅的通信手段，将航空器安全飞行所需的空域信息、气象信息、环境态势信息和任务信息等实时推送到空中作业平台，支持多手段、多链路备份接替和跨区切换，通过无线广播、被动接收、多总线等方式及时获取自身位置和状态等信息，对于存在的潜在安全风险和飞行边界预先告警以及冲突识别，自主进行动态优化飞行航迹和速度、间隔控制，在保证安全前提下实现节能减排。

二是强化敏捷、全要素的低空管控。基于整个低空范围内适飞空域的划设和分布情况，通过融合运用通信、导航、监视、气象、频谱、控制等信息对空域环境基础运行支撑能力和空域能力通道进行表征，按照能力生成—个体控制—联合管控的总体要求，实现“空域+用户+环境+控制”的闭环流程，监管主体依托综合监管服务平台对低空运行环境分层分域治理，根据低空空域整体安全管控需求，形成“云服务+网支撑+端感知+空域控制”的低空立体监管体系；区分不同类型空域准入和飞行管道/航线使用原则，实时掌握空中航空器飞行态势，灵活调整空域申请使用释放时机，形成不同优先级飞行活动间冲突排解和防撞规避机制，依托无线电驱离或压制、卫星导航诱骗、电子围栏等软杀伤或其他硬摧毁手段进行违规“黑飞”处置，有效支撑低空大规模、高密度的城市空中交通态智能管控和有人无人融合运行。

三是发展综合、高质量的低空经济。低空经济是能够辐射带动相关领域融合创新发展的综合性经济形态，具有覆盖多领域(服务于民用、警用和军用等多个领域)、应用跨行业(横贯第一、第二、第三产业)、闭环全链条(涵盖无人机相关产业上中下游)等产业特点，未来既能发展面向多领域低空制造产业，支撑企业、科研院所、权威机构从事各种航空器、零部件、机载设备等的生产、制造、研发、销售、认证；又可以推动低空飞行服务产业发展，为垂直行业提供各种生产作业类的飞行作业活动，为应急救援、医疗救护、短途运输、航空物流、警用海关政务等提供各种公共服务类的航空服务型飞行活动，为普通大众提供飞行培训、空中游览、私人飞行、航空运动、娱乐飞行等航空消费类的消费性航空活动。

■ 风险与挑战

未来，交通出行、末端物流、城市治理、农林植保、线路巡检、航空救援等种类繁多的无人机应用场景相互交叠，走廊、管道、通道等不同类型的低空空域复杂交织，数字化、网络化、智能化的低空智联网络成为基本形态，全国各类无人机同时在空数量可达百万级规模。最终将形成广域互联、泛在感知、智能控制、精准监管、安全可靠的低空应用发展新场景。如此巨大的数量规模以及复杂多样的应用模式，将对我国低空治理能力带来前所未有的严峻挑战。

管理层面，由于各监管方的职责主要是监督管理，按照现行监管框架，不可避免地会出现各地域、各部门管理权责不清楚、界限不明晰等现象，传统的粗放式管理、划片包办、“九龙治水”等方式均无法胜任海量高密度运行场景，亟需打破现有的管理机制束缚，需要引入既服务监管方又服务用户的运营要素。

市场层面，虽然部分地区已形成初具规模的试点验证示范区，但后续促进无人机产业繁荣发展的动力持续性不足，现有管理框架一定程度上束缚了多领域、跨行业的发展需要，亟需构建全方位的无人机产业支撑体系，在保证安全运行的条件下进一步激活产业繁荣，推动全行业规模化发展。

技术层面，当前基于人在回路中的无人机监管技术，主要依赖于传统的通信、导航和监视手段，存在覆盖盲区多、控制可靠性低、主动处置难等现实问题，根本无法胜任从“人管人”变为“智能系统管无人机”的运行管理要求，急需解决低空智联环境下的空域控制体系智能与飞行平台个体智能的匹配问题。

安全层面，低空智联环境既包含虚拟空间又包含物理空间，在低空无人机海量、高密度复杂应用场景下，飞行安全、网络安全和数据安全风险交织，安全形势更加复杂严峻，急需加强无人机自主可控、网络防护、监测预警、应急处置等能力建设，健全无人机飞行安全、低空智联网络安全和数据安全保障体系。

■ 对策与建议

为适应未来低空智联环境下大规模、高密度运行，智能化、精准化管理，以及有人、无人融合飞行的协同发展需要，满足走廊、通道、网系等不同类型适飞空域的多样化应用要求，需要进行低空综合监管和协同治理，更好地保证通航和无人机“飞得起来、飞得顺畅、飞得便捷、飞得安全、飞得精准、飞得营利”。

一是创新运行管理新模式。依托地面基础设施和环境保障能力，进行分层分域的空域规划，服务路空一体应用，实现空中域网协同管理：改变思维观念、创新管理理念，通过引入既服务监管方又服务用户的运控主体，构建集无人机使用者、运营商、飞行服务站等主体于一体的运控与服务体系，平衡管理主体和使用主体的需求，区分业务和用途，按需提供安全、高效、融合的信息服务，实现信息共享、精准管控和按需服务，支撑国家和各级空管机构、民航、公安、工信、市场监督等多监管主体协同综合监管，最终形成统一“放—管—服”的低空运行环境，达到安全与效率、管理服务和使用的“纳什均衡”。

二是推动政府主导、体系支撑。面向规模化、产业化的无人机应用前景，需要政府企业、行业上下通力合作，协同推动顶层规划、基础建设和产业发展：各级政府优化通用机场、起降点、飞行营地、飞行服务站、维保基地、机库/机巢、通信导航监视气象等传统基建和新基建的规划建设，加强无人机自主可控、网络防护、监测预警、应急处置等能力建设，对空域管控、飞行服务、综合反制等能力优化补强；全行业形成集设计研发、生产制造、市场销售于一体的行业发展产业链，构建上中下游协同发展的产业生态。

三是探索技术自主、融合运用。按照“无人化、智能化、人在回路”的低空运行管理需要，分阶段进行目标能力的技术适配与应用验证：空域上，区分管制空域和适飞空域等划设原则，设计我国低空空域分类标准，采用“骨干航线划设+支线灵活延伸”模式规划分层分域的低空航路航线网，建立低空数字化飞行规则和间隔运行标准，提高运行效率；管理上，通过综合运用传统+新型的通信、导航、监视等技术，依托空域网格时空建模和精细智能管理技术，构建低空基础数据底座，形成统一时空基准和数据“集装箱”，支持空域可计算、数据可赋能，实现“人在回路内”的运行规则管理维护；运行上，基于航空器性能进行个体能力网格生成，依托空域环境运行支撑和航空器自主感知控制能力，自动实时触发特情临机处置策略库，增强飞行需求和空域能力相耦合的自生长、鲁棒性，实现“人在回路外”大规模无人机协同控制和体系智能的联合运行管控。

四是完善安全预警、风险可控。通过广域互联、泛在感知的空域条件，在保证安全运行的条件下，探索试点乡村区自由飞行、城乡区自由航线飞行、受控区通道(网)飞行、市中心区固定航线飞行的运行管控和安全预警应用；改造集成综合航电系统，增强感知避撞和自主控制性能，减少不安全风险隐患出现；健全无人机飞行安全、个体安全等外在安全预警，融合低空智联网络安全、数据安全等内生安全，形成一体化综合安全保障体系，构建低空智联安全生态。

■ 结束语

新兴的低空经济对于整个低空通航和无人机应用具有显著的带动作用和虹吸效应。通过数字化、网络化、智能化的低空智联网“新基建”，可构建起覆盖起降场、飞行服务站、通信导航监视气象和航空情报服务于一体的低空运控与服务体系，有效支撑保障综合监管协同、信息互认共享和可靠服务运维，推动末端物流投送、电力巡检巡修、应急航空救援、城市综合治理、空中交通出行等各类“无人机+”新型应用场景落地生根，助力整个低空产业全要素参与、全链条发力、全流程闭环，统筹规划、协调发展、形成合力，低空经济腾飞指日可待！

来源：中国联通《信息通信技术》

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编辑：张琦