专题|低空新基建:如何搭建区域低空立体交通的 “空中骨架”?(低空空域管理改革试点拓展)

专题|低空新基建:如何搭建区域低空立体交通的 “空中骨架”?(低空空域管理改革试点拓展)

当无人机物流穿梭于社区、eVTOL 载人飞行器往返于商圈、救援直升机奔赴现场……低空经济的繁荣背后,隐藏着一个核心问题:不同类型的飞行器如何在有限空域内安全高效运行?

答案在于构建区域低空立体廊道航线网——就像地面交通的“高速公路+城市道路+社区小道”,通过分层、分区、分场景的精细化设计,让物流、文旅、救援等不同任务的飞行器 “各走其道”。而这一体系的落地,离不开低空新基建的支撑。

本文整合行业研究与实践经验,探讨低空新基建如何为区域低空立体廊道航线网 “搭骨架、通神经”,让低空飞行从 “随机无序” 走向 “系统有序”。

01低空全域场景:为什么需要“空中交通规则”?

低空飞行器的 “出行难”,本质是空域资源的精细化利用不足。与地面交通不同,低空空域的场景更复杂:在中心城区,无人机、直升机、eVTOL可能在同一区域作业,航线重合率高;在偏远山区,地势起伏大、障碍物多,避障难度大。

两类典型场景的核心矛盾

空域设计的四大黄金原则

  1. 安全合法:使用空域避开各禁区、限制区、危险区,能够避让军航低空、超低空飞行空域及航线;
  2. 简单可靠:空域易于使用,潜在事故风险低;
  3. 包容性强:确保设计的空域能接受不同飞行性能、飞控性能及机载通道监气设备性能等的各种飞行器安全飞行;
  4. 高效运行:保障空域内飞行器的飞行作业效率,避免延误和迟滞。

02区域低空立体廊道航线网体系概述

从城市规划视角,面向低空飞行器的低空全域综合运用场景结构设计,涉及分层、分区和廊道3个方面:

地面立体交通通过延伸构建立体廊道网络实现载具分层分流,同理,搭建区域低空立体廊道航线网体系,可让不同类型低空飞行器实现有序运行。随着无人机数量增加,需设计更精细化的空中交通结构,NASA提出的多层城市空域结构就包含空中通道、管道和廊道等,其中廊道允许最大自由度,适配空域结构设计的包容性要求。

城市低空空域结构可参照下图所示的G类空域结构,形成包括空域分层及水平、垂直和斜向廊道的完整设计。

区域低空立体廊道航线网的设计原则

廊道如同低空经济全域场景的血管,遍布区域低空。低空立体廊道航线网需要极高频次调整飞行高度和转向,且区域低空经济发展到一定阶段后,飞行器密度会骤增,因此不能沿用传统民航的雷达引导、人工指令调配方式。为简化廊道内运行,需尽可能统一飞行器飞行速度,避免同廊道 “超机”,设计上可参照道路交通设置 “快慢机道”。

低空立体廊道航线网需遵循“低运行自由度、高路径划分度、低运行复杂度、高Al协调度”设计:

  1. 低运行自由度:进入廊道运行的飞行器需要在执行飞行任务前制定严格详细的飞行计划,进入廊道后,廊道内的飞行器严禁“超机”、“别机”、擅自变道;
  2. 高路径划分度:将一区域的廊道细分为各多向飞行廊道(垂直飞行、水平飞行、斜向飞行)、高速低速廊道、应急改出廊道,多向廊道衔接节点、廊道汇聚发散节点;
  3. 低运行复杂度:廊道内运行的飞行器通过地面站及大数据云平台获取廊道内的道路路径指引,不再采取人工引导。
  4. 高AI协调度:由AI实时同步最新低空立体廊道航线网运行情况,就出现恶劣天气系统或交通事故区域的廊道实施自动关闭,并对涉及以上廊道运行的飞行器迅速自动重新规划飞行路径。

高度层划设:给不同飞行器 “分配空中车道”

根据飞行器类型与任务需求,对低空空域进行分层,如同地面交通的“高架、地面、地下”,让不同场景各得其所。

由于目前低空经济仍处于起步阶段,各类低空飞行器暂无明确运行分类标准,以下各高度层的具体高度间隔与场景使用为目前笔者的思考探究,仅供参考。具体实施落地方案需依据未来低空经济整体发展情况、区域整体自然人文条件及相关法律法规进行针对性编写。

低空空域和航线划设宜结合空域使用需求和航空器活动特点,统筹考虑国家和公共安全、飞行需求、保障能力、起降场(点)布局、环境保护、地形特点等因素。因此规划搭建的区域低空立体廊道需要避开各禁区、限制区、危险区,廊道内运行的低空飞行器能够避让军航低空、超低空飞行空域及航线,廊道内同时空运营的低空飞行器之间除了保持应有的垂直间隔外,还需依据具体场景运营的低空飞行器性能、区域实时气象条件等设置足够的水平间隔。

03低空新基建:立体廊道的 “支撑系统”

为保障区域低空立体廊道航线网体系的长期稳定运行,低空新基建需布局两类核心功能设施:

1.信息处理设施

作为低空场景的“神经中枢”,承担通信、导航、监测、数据存储与处理等核心功能,确保实时感知、生成、传输、接收和存储低空场景需求与作业信息,为飞行器提供精准的环境与路径数据支持。

2.智能管控设施

作为低空运行的“调度平台”,为通用航空提供全链条飞行服务,包括飞行计划审批、航空气象服务、航空情报服务、飞行情报服务、告警与救援协调等;同时搭建跨主体沟通桥梁,实现低空飞行器、运营企业、客户及监管部门间的高效协同与监管。

低空新基建助力航线网体系搭建的发展要求

为有效支撑区域低空立体廊道航线网体系的长期演进,低空新基建需满足以下要求:

  1. 技术适配性:硬软件设施需具备强兼容性,便于融入新技术(如 AI、5G),与低空场景、飞行器及配套技术的迭代保持同步,甚至前瞻开发新功能引领需求;
  2. 标准规范化:加快构建规划与规范标准体系,明确低空新基建相关设施的团体标准、地方标准、行业标准及国家标准,统一廊道运行规则;
  3. 安全保障性:以 “绝对安全” 为核心,聚焦廊道节点(如交汇点、起降点)安全,增设飞行器引导、速度监测、流量统计等设备,保障全周期高质量运行;
  4. 协同高效性:平衡政府宏观调控与市场资源配置,提升要素配置与系统运行效率,确保低空飞行器 “飞得起、看得见、叫得应、管得住”;
  5. 风险抵御性:强化低空气象监测设备开发与恶劣天气应对体系部署,确保通信、导航、监视等设施满足复杂环境下的空中交通服务要求。

低空空域飞行器更密集,搭建区域低空立体廊道航线网体系,可实现飞行器分层运营,避免任务冲突。未来,智能化、集群化、常态化、场景多元化是发展趋势,结合5G、物联网、大数据平台,该体系将具备更强的抗压能力、容纳能力和协调能力,推动低空经济迈向新高度。

*参考资料:

《面向无人机的城市低空空域规划的国际经验》

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