金 伟 姜洪涛 田 野 薛 涛 胡桂新（工业和信息化部装备工业发展中心；工信装备工程研究院）
摘 要：本文聚焦低空经济监管运行及基础设施建设，指出其将向智能化、网联化、数字化发展，推动低空飞行活动转变，形成安全智慧的空中出行模式。本文从三方面展开具体论述：在基础设施体系上，硬基建呈智能、网络、绿色、标准化趋势，软基建加速数字化智能发展并融入智慧城市；在智能网联系统与能力构建上，体系架构不断完善，空中交通服务保障能力提升；在监管服务体系上，规则逐步完善、安全保障延伸至数据与网络安全、飞行服务站网络解决方案落地，且低空装备试验验证基础设施和能力将加速构建。文章同时展望了低空经济发展阶段，指出其未来有望成为国民经济重要产业。
关键词：低空经济；基础设施建设；智能网联系统；运行监管服务；数字化；智能化
未来，低空经济的监管运行及基础设施建设，将朝着智能化网联化数字化的方向发展，推动低空飞行活动由低密度隔离运行向大规模高密度协同安全运行转变，由技术可实现性向运营可持续性转化，形成灵活精细的低空空域管理、高效智能的飞行服务、开放融合的通导监保障、多方协同的安全监管、泛在可信的数据与信息服务的安全智慧空中出行。
一、互联互通的基础设施体系加快建设
（一）低空硬基建布局网络化、建设标准化
低空硬基建包括垂直起降场地、充电补能设施、维修维护设施、通信导航监视设施等地面设施设备，将表现出如下趋势。
1.智能化发展
随着人工智能、大数据等技术的不断发展，低空地面设施设备将朝着智能化方向发展。通过引入智能感知、智能决策等先进技术手段，可以实现对飞行器的实时监测和精准调度；同时，还可以为乘客提供更加便捷、个性化的服务体验。我国相关政策规划文件就明确提出“支持探索推进楼顶、地面、水上等场景起降点建设试点”“推动建设一批智能化、集成型、多用途的通用航空基础设施”。
2.网络化发展
未来垂直起降场地、充电站和维护设施等将形成网络化布局，覆盖从城市到海岛、山区、乡村等不同应用场景，门口、楼顶等都将有着不同功能的起降平台和设施，与用户无缝集成。通过建设数量众多、分布广泛的地面设施网络，可以实现航空器的无缝衔接和高效转运；同时，还可以为乘客提供更加灵活多样、高效便捷的出行选择。
3.绿色化发展
在全球低碳发展趋势下，低空地面设施设备将更加注重绿色化发展。通过推广使用电动垂直起降航空器（eVTOL）等新能源航空器、建设绿色能源供应系统等措施，可以减少碳排放、降低能耗；同时，还可以为城市可持续发展贡献力量。例如，可以结合城市路灯及景观系统等建设充电站为eVTOL等提供绿色能源；也可以探索使用氢能、建设加氢场地及设施设备等来提供支持。
4.标准化发展
未来，随着法规规章的进一步完善，以及低空经济规模化发展的需要，诸如《民用垂直起降场地技术要求（征求意见稿）》等基础设施标准将加快制定，低空飞行器起降标准、服务标准、安全标准、充电接口标准等也将得到统一，可供无人机和eVTOL使用的标准化航材、电源、停机位或停机库等将得到规范，这将有利于避免重复建设和资源浪费，同时还有利于与国际先进标准的对接和交流合作。通过标准化发展可以推动低空基础设施规范化建设和运营，是低空硬基建网络化布局、智能化绿色化发展的重要前提。
（二）低空软基建更加数字化、智能化
低空飞行运行于没有附着物且相对自由的低空空域，因此有别于传统交通基础设施，低空飞行天然对数字化技术有强烈的诉求和依赖。随着低空飞行活动增加，相关的低空数字基础设施建设正在提速，产业化趋势明显，预计市场规模将在2030年达到峰值。
1.5G、卫星、人工智能等新技术加快融合应用
随着卫星互联网、卫星直连终端等技术的应用，未来将形成空天地立体协同覆盖的新模式。其中，我国当前是以5G-A网络为主、卫星网络为补充，欧美发达国家将以卫星网络为主、其他网络为补充，都将向卫星互联网方向发展。我国5G-A建设进一步加速，北斗导航系统不断完善，近地低轨卫星网开始组建，未来无人机、eVTOL等使用5G-A、北斗等技术也将更加普及。5G-A在低空智能网联领域的应用将呈现通感融合、天地一体化、网络智能化和交互式通信等特征。其中，天地一体化将推动卫星互联网、地面互联网和移动通信网的互联互通，构建全球无缝覆盖的信息网络体系；网络智能化通过人工智能和大数据技术，提升网络的规划、业务分析、故障诊断和动态优化能力。而通过北斗系统提供的高精度时空信息服务，也将进一步支持低空经济中的多种应用。结合北斗、5G基站等，构建空中交通服务网络以及建设无人机云平台、飞行服务站系统、调度管理系统等低空飞行服务保障设施，是当前各地新基建的重点发力方向。
与此同时，人工智能、大数据、机器学习等技术也将加快与现有低空通信导航监视等技术融合，推动低空运行和监管服务从依托现有基础设施向数字化低空新基建转变。如网络 AI可辅助无人机监管，提高无人机服务质量和飞行轨迹智能化规划能力；基于区块链的统一身份认证，可以提高身份认证的安全性和可信度；通过引入智能算法，如遗传算法、粒子群优化算法等，可以对通信网络进行优化调度，实现低空复杂环境下的通信质量提升。
2.低空数字基建将深度融入智慧城市系统
低空设施融入数字城市系统，是低空经济发展的必然趋势。随着新型工业化、新型城镇化以及乡村振兴的推进，我国低空数字基建必将与智慧城市建设等深度融合，国家政策提出“鼓励地方政府将低空基础设施纳入城市建设规划”“鼓励新建住宅与商业楼宇预留低空基础设施”。
通过链接城市信息模型（CIM），借助数字孪生、模拟仿真、高精度三维地图建模等技术，实现算力结合，将城市行业数据、算力资源、AI生态进行结合及共享，构建包含空域、城市、设施、航空器等的实时数字孪生系统，将为空域划设、网格化管理、容量管理、航路划设、导航规划、飞行监测、冲突探测、场站规划、城市环境感知、风险规避、应急处置、非合作目标监管等提供数字化基础，对于未来实现高德式导航、智能规划路线并寻找停机位等功能都将具有重要的推进作用。可以预见低空基础设施体系将在未来几年内得到进一步完善，低空飞行将更加便利。未来的低空飞行将依托航空器的自主化推进及低空智能网联系统的建立，依托遍布城市及随时可用的垂直起降网络等，完全不需要驾驶员或操控员，乘客可以通过手机App预约，并且只需触摸机载屏幕或语音操控等，即可实现安全高效便捷的低空出行。
二、智能网联的系统和能力加快构建提升
低空智能网联系统是低空数字基建的核心，也是低空监管运行和飞行服务保障的关键。我国智慧空中出行，将主要依托低空智能网联系统而加快实现。
（一）低空智能网联系统体系架构不断建立完善
目前，越来越多的主体参与低空智能网联系统开发建设，多种技术相互交织，亟须建立统一的体系架构，才能推动网络化布局的实现，从而提高整个空中交通系统的安全性和运行效率。未来需要构建更全面的“低空智能网联系统平台”，实现有人机与无人机数据信息化管理，与军民航、地方政府、各监管部门之间进行跨地区、跨层级、跨部门的信息交换与数据链接，进而简化飞行管理流程，实现区域内全部航空飞行活动的有效监管及服务保障。形成面向运营人、服务商、管理者、航空器及用户等多种角色的统一门户、可视化界面，多方共享数据、多方协同工作的体系、平台、系统及层次化架构。能够适应不断创新的航空技术发展，提供一站式空中交通服务，运行规则、管理机制、组织结构随着低空经济行业服务发展而不断演进。
2024年底，工业和信息化部指导成立的低空产业联盟在广州发布了《低空智能网联体系参考架构（2024年版）》，提出了“五方三层两体系”的低空智能网联体系框架，包括低空飞行器制造方、低空运营参与方、低空交通管理和服务提供方、低空行业监管方以及低空基础设施保障和服务提供方等五个核心参与方，机载终端与基础设施、数据与服务支撑、应用系统三个核心层次，标准体系和安全体系两个关键体系。依托低空载具及航电系统、信息物理基础设施两类基础装备，提供低空通信、导航、监视等基础数据和能力，并通过数据和服务支撑网络实现数据信息的接入、管理和订阅/分发，以支撑多个服务应用云系统，确保低空物流、载人出行、公共服务、文体旅游等典型应用场景的安全高效运行。
预计未来，随着技术的发展和深度融合，低空智能网联体系将形成以现有空天地网络为基础、以多网互联融合（5G、北斗、ADS-B、链路网等）为核心、以云端资源（算力、信息、存储等）为支撑的体系架构。各种架构、接口、频率等，在技术、标准、产业、应用等方面全方位融合，具备一体架构、泛在通信、立体感知、高精导航、算力协同、安全高效、一网多能并且动态灵活等特性，形成由点成线、由线到面、由面到立体的，基于运行风险分级且不断迭代升级的，贯穿低空数字底座、低空数字航行系统、低空交通管理系统、低空飞行服务保障系统等的低空智能网联系统。将大大提高低空飞行器及相关系统、设备的覆盖能力，支撑未来大规模多样化运行场景需求，满足有效监管服务和安全风险防控的需要，确保低空飞行“看得见”“管得住”，而且“飞得好”。
（二）空中交通服务保障能力不断提升
无人机等技术的发展，正加快推动低空飞行保障体系向空中交通服务体系转变。空中交通服务体系不仅涵盖了无人机飞行的空域管理、飞行计划审批、飞行监控等方面，还涉及与其他航空器的协同运行、空中交通流量管理等多个层面。随着低空飞行器数量的快速增长，无人机等飞行安全问题日益凸显，仅靠传统由空管人员进行空域资源调配的手段难以满足要求。我国现有持证空中管制人员数量约为17000人，且空管人员培养成本高、周期长，势必无法满足无人机、eVTOL等在大规模商业化后的庞大空管服务需求。未来的空管系统将是依托低空智能网联体系的高容量、自动化、按需及时运行的系统，具备以数字感知、泛在互联和智能服务为特征的空管服务能力。
借助基于5G/6G移动通信网络的天空地一体、安全内生、AI赋能的通信能力，由视觉导航、惯性导航、卫星导航等形成的融合定位授时导航能力，由主动监视、协同监视、自相关监视等系列化设备共同构建的空天地一体网络式监视能力，多源技术融合形成的CNSiM（通信、导航、监视、情报、气象）感知网络与自主运行智能协同体系，在低空软硬基础设施支撑下，未来低空交通管理及服务体系将加快完善，满足各类低空飞行器与地面站、其他飞行器及用户终端的高效通信和有效感知需求，在复杂多变的低空环境中的高精度导航和定位需求，对于各类低空飞行器进行全天候、全方位的监视管理等需要，低空协同运行管控和服务保障能力将在技术加持和规则完善下不断提升。
三、安全高效的监管服务体系有望建成
为适应数字化智能化网络化的趋势，新的运行规则、监管策略、飞行服务、安全保障等也亟待跟上。
（一）数字化低空运行规则将更加完善
现有公共运输航空是按照计划时刻、单一航线来运行的，飞机的起降时刻与运行航路，都是经过事先安排、计划的。与之相比，低空飞行器的运行具有高频次、高密度、高复杂性、有人/无人混合的特点，需要像地面出租车一样，能够满足终端用户多样化、无延迟的即刻需求。因此，需要低空软硬基础设施，更需要相应的标准、规则、程序等动态分配资源，满足大量无人机、eVTOL快速灵活、按需即时的要求。
随着管理模式从以管制为主向以服务为主转变，管理对象从管航空驾驶员向管无人机操作员再到管低空航行系统转变，管理主体从行业部门专业化管理向多部门联合管理转变，针对无人驾驶、数字化监管和安全保障等方面的规则将进一步完善。如无人机法规、标准，要求无人机具有可靠的被监视能力和空域保持能力，要求无人机飞行保持必要的安全间隔和遵守相应的避让规则，超视距飞行的应当掌握飞行空域内其他航空器的飞行动态等。这些要求通过低空智能网联系统、技术等能够实现，但也需要相应的细化规则制度来配套。未来，以安全高效飞行为核心的空中航行规则、低空智能网联系统运行及安全服务保障规则等将加快建立，满足航线网络立体化布局、空域精细化管理、飞行协同化管控等需要的运行规则也将加快建立和完善，各类飞行活动所需的飞行计划、空域申请、审批程序等必要程序将向扁平化线上管理模式转变。随着技术的发展，甚至航路航线划设、飞行活动申请等也都将变得没有必要，完全依托数字化的技术、规则等就可以实现大规模高动态安全高效飞行运行。
（二）低空安全保障能力向数据安全、网络安全延伸
数字化网络化智能化的低空经济运行，涉及大量的公共、企业和个人的关键业务和隐私数据。整个低空智联网上可能分布着数百万、数千万个信息节点，其安全环境比较复杂，管理要求非常高。从全球范围看，目前无人机飞行存在“防相撞”感知与避让不可靠、“防劫持”信息防护技术不成熟、“防破解”关键技术太简单等问题，网络安全和数据安全成为智能网联运行必须面对的重要挑战。发展低空经济，亟待建立完善的网络安全防护体系，加强对网络攻击、关键部件和数据破解等的防范和应对能力。同时，还应制定严格的数据保护政策，确保用户数据的安全和隐私。需要从多个方面入手，构建多层次的总体安全管控架构，设计全方位的安全管控策略，形成多领域的安全管控标准体系。需要加强对网络安全、信息安全、数据安全等问题的研究和探索，开展攻防演练、演示验证等，为低空经济高质量发展与高水平安全提供有力保障。
（三）多层级多部门协同的低空监管服务体系将加快建设
从国内外来看，现有有人机飞行服务站体系与无人机交通管理系统或平台正加速融合，构建形成先进的空中交通管理体系。美欧主要是依托现有基础，从有人机的飞行服务保障体系出发，不断完善数字化空中交通监管和运行服务。我国一些低空空域管理改革试点省份，也是通过在飞行服务站建设通用航空飞行服务信息系统，接入对空监视和地空通信台站信息、军民航通航管理部门及相关信息数据库等，为低空空域全覆盖和可视化、划设目视航图、开展高效低空飞行等提供多种服务和保障。
基于传统通航的飞行服务保障体系基础来建立和完善未来数字化低空飞行运行制度，是更加现实的路径。近10年来，我国积极推进低空飞行服务保障体系建设，低空空域管理改革和低空开放取得一系列显著成就。随着一系列政策举措推进实施，我国低空飞行服务保障体系基本成形。未来，我国将依托这些基础，强化顶层设计和法规标准制定，高质量建设低空飞行服务保障体系，持续完善低空飞行活动的计划审批、空管、气象、通信、监视等服务保障。一是面向未来大规模无人机和有人机融合飞行需求，整合面向通航运行的国家信息管理系统、区域信息处理系统和飞行服务站三级飞行服务体系，以及无人机UOM平台，将由地方为主的城市低空智能网联系统与飞行服务保障系统衔接，建设地市、省、区域、国家等多层级以及多部门协同的低空飞行综合监管服务体系，将有人机、无人机，以及各类低空飞行要素高效融合贯通，实现市内飞行、跨区飞行的高效畅通。二是将不断完善起降设施、飞行服务设施等规划建设，布局形成网络，基于此编制低空飞行航线和地图，提供飞行信息、监管服务等，发展无人机服务供应商USS、高德式导航、滴滴式“打飞的”等新业态，将飞行服务供应市场化，形成“行业 + 社会”的“一站式”服务与监管模式。
（四）低空装备试验验证基础设施和能力将加速构建
低空装备关键技术创新不断加速，初步构建形成满足不同应用场景需求的，低成本、高可靠、高性能、高安全的低空装备产品体系。为保障低空装备安全可靠，相应的试验验证基础设施和能力将加快构建完善，重点是以eVTOL等为主的新能源新构型低空装备安全性设计体系和可靠性保障体系将加快建立，装备技术安全性先进性基础进一步夯实。基于分级分类的无人机及eVTOL试验验证与安全检测能力体系将加快建设，保障低空航空器本体安全水平进一步提升。贯穿低空装备研发设计、生产制造、运行支持等全生命周期的工业标准体系将加快形成，工业标准与运行标准、适航管理体系等进一步衔接。
低空经济的发展与汽车、智能网联新能源汽车产业发展相似，续航里程会逐渐突破，监管服务、运行规则、产业生态会逐步建立完善，在产品技术体系上将更加安全、可靠、绿色；在监管运行体系上更加数字化、网络化；在基础设施体系上更加立体网联，将会成为国民经济的重要产业。
总体来看，目前全球正处于低空经济培育阶段，从当前到2027年，无人机、eVTOL、飞行汽车等新产品新构型继续涌现，新标准体系及监管运行规则开始建立，智能网联基础设施正在统筹部署，市场应用逐渐拓展加速。2027—2035年，低空经济发展将进入爆发阶段，各类飞行器量质齐升，高密度飞行运行及监管服务支撑体系建立，新一代空天地一体化的信息网络系统基本建成并实现互联互通，市场应用也将实现规模化。2035年以后，低空经济将跨入成熟阶段，全自主驾驶飞行器成熟并普遍应用，安全监管及运行服务规则成熟，基础设施体系与城乡一体、立体式网络化体系不断完善，大规模有人、无人航空器及其他无人系统高效融合，低空飞行进入家庭，应用服务模式将彻底变革。
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（本文摘自《低空经济：以新质生产力打造经济增长新引擎》一书，有删减，经作者授权刊发）
（金伟系工业和信息化部装备工业发展中心副研究员；姜洪涛系低空经济研究领域学者；田野系工业和信息化部装备工业发展中心高级工程师；薛涛系工信装备工程研究院工程师；胡桂新系工业和信息化部装备工业发展中心工程师）