数字低空安全技术体系白皮书.pdf

摘要
近年来,我国低空产业需求旺盛,作为战略性新兴产业,低空产业既包括传统通用航空业态,又融合了以无人机为支撑的低空生产服务方式。在2024年全国两会上,“低空经济”首次写入《政府工作报告》。做为新质生产力的重要代表,“低空飞行”正在全面融入人民生产生活,是未来经济新的重要增长点,随着顶层设计的逐步完善、政策支持的持续加力,我国低空经济将快速发展,并展现巨大的潜力,预计到2026年低空经济市场规模破万亿,低空经济将带来亿级移动用户增长及百亿级收入增长新动能。
低空经济呈现出多元化、智能化、生态化的发展趋势,也不可避免地带来新的安全风险,对安全工作提出了新的挑战。安全是低空经济发展的首要条件,低空经济的发展需建立在安全的基础之上。低空经济涉及公共、企业、个人的关键业务和隐私涉密数据、整体安全环境复杂,低空飞行器的任务多元复合,低空安全风险危害更大。低空飞行器碰撞坠机事故、无人机“黑飞”以及潜在的利用飞行器窃取敏感信息、妨碍活动开展、干扰交通运行等犯罪行为等新问题对低空经济发展提出了挑战,需要与之相适应的管理能力。因此,需充分认识低空经济的复杂性及重要性、谨慎对待并做前瞻性考虑,建立健全低空安全体系,支撑未来低空产业健康、有序发展。
本白皮书从低空安全现状入手,结合低空经济安全面临的诸多挑战,围绕安全和可信的目标,构建了“三层两翼”低空安全技术体系架构,对支撑低空安全架构的关键技术进行了深入阐述,并列举了低空安全实践案例,最后给出了低空经济安全的发展建议。期望能够为低空安全研究提供可参考的技术方向,推动业界对低空安全达成共识,保障低空经济安全、稳定和可持续发展。

1.1低空经济发展现状
低空经济是以低空空域为依托,在高度1000米以下(可扩展至3000米),以民用有人驾驶和无人驾驶航空器为主,以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引,辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。做为新质生产力的重要代表,低空经济的快速发展不可避免地带来新的安全风险,对安全工作提出了新的挑战。
党中央、国务院高度重视低空经济发展,明确将其列为重大发展战略。2023年中央经济工作会议首次将“低空经济”列入战略性新兴产业,随后在2024年3月的《政府工作报告》中提出“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。二十届三中全会在《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》中提出要“发展通用航空和低空经济”。2024年7月,习近平总书记在中共中央政治局就推进现代边海空防建设进行第十六次集体学习上指出,要做好国家空中交通管理工作,促进低空经济健康发展。
随着低空经济相关政策的陆续出台,我国低空装备快速崛起,新一代信息技术支撑有力,使低空经济具备了一定的竞争优势。在低空装备方面,2023年,我国民用无人机产品交付超过322万架,消费级、工业级无人机占全球市场70%。在信息化基础设施方面,我国5G基站总数达到400多万个,全球占比约60%。在应用场景方面,无人机在应急救援、城市安防、电力巡检、国土测绘、农林植保、消防等场景已先后落地,商业表演、体验飞行等低空经济+旅游的应用场景也在积极推动中。
随着低空空域成为国家战略资源,低空经济必将成为经济社会发展的新引擎。低空智联网作为低空制造、低空保障、低空飞行和综合服务等低空经济主要产业的支撑,依托空天地一体化网络基础设施,通过整合地面蜂窝移动网络、卫星网络、地面宽带网络等基础设施,融合运用数字化、网络化和智能化技术,提供低空通信、导航、监测等信息和数据能力。低空智联网可以实现低空飞行器的监控和管理、航线的规范、效率的提升,促进空域资源的合理利用,从而极大延展低空飞行器的应用领域,具有巨大的经济价值。
低空智联网包括低空飞行器等终端、低空信息基础设施和低空飞行管控三大层面:

1)低空飞行器等终端层:由低空载具和航电系统组成,包括机载通信设备、多源导航设备、机载感知与识别设备以及智能航行设备。
2)低空信息基础设施层:包括低空的通信、导航、监视基础设施。通过整合地面蜂窝网,卫星系统等多种通信设施资源,确保低空网络全方位立体覆盖,并依托蜂窝网络的通感一体技术,实现飞行物的精准识别,有效避免冲突风险。
3)低空飞行管控层:针对低空空域内的飞行设备、飞行人员、飞行过程、资源占用等进行监管和运营服务,支撑低空空域各信息交互主体间的信息同步、航迹规划、用频率行为等的管理,并实现低空飞行管控及服务能力应用开放。
1.2低空安全的重要性
发展低空经济,安全是首要问题。这不仅体现在维护公共安全和社会稳定上,低空安全更是低空经济高质量发展的基石。
维护公共安全和社会稳定:低空经济直接关联公共安全、国家安全和社会稳定。随着低空经济的发展、低空飞行器数量的增加、低空飞行器的任务多元化,低空整体安全环境将变得复杂,可能带来新的社会问题,如扰航、飞行器碰撞坠机事故、无人机“黑飞”和禁飞区划定等问题。低空经济涉及公共、企业、个人的关键业务和隐私涉密数据,随着无人机等低空飞行器的广泛应用,大量的数据收集、传输和处理将成为常态,如地空、空空之间的海量数据交互等,无人机收集的数据可能包含敏感信息,不法分子可能通过黑客手段控制无人机进行非法活动,利用低空设备获取敏感信息等,对国家安全构成威胁。因此,加强低空空域管理,防止非法利用飞行器,对于维护国家安全和社会稳定至关重要。
促进产业稳健可持续发展:低空经济涵盖制造、服务等多链条,安全事故将引发蝴蝶效应,影响上下游产业协同,打断产业升级、技术创新节奏,使产业关联受损。因此,作为新质生产力的代表,低空经济的健康发展需要建立在坚实的安全基础之上。通过加强低空安全防护,为低空经济的多元化应用提供稳定的运行环境。
保障低空飞行安全:随着低空经济的大规模发展和应用领域的拓展,低空环境的飞行安全问题日益严峻。在复杂立体的低空交通环境中,大规模的低空飞行器执行任务时可能会遭遇多种动态复杂的障碍和威胁,包括飞行器间的碰撞、与建筑物或其他障碍物的碰撞等高危风险。在立体交通环境中,低空飞行器一旦发生碰撞事故则可能会对空域秩序、公共财产甚至人民安全造成严重威胁,其严重性远大于地面交通。单无人机仅通过自身资源在单视角受限环境中的自主防碰撞系统极难规避所有安全风险,因此迫切需要整合数字低空网络多维通信资源,将无人机自主安全增强与集群安全甚至空管安全系统形成有效衔接,通过协调通信构建多层次高可靠的安全增强体系,为低空飞行器的安全飞行保驾护航。

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