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数智赋能低空经济,打造全域协同管控体系

2026/7/21 06:52:24
数智赋能低空经济,打造全域协同管控体系

借鉴海外管控框架,搭建国内低空平台

客观介绍国内外低空管控系统的建设思路。

01海外成熟低空管控完整框架拆解

       国内有关低空经济的发展已取得较快进展,对无人机做城市巡检或物流、应急救灾的使用正趋于常态。但目前行业监管还存在诸多不足:所用厂商及型号对应的地面控制装置尚不能互通信息,没有统一的飞行高度或环境标准来作参照,空域状况、飞行危险的判断多由人完成,因此人力投入较多、监管本身总体上不够高效。

   欧盟目前有标准化、数字化的低空运营管理方案,欧洲航空安全局所列空域规定及 U - space 应用细节又和 ICARUS 有关的试飞测试报告配合起来,对我国建立本地监管制度极富启发意义。下面按空域划分、信息共享、自动控制三条思路归纳他国现行做法及其成效,分析有关经验如何可资利用,以提出国内低空监管系统改进的可行方向。

1.按层次确定空域的管理方法

  建立低空运行的完整合规制度

   第一项建议是按层次确定空域的管理方法,建立低空运行的完整合规制度。欧洲航空安全局已就《( EU ) 2021/664》U - space 作法规说明[1],不再用统一标准限制所有空域,而是将无人机体形大小、飞行上限及城郊使用情形都纳入考虑,对各类型飞行器所涉空域做清楚划分与权限说明。以分级方式处理空域可使公司申请更便利、监管核查不繁重,有关飞行安全与产业发展的各项要求亦能达成平衡协调。

2.制定通用数据互通标准

把全域飞行数据采集、传输都理顺

   第二项建议是制定通用数据互通标准,把全域飞行数据采集、传输都理顺。对全域低空作一体化监管要以全量飞行数据为基础。目前国际民航组织已就地面站所用数据传输做统一规定,将无人机坐标、运行高度及设备状态列为必须上传内容,相应接口按标准设计便不会因服务方或终端不同而孤立,由此可以形成支持低空全局感知、整体调度的完整数据系统和运行平台。

3.按全线上思路设计管控流程

建立闭环式低空监管机制

  第三项建议是:按全线上思路设计管控流程,建立闭环式低空监管机制。所用的数字化手段要能及时查证空域是否被占用,对可能冲突的飞行做预先分析;飞行过程中有关的轨迹须由地面终端持续跟踪。欧洲以 ICARUS 为名做过多次现场试验,把城市及郊区两类环境都纳入考察范围,用实际操作证明数字化管控方法是可行的,由此获得大量推广所依赖的经验材料。

总结

   从总体角度说,欧盟以分级空域、统一数据、全流程自动监管的方式把治理各环节连接起来,因而能较好地解决监管碎片化及人工高成本、预警不及时等困难。若要将这种成熟做法用于我国,不能一味照抄,而应根据无人机管理现实与城市空域特点做本地化设计,把国外数字监管的优点引入国内,对目前信息割裂或人工效率低的情形加以修正,按步骤地建立符合国情、适合产业发展的低空长期监管制度和运行方式。

参考文献

[1]EASA. Regulation (EU) 2021/664 U-space[S]. Cologne: European Union Aviation Safety Agency, 2021.

02国内低空管控现状与现存核心痛点

     现在有关于城市空中交通、无人机物流、应急救援、农业植保诸项业务对低空经济的需要正趋于增长,国家政策也在促进我国低空经济发展。国家低空空域管理改革的试点已取得进展,民航、空军及各地政府陆续就所辖省份做审批流程改良或跨部门协作方式的试验性安排。试点城市的低空开放状况有明显改善,由此带动无人机产业与低空信息经济的发展。国内初步形成以实名登记、飞行报备以及数字区域控制为要素的低空管理思路,目前“无人驾驶航空器综合管理平台”、 " 低空空域协同运行平台 " 等已有具体运用实例。同时,发达地区乃至部分试点省已着手地面监控系统建设,把北斗、 GNSS 定位、雷达、电子围栏用于空域管理革新,使传统模式更智能、更安全、更易控。近年来,低空空域管理和相关政策调整受到了业界和学界的广泛关注。王军、王业亮(2021)指出,低空空域的开放和管理改革已进入实质性推进阶段,审批流程优化、信息系统建设、各部门协同创新及监控方式智能化是推动低空经济发展的重要基础[1]。

     目前低空管控及所涉产业发展仍有大量现实困难要解决。空域可用范围本身有限,区域内有关高频飞行的事务尚须按较复杂的程序来审批,管控权划分还不完善。各主管部门间协作完成审批所用时间多、步骤繁杂,不能很好地配合当前快速变化的市场或即时需要。信息上的互联互通依旧有较多障碍,监管系统、行业或地方对数据的掌握未形成全国统一、无死角的共享格局,个别地区已有共享局限。这样的情形使空域运用、风险分析都缺乏确定性,前置判断和控制手段不充分,无人机的广泛使用因而受阻。

1.技术监管

       从技术监管的角度说,现在有些城市已开始用“地面 - 平台 - 飞行器”方法建立多源数据感知系统,但就全国范围而论所涉区域仍不完整,三四线及城乡结合地带、边远地区缺少足够监控及相应环境的分析。各厂商对飞行器的资料获取、处理或整合所用软硬件未必兼容,由此产生监控空白、信息滞后、报警慢等情况,极端情形下会有“黑飞”或扰飞类的违规现象。又因没有统一的高度参照,低空垂直高度的差异正促成较多冲突,有关标准、高度及设备的一致性应由创新予以积极回应。

2.低空应急及协同制度

    有关低空应急及协同的制度仍比较薄弱。遇到突发事件或多个机型同时出动的情形时,现有智能预警、动态决策手段不能完全满足需要,事件应对多用人工方式协调,资源安排往往低效,对迅速行动和安全飞行都是障碍。无人机群大量运行所涉的风险、事故归因等尚未有完整分析,企业或用户现在一般找不到清晰规则、缺乏数字服务指引、合规操作不易落实、技术突破亦受较多限制。

3.总结

     要着力把低空管控做好、做细,平台及有关标准、数据应同步发展。审批宜作简化处理,数据须按级予以共享,监管与政策的创新对产业有明显促进意义。统一标准、分层规定空域是安全、效率两全的思路,用大城市试点带动各种情形、各阶段的数字化监管,来摸索本土无人机管控方式,是使低空经济合理、顺利展开所依赖的现实基础。

参考文献:

[1] 王军, 王业亮. 我国低空空域管理改革进展及展望[J]. 民航管理, 2021(04):24-27.

03参考海外框架,本土化搭建国内低空管控平台方案

                   图片来源:航空产业网

目前欧美国家已经形成了制度明确、形式规范、数据统一、风险精细分级的完整低空运行体系,可以有效的支撑起规模化、常态化的低空飞行活动。但相比之下,我国低空管控建设仍处于完善阶段,在低空管理、数据互通、风险识别、城区本土化适配、迭代体系运营等诸方面仍存在明显短板,难以完全适配国内现阶段高速发展的低空飞行需求,目前我们可以借鉴海外成熟的技术框架以及发展经验,结合我国现行法律法规、空域分级管理模式、城市复杂运行场景、诸多风险识别算法,针对性改造、优化、落地适配国内本土环境的低空管控平台方案,以此补齐现有监管短板,形成更适配独属于自己的更加规范、高效、安全的国内低空运行管理体系。


借鉴海外治理逻辑

首先可以借鉴海外治理逻辑,对接国内现行法规。可借鉴欧盟EASA基于SORA体系的风险分析管控机制。欧盟航空安全局以《(EU)2019/947》[1]法规和SORA风险评估体系为基础,以运行场景的风险高低划分管控等级,对郊外空旷区域、城市密集区域实行差异化管理,不采用一刀切的空域限制方式。而我国可以基于此模式在国内限行法规可允许范围内,建立国内本土化低空分级管理制度。我国在《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》[2]确立了分类管理、协同监管的法定原则。以空机重量、最大起飞重量、飞行高度、操控能力为标准,将无人机划分为微型、轻型、小型、中型、大型五个等级,不再采取一刀切式管控,实行差异化空域管理、全链条式分级管控。多部门横向分工协同监管,军地纵向统筹架构,上下层级联动完善监管制度。2024年民航局官网发布的《民用无人驾驶航空器运行安全管理规则》[3]突破了单纯按无人机重量划分的方式,以运行场景风险为核心,把民用无人机运行划分为开放类、特定类、审定类三大类型,实现了监管资源的精准分配,平衡了安全管控与产业发展。

参考欧盟

其次可参考欧盟在UTM基础上落地的区域法定落地框架——U-space。欧盟《(EU)2021/664》[4]U-space法规,强制要求搭建通用信息服务层CIS,要求不同U-space服务商(USSP)之间采用统一接口、统一数据模型,交换无人机位置、高度、身份、运行状态数据,解决不同运营商、不同地面站之间的割裂问题。我们可以以此参照其全自动化管控流程以及数字化监管模式,与国内城市环境相结合,增加城区障碍物、人口密集区域等多处风险识别算法,进行数据互通解决信息数据存在的割裂问题,从而完成国内本土化适配改造。

取长补短

再者吸取海外企业协同模式优点,采取试点渐进落地。欧美等地区实行政府企业分工模式,分清了行政监管与市场化服务的边界,形成“政府做规则,市场做服务”的治理结构。国内可以以此为切入点,将监管端口与服务端口分出明显界限,减轻行政压力。遵循国内低空经济“试点先行、分步推广”的政策原则,不在全国范围一次性落地整套平台体系。采用试点策略,在城市、自然灾害等多场景多方面进行多次模拟,充盈数据库基本数据,在此过程中不断优化,待真实数据网成熟后再进行广泛推广,提高了风险识别算法的准确性大大降低了风险率。

建立动态迭代

最后可建立动态迭代系统,维护国内低空领域长期发展。参考海外监管机构的常态化迭代机制,建立符合国内基本情况的动态平台管控体系,可定期更新空域数据与风险算法、维护长效长期发展、形成可持续、完善的低空监管机制与精准的风险预测。

总结

  总而言之,按部就班的套用海外的治理框架是不可取的,海外的治理结构并不一定适用于国内现行发展,所以我们要结合国内现行的法规、基本行情以及复杂的城市空域环境,多方面综合再与海外治理体系相融合,打造国内本土化低空运行体系加强低空管控的建设。为国内低空领域的长期发展做好基础。


在阅读本文后请思考以下问题:

1. 想要搭建长效动态迭代的低空监管体系,政策、技术、市场三方该如何协同发力?


2. 照搬海外低空治理框架存在水土不服问题,本土化改造的核心切入点应该是什么?


3. 未来低空交通规模化运行,闭环式全自动监管会完全替代人工调度吗?


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