低空新基建是低空飞行服务的必要保障。
作为融合性经济模式,低空经济包含的领域广泛,其中基础设施是其中重要一 环。一方面,与传统通航有别,低空经济隐含着数字化经济的概念,这对于以空管 平台为主的“软基建”与“通/导/监/气象”为主的“硬基建”提出发展新要求。 另一方面,基建融入飞行器升空再到降落的飞行全流程,是产品及应用发展的重要 前置因素。
当前低空的基建侧核心可分为“硬基建”和“软基建”两部分。当前顶层并未 对低空经济基础设施领域给出详细的分类方式,我们结合了深圳市政府、福田区政 府、深圳 IDEA 研究院分类方式,我们认为将其拆分为“硬基建”与“软基建”便于 理解。其中,“硬基建”环节以基础设施运营为主,包含机场、起降站、通/导/监 设备等。“软基建”环节则包括数字化空域建设、空中保障服务与地面保障服务。 二者均需要与“硬基建”协同。例如空中保障服务以各类系统、平台软件运行,其 数据及传输来源于“硬基建”。地面保障服务则多基于“硬基建”提供的平台开展。

从当前低空经济的相关地方政策可知,低空新基建是当前地方政府对于地方经 济规划中必不可少的一环。梳理全国各省市自治区近四年的地方两会政府工作报告, 统计报告对低空经济相关表述的变化情况。总体来看,四年政府工作报告中有两年 及以上提及低空经济相关表述的地区主要包括:上海、安徽(长三角),广东、广 西、海南(华南),四川、贵州(西南),湖南、江西(中部地区),以及山西、 吉林、内蒙古等地区。其中,连续四年均提及的有上海、安徽、四川和江西。
低空的软基建一般以“系统”的形式呈现,过去以服务无人机为主。2020 年民 航局公布首批 13 个民用无人驾驶航空试验基地名单,其中杭州作为定位于城市场景 的试验区,其上线的市无人机运行管理服务系统已经稳定线上运行将近 4 年时间。 2022 年交通部公布第二批国家级民用无人驾驶航空试验区试点城市名单为:广东省 深圳市、河北省石家庄市、山西省太原市、重庆市两江新区,未来随着试点城市的 增加以及部分起步较早城市技术管理的日趋成熟,基建的投入有望进一步增加。
低空新基建是空域放开的紧迫前置投资。《中华人民共和国空域管理条例》中除了空域的分级、分类进行较大改动外,对现行空域管理体系也进行了较大调整。《飞行基本规则》中表明我国现行空域管 理是军民分管体系,军用航空按五大战区管理辖区空域,民用航空由民航局及下属 各区域分局分区管理辖区空域;国家空中交通管理委员会是国家空中交通管理领导 机构,军队五个战区的相关部门和民用航空局是空中交通管理运行机构。《条例》 设立了地区空中交通管理组织协调机构,负责国家空中交通管理领导机构交办的其 他事项和本地区空域管理其他事项;分级设立空中交通管理联合运行机构,负责本 责任区空域管理有关事项。《条例》增加对县级以上地方人民政府及有关单位授权 作为空域管理机构组成,按照职责分工协助做好有关空域管理工作。
《条例》尚未对具体的权责分配方式进行指导,探索低空飞行协同管理机制是 当前地方政府试点政策的探索重心。2024 年 2 月 1 日起深圳实施《深圳经济特区低 空经济产业促进条例》,深圳的条例中专门建立两个机制:市政府建立的低空经济 产业发展协调机制和市政府与空中交通管理机构、民用航空管理部门建立的低空飞 行协同管理机制。在深圳的条例中还强调,由于基建项目普遍成本较高且需要多部 门审批或支持,应由市政府统筹本市低空飞行基础设施的规划、建设和运营管理。 随着《条例》等相关文件的发布,低空经济空域管理部门有望逐步明确,地方政府 责权逐步统一,有助于解决低空经济管理问题。
我国从 2018 年开始落地的方案就是《低空飞行服务体系建设总体方案》,政 策端同样支持率先建设新基建的紧迫性。2016 年民航局空管局提出构建现代化空中 交通系统(CAAMS),与美国 NextGen、欧洲 SESAR 并称国际空管运行三大发展战略。 一方面为了响应国务院 2016 年印发的《关于促进通用航空业发展的指导意见》,另 一方面自 2010 年空域改革后低空飞行服务保障体系的发展滞后,保障能力无法满足 低空空域有效开发利用的需要,2018 年《低空飞行服务体系建设总体方案》发布, 截至 2023 年底低空飞行服务的三级保障体系基本建成。
低空软基建可解决地方政府保障低空飞行安全有序的痛点,或可率先得到投资。2023 年 8 月衢州市智慧新城管委会与北斗伏羲信息技术有限公司正式签约,联合建 立低空空域建设投资平台,项目总投资 2.5 亿元,一期投资 4000 万元。2023 年 6 月 深圳市交通运输局公布“低空智能融合基础设施建设项目一期工程勘察设计施工总承 包(EPC)”招标计划,招标估价 54597.56 万元,项目围绕深圳市低空经济发展,建 设内容包括可覆盖全市范围的智能融合系统的软件平台等。

低空新基建需求端面临的四大核心变化。变化 1:飞行器飞行高度下探。由空管委制定、民航局于 2023 年 12 月 21 日发 布的《国家空域基础分类方法》中将空域划分为 A、B、C、D、E、G、W 等 7 类,其 中,A、B、C、D、E 类为管制空域,G、W 类为非管制空域。G 类空域要求包括:B、 C 类空域以外真高 300 米以下空域,W 类空域为 G 类空域内真高 120 米以下的部分空 域,则非管制区域主要在 300 米高度以下。相较于民航的航空飞行高度可达万米以 上,低空经济非管制飞行高度仅为 300 米高度以下,则低空经济相关航天器、基础 设施设备在多个需求、性能要求等方面与传统民航出现显著不同。 带来的挑战:频谱资源管理难。飞行器飞行高度的下探导致除地面基础设施和 移动用户外,低空空域还包含了多种空中用频设备,导致频谱环境日益复杂,用户 和应用的增长带来了大量空-地与空-空通信导致频谱资源短缺;高速移动的特性对 频谱共享也提出了更高要求;空域的开放同样导致空地用频交叠(低空飞行器的通 信、导航、与地面通信、雷达、导航等系统频谱互相干扰),影响飞行器的稳定运 行。
变化 2:飞行器飞行密度增加。传统民航航空器之间间距较大,密度较为稀疏。 交通运输部 2022 年 11 月公布的《民用航空空中交通管理规则》中,关于垂直间隔 与安全高度方面,要求包括“机场等待空域的飞行高度层配备,从 600 米开始,每 隔 300 米为一个高度层”等;仪表飞行水平间隔方面,要求包括“同航迹、同高度、 同速度飞行的航空器之间,纵向间隔为 10 分钟”。处于安全等因素考虑,民航局规 定了航空器之间有较大的间距间隔,航空器在空域中的分布较为稀疏。 带来的挑战:网络资源配置难。低空网络是三维立体的组网空间,各类飞行器 的飞行高度、速度、航迹不同,增加了组网通信难度和计算覆盖难度;广阔空域范 围内低空飞行器面临分布不均匀挑战,空间通信信号难以实现全球范围内无缝覆盖; 空地融合组网加剧网络的不确定性且网络资源融合共享困难。
变化 3:区别于传统民航交通,低空交通场景为多种飞行需求耦合。临近空间 飞行器特别是可重复使用空天往返载具的发展,使得临近空间飞行频次明显增加; 中高空有人/无人共域运行趋势明显,无人机应用向诸多领域深入拓展;低空城市空中交通业态孕育,空中出租、空中巴士、空中物流所需的载人/载货飞行穿梭。 现有城市交通载具类型比较固定,而当前仅 eVTOL 航空器类型就有多旋翼、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。 带来的挑战:空域资源监管难。当前低空运行监管尚未建立标准统一的数字化 精细化空域系统,多类型空域、多元化用户、多任务场景交织作用下的协同运行监 管理论、技术与机制还存在空白,难以保障低空空域资源的最大化效益;日益增长 的异构终端飞行器同样对系统的运行安全产生挑战,现有的技术还无法实现飞行器 运行轨迹无冲突融合;监管的高效性同样难以解决,现有的低空运行监管技术与平 台尚未实现“飞得好”和“管得好”,制约了低空飞行活动效率。
变化 4:与民航相比,集中式向分布式发展。现阶段 eVTOL 航空器的续航时间 决定了其单架次运行距离只能满足执行大城市区域内或城郊的运送任务,运行区域 以城市为主要范围,沿途停靠的机动性能力是其特点和满足未来需求的优势。 eVTOL 航空器体积小,灵活性更高,可以利用低空空域建筑物上方的空间,路线更 短直,延误风险低,具有按需响应的特性。因此相较于民航机场枢纽的集中起降, 针对于未来低空场景打造的新基建更偏向分布式。 起降机场的选址与布局、电子围栏的划设范围、4D 航路的规划方式等因素都会 对未来空域的容量产生影响。起降机场是整个低空空域环境中的重要节点,合理的 布局将最大化容量同时达到最好的商业效果,避免资源浪费。空域容量管理通用原 则为控制交通密度和控制交通复杂度,交通密度可通过地理围栏实现,较为简单; 但控制交通复杂度则较为困难,地理矢量或成为一种通用手段。