空域・基建・创新构建低空经济发展的三大支撑体系

我们需要结合未来城市和区域发展趋势，认识和把握低空经济发展规律，重视研究城市空中交通和载人经济活动，综合统筹天、地、人三者关系。空域资源、基础设施和技术创新是低空经济发展的三大先决条件。

低空经济发展需要各种基础支撑和要素保障，其中空域资源、技术创新、基础设施是三大先决条件，是低空经济发展的主要矛盾和瓶颈问题。

一、 低空空域是新的稀缺资源

空域是关键，是国家战略资源，也是新的经济资源。我国低空空域开放总量小、上限低、管制严、矛盾突出，低空经济需要解决立体空域的开放、配置和管理问题，要求尽快构建军地民一体化协同管理低空空域资源新模式，开展空域容量评估，加快推进城市试点。

1.加快推动低空空域管理改革

2000年，我国低空空域管理改革首次列入国务院、中央军事委员会空中交通管制委员会（以下简称国家空管委） 工作计划，随后制定了《通用航空飞行管制条例》。2010年，国务院、中央军委发布了《关于深化我国低空空域管理改革的意见》，标志着我国低空空域管理改革正式开启。在这一时期，国家空管委开展了一系列工作，制定了分类划设低空空域和改革试点方案，谋划了法规标准体系建设、运行管理机制和配套设施建设，并在全国多个地方进行了改革试点，划设了管制、监视、报告三类空域，确定了各地区真高标准不一的低空空域。2014年11月召开了全国低空空域管理工作会议。此后，国家遴选有代表性的城市大力开展低空空域管理改革试点，并在全国各地推开各项改革任务。

2018年，四川省低空空域管理改革试点启动，开展低空空域协同管理试点，成立四川省低空空域协同运行中心，划设了低空空域，简化了通航飞行审批程序，取得了军地协调、多方协同经验，先后发布了四川省和全国目视飞行航图。目前，四川省共划设了7个协同管理空域和8条低空目视飞行通道，共计7800 余平方公里。2020 年9 月，湖南省成为全国首个全域低空空域改革试点省份。2022年3月，湖南省政府会同南部战区空军参谋部、民航中南地区管理局以及民航中南地区空管局共同印发了《湖南省低空空域协同运行办法》，该办法是全国第一部由军地民三方联合发布的低空空域协同运行办法。2022年5月，湖南省发布了《湖南省低空空域划设方案》。这是全国第一部省级空域划设方案， 明确提及湖南省低空空域（3000米以下） 分类划设“管制、监视、报告”三类空域共171个，规划常态化低空目视飞行航线97条，并要求建立空域灵活转变机制，真正实现湖南省全域10000米以下空域划设的无缝衔接，大幅拓展了低空可飞空域范围。湖南省的探索走在了全国前列，有望形成全国性的可复制、可推广的模式。2024年3月，《2024年度安徽省低空空域航线划设方案》顺利获批，其中包括21个低空空域、18条低空航线，通航企业可通过政务服务平台进行线上查阅、办理空域及计划使用申请。2024年9月，《重庆市推动低空空域管理改革促进低空经济高质量发展行动方案（2024—2027年）》正式发布，明确要探索低空飞行数字空管新模式。从全国层面上看，我国于2023年发布了《国家空域基础分类方法》， 其划分方式与美国联邦航空局（FAA） 有所不同， 也与国际民用航空组织（ICAO） 的建议有所差异。我国低空空域试点实行的管制、监视和报告空域三类划分具有中国特色，这与ICAO标准不尽相同，反倒与FAA类似，都没有F类。与ICAO相比，中国没有F、G划分，反而有一个W类，实际上是给无人机单独划设的空域，属于空域分类的创新。

2.加快推进低空空域容量评估

目前，低空空域容量评估研究还处于探索阶段，其理论研究与方法研究尚未形成体系。低空空域容量评估研究既包含对低空空域空间可用性的判断，也确定了航空器的具体飞行空间和容量大小，可以大大拓展地理学从传统的陆域向空域拓展和延伸，具有新兴交叉学科的特点，应该积极发展。在空域容量的评估上，依据民航局发布的《空域容量评估方法指导材料》，学者们提出了多种方法，具有代表性的空域容量评估方法可分为基于计算机仿真模型的评估方法、基于数学计算模型的评估方法、基于管制员工作负荷的雷达模拟机评估方法以及基于数据驱动的评估方法，但是由于低空空域复杂多变，上述评估方法应用于低空空域具有一定的局限性。〔2〕目前，越来越多的研究采用融合的评估方法进行空域评估，包括地理围栏技术以及资源量模型等。而在空域分配策略上，则涵盖了行政规则、电子拍卖、去冲突算法以及飞行等级的明确界定。〔3〕不过，关于空域资源的识别与划分方法存在不足，尤其是在无人机运营商间的空域访问分配上。我们需要从可用空间识别、结构特征等角度评估低空空域容量，包括空域割裂和碎片化状况，进而提出空域资源管理的思路与策略，完善低空空域环境。

3.尽快开展eVTOL城市试点

据报道，国家空管委即将在六个城市开展eVTOL试点。这六个试点城市初步确定为合肥市、杭州市、深圳市、苏州市、成都市和重庆市。有关试点文件对航线和区域都有相关规划，对600米以下空域授权给部分地方政府。值得肯定的是，重庆市将空域资源作为和土地、海洋同等重要的资源要素，尝试探索空域资源要素定价及结算规则，探索开启空域资源通过市场机制进行交易的管理新范式。总体上，尽管我国低空空域改革取得了较大进展，但离设定的目标还有相当距离，低空空域资源远未实现合理开发利用。这不仅涉及国家空管体制障碍、法律法规不健全、服务保障体系不完善等方面，而且还关乎军队航空管制，甚至各地的城市管理、市政园林、环保、住建、水利等部门出于自身考虑提出的种种限制，低空开放道路漫长而曲折。我们需要加快推进国家空管体制改革，破除利益固化藩篱，加大民航“放管服”改革力度，尽快形成低空空域法规体系，并且实施空域分类管理、扩大低空空域范围，探索军地民一体化协同管理新模式。

二、技术创新是低空经济的核心

1.eVTOL是低空载人竞争的主赛道

低空经济的两大载体分别是无人机和eVTOL。从产业链的所有环节来看，低空经济上游为原材料与核心零部件领域，中游包括低空制造、低空飞行、低空保障与综合服务等，下游为各种应用场景。低空经济技术创新是技术体系的整体创新，包括新材料、关键零部件、发动机、电池等。其中，飞行器技术的创新与突破迫在眉睫。在低空经济这一赛道上，中美欧等国家和地区整体水平相当，但目前国内航空级电机仍高度依赖进口。近年来，业界一致认为垂直起降（VTOL） 技术是UAM发展的关键。eVTOL概念最早于2009年出现在NASA的一则动画视频中。2011年，世界直升机巨头August Westland 正式提出eVTOL 概念。2014年，美国直升机国际协会和航空宇航协会正式引入eVTOL概念。美国凭借其先发优势，在技术创新、商业模式探索及产业链构建上均展现出较高的成熟度。eVTOL 作为电气化航空的未来关键，短期内需统一技术标准以降低碰撞风险，而长期则需研发高能量密度电池及低噪音、零排放的动力系统。国内低空经济领域的技术基础尚显薄弱，飞行器制造、导航及无人机技术均需创新与升级，与全球主要的eVTOL相比〔4〕，我国eHang-216无论在里程范围还是在巡航速度上还有很大的发展空间（见图1）。

2.技术标准与适航认证竞争激烈

eVTOL 航空器类型有多旋翼、倾转旋翼、复合翼以及垂起固定翼等，动力模式、气动布局方式不同，起飞重量、巡航速度、续航时间以及机体尺寸差距也十分明显且无统一规律。这为适航认证带来挑战。当前，中国民用航空局（CAAC）、美国联邦航空管理局（FAA） 以及欧洲航空安全局（EASA） 的适航取证过程较为类似，航空器要能够“合法上天”均需要获得由民航局颁发的型号合格证（TC）、生产许可证（PC） 和适航证（AC）。在取得TC、AC、PC 三证的基础上， 运营合格证（OC） 是决定eVTOL能否商业化运营的最后一个条件。目前国内获得TC的eVTOL机型共两款，其中，峰飞航空V2000CG凯瑞鸥（载物） 于2024年3月获TC，成为全球首款取得该证的吨级eVTOL；亿航智能EH216-S （载人） 于2024年4月获PC。亿航智能是全球eVTOL行业内首个集齐民用航空器三证的企业，并于2024年7月官宣旗下OC合格证申请获中国民航局受理，将业内取证进程推进至OC阶段。目前，国内的亿航智能、时的科技、零重力、沃兰特、峰飞航空、小鹏汇天、磐拓航空、沃飞长空等eVTOL飞行器制造企业都在积极取证，百舸争流，抢抓机遇。国外eVTOL企业主要有美国的JobyAviation、Archer Aviation（ACHR）、Wisk，德国的Lilium Aviation、Volocopter 以及巴西的Eve UAM等。目前，FAA 针对Joby 公司旗下JAS4-1 和Archer旗下Midnight飞机两项产品公布了适航准则。据悉，欧洲的德国Lilium和Volocopter也先后取得EASA和FAA的适航审定。我国有竞争力的eVTOL企业也同时在欧洲和美国设立海外机构，积极推进欧美适航申请。不过，无论采取哪一国的适航取证路径，其巨额花费都十分惊人。

三、基础设施是低空经济的重要支撑

1.地面基础设施供给矛盾突出

目前看，垂直升降机场（Vertiports） 和空中交通管理是确保低空经济“起降”的关键因素，其他还包括通讯、导航、监测、识别、感知、航路等服务体系和保障系统等。当前，我国各地低空经济基础设施的配套建设并不完善。文献表明，无论是国内还是国际，现有基础设施均滞后于低空经济的发展需求，直升机机场普遍缺乏充电设施〔5〕，通用机场与飞行服务站的分布不均衡，地面保障与通信导航系统存在不足，这些问题均对低空飞行的安全与服务质量构成了影响。〔6〕从起降场站看，为了提供正常的UAM服务，需要一定数量的eVTOL 同时停泊在垂直升降机场（Vertiports）上。据文献报道，仅仅一架eVTOL 需要的地面空间即为400平方米（20米×20米），加上辅助设施，停泊10架eVTOL的垂直升降机场需要空间面积为4160平方米，这对高密度的城市建成区是个巨大的挑战。〔7〕当前，一些企业开始着手设计和开发可移动的起降搭载平台。深圳等地考虑利用老旧废弃的公交场站等，是否能满足未来需求还有待实践检验。另外，垂直升降机场投资建设成本巨大，特别是城市空间有限，投资主体和投资场地尚未可知。

2.“建天路”“织天网”任重道远

除了起降场站，空中交通管理同样至关重要，“建天路”“织天网”任重道远。深圳的粤港澳大湾区数字经济研究院（IDEA） 认为低空经济具有“异构、高密度、高频次和高复杂度”的特性。针对有限的地面、空域和频谱资源共享共用的问题，针对低空飞行器“看不见、呼不到、管不住”的基本安全问题，大规模低空飞行的安全、效率和成本问题以及低空经济中不同主体和业务之间的协同问题等，IDEA提出构建空联网、设施网、航路网、服务网“四张网”。“四张网”构成低空智能融合基础设施，其核心是《低空经济发展白皮书（2.0） ——全数字化方案》（SILAS，Smart IntegratedLower Airspace System）。不过，SILAS 作为低空经济的“数字大脑”是否管用，还需要经受更多的实践检验。近年来，讯蚁等很多物流企业自己开发的低空物流监控系统已经初步实现了专业化的运营监控。总之，UAM的基础设施不仅包括供eVTOL起降的地面基础设施，还包括UAM管控系统、公共航路网和用于满足飞行通讯、导航、监视等的运行基础设施。

综上，发展低空经济就要从设施、空联、航路、服务等方面构建低空基础设施和要素评价指标体系，综合评估当前各地低空经济基础设施和要素保障及协同情况，明确存量增量和补齐短板。从空域规划看，荷兰提出自由空域（Full Mix）、分层空域（Layers）、扇形空域（Zones） 和管道空域（Tubes） 四种城市空域结构，提出了有别于地理围栏（Geofencing）、空域围栏（Geocaging） 的向量围栏（Geovectoring） 概念，并且表明分层空域在安全、效率、噪音等各方面表现皆为最优，是目前最适合城市空域运行的概念结构。当前，我国关于城市交通航路网络的研究尚不多见，“织天网”是一个短板。城市低空空域环境复杂，商业化场景下城市空中交通流量密度大，载运工具规格不统一。低空公共航路作为UAM的新型基础设施，是UAM进行精细化管理的重要手段。受地面交通启发，NASA提出三种应用于高层建筑之间的多层通道型空域结构设计概念，即空中车道（Sky-Lane）、空中管道（Sky-Tube） 和空中走廊（Sky-Corridor）。每种设计概念均有不同的飞行自由度，且在通道交叉口设置“空中红绿灯”进行城市空中交通流的引导与控制。当然，我们需要统筹推进城市低空数字基础设施建设的模式和路径，包括通信感知一体化低空智联网等，从而形成高效、公平、韧性、可持续的低空经济生产力布局。(作者：薛领  孙欣彤  潘苏)