数字孪生赋能低空经济研究报告

(2024年) 中国信息通信研究院广州智慧城市研究院中国信息通信研究院产业与规划研究所苏州工业园区大数据管理中心2024年12月 版权声明 本报告版权属于中国信息通信研究院、苏州工业园区大数据管理中心，并受法律保护。转载、摘编或利用其它方式使用本报告文字或者观点的，应注明“来源：中国信息通信研究院、苏州工业园区大数据管理中心”。违反上述声明者，编者将追究其相关法律责任。 前言 2023年12月，中央经济工作会议提出要打造低空经济等战略性新兴产业。2024年3月，“低空经济”首次被写入国务院政府工作报告。低空经济作为国家战略性新兴产业，已成为社会和经济发展的新热点、新动力和新机遇。随着低空经济的快速发展，高水平部署基础设施、高质量推进场景建设、高标准推动数字化赋能等成为低空经济发展迫切需求。 数字孪生与低空经济互相促进、协同发展。一方面，数字孪生技术为低空经济发展提供技术支撑。依托精准映射、虚实交互、模拟仿真、智能干预等功能特性，数字孪生能够助力实现低空空域环境直观呈现、低空飞行器精准操控、低空场景模拟预测。另一方面，低空经济带动数字孪生城市向“空地一体”发展。低空空域是城市空间的重要组成，开发城市低空空域能够更有效地组织和利用数字孪生城市空间模型资源，助力形成“空中+地面”的数字孪生城市空间新形态。 本报告通过总结当前低空经济的内涵特征、发展态势、问题挑战和发展需求，对数字孪生赋能低空经济的内在机理、典型场景、实践路径进行分析，希望能够为各地打造“空地一体”数字孪生城市、推动低空经济高质量发展提供参考和借鉴。 目录 一、低空经济发展背景与内涵特征............................................................................1 （一） 低空经济政策频发，制度体系逐步完善...............................................1（二） 低空经济是基于飞行活动形成的综合性经济形态...............................2（三） 低空经济作为新质生产力的典型代表，具有融合、创新、多元、绿色的特征.................................................................................................................4二、低空经济国内外发展态势....................................................................................6（一） 发达经济体通用航空发展较早，产业相对成熟完备...........................6（二） 我国率先提出“低空经济”概念，低空产业快速发展.......................9三、低空经济发展过程中存在的问题挑战..............................................................13（一） 基础设施相对滞后，急需高水平部署.................................................13（二） 经济社会效应不显著，高价值场景需挖掘.........................................14（三） 技术与数据支撑不足，亟待数字化赋能.............................................15四、数字孪生有力支撑低空经济重要领域..............................................................16（一） 低空经济与数字孪生互相促进、协同发展.........................................16（二） 数字孪生赋能低空经济总体架构.........................................................18（三） 数字孪生全面赋能低空经济重要领域.................................................20五、数字孪生赋能低空经济的路径建议..................................................................27（一） 夯实基础：打造空地一体数字孪生底座.............................................27（二） 示范带动：以数字孪生扩展低空经济应用新场景.............................28（三） 筑基强链：因地制宜发展数字孪生低空经济.....................................28（四） 优化环境：促进数字孪生与低空经济协同发展.................................29（五） 创新探索：探索数字孪生赋能低空经济可持续发展路径.................30 图 目 录 图1数字孪生赋能低空经济架构图....................................................................... 18 表 目 录 表1低空经济常见关键要素...................................................................................... 2 一、低空经济发展背景与内涵特征 2021年2月，中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，将“低空经济”首次写入国家规划。2024年3月，低空经济首次被写入国务院政府工作报告。低空经济作为国家战略性新兴产业，进入发展快车道，在工业、农业、服务业等领域广泛探索应用，已成为促进社会和经济发展的新热点、新动力和新机遇。 （一）低空经济政策频发，制度体系逐步完善 低空空域管理改革拉开序幕，低空经济概念初现雏形。自2010年《关于深化我国低空空域管理改革的意见》发布以来，十余年间我国陆续出台《低空空域使用管理规定（试行）》《关于促进通用航空业发展的指导意见》《低空飞行服务保障体系建设总体方案》系列政策文件，为低空空域管理、通用航空发展、低空飞行服务保障体系建设等方面提供了政策指引，低空经济涉及的各类要素逐渐明晰，低空经济概念初现雏形。 低空经济写入国家规划，成为新质生产力重要组成。2023年12月，中央经济工作会议提出要打造低空经济等战略性新兴产业。2024年3月，国务院政府工作报告提出“大力推进现代化产业体系建设，加快发展新质生产力，积极培育新兴产业和未来产业，积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎。”低空经济作为新质生产力的重要组成部分，其产业地位不断提升，呈现出创新性强、发展潜力大的特征。 低空经济支持性细则逐步完善，全要素奠定发展基础。近年来， 我国有关部门相继发布了《“十四五”民用航空发展规划》《“十四五”通用航空发展专项规划》《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》《国家空域基础分类方法》等政策文件，从服务体系建立、应用场景融合、消费业态构建、法律法规建设等方面进一步对低空经济相关领域进行定义和规约，各项制度体系逐步完善，引导低空经济进一步规范化发展。 （二）低空经济是基于飞行活动形成的综合性经济形态 低空经济包括传统通用航空业态和以无人机为支撑的低空生产服务方式。通用航空主要在低空和超低空范围运行，承载除客运、货运外的作业飞行、民生服务等职能。无人机作为重要载具，在低空经济场景中广泛应用，是低空经济重要组成部分。当前研究普遍认为：低空经济是指以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的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。低空经济包括低空制造、低空飞行、低空保障和低空综合服务，横贯一、二、三产业，涵盖上中下游整个发展链条，具有“多领域、跨行业、全链条”特点。 （三）低空经济作为新质生产力的典型代表，具有融合、创新、多元、绿色的特征 低空经济涉及飞行器技术、电动化技术、智能化技术等多项技术融合创新，产业链条长，覆盖领域广，具有催生新业态、新模式、新动能的潜质，是新质生产力的典型代表。一是低空经济带动投资“新方向”。低空经济涵盖领域广泛，具有强大的市场潜力和实际应用价值，近年来，低空经济领域的政策导向愈发清晰，多项利好政策密集出台，支撑该行业快速发展，引起投资者关注。二是低空经济塑造产业“新生态”。当前，地面资源趋于饱和，低空经济通过开放部分低空空域，激活立体空间资源，产生丰富的场景探索可能性，有助于优化传统产业布局、提升生产效率、改变生活方式，促进跨界融合以及催生新业态。三是低空经济创造消费“新需求”。低空经济具有天生的数字基因，能够促进实体经济与数字经济的深度融合，培育形成载人交通、低空文旅等创新场景和服务，激发消费潜能。四是低空经济带动前沿“新技术”。低空经济作为典型的技术驱动型产业，具有高科技、多融合、强带动等鲜明的产业属性。一是需求驱动技术创新， 如低空飞行活动推动高精度导航和定位、5G-A通感一体、智能避障等技术进步。二是融合催生新技术形态，低空经济融合多学科领域技术，加速新技术形态的涌现，如通信技术、卫星导航技术和人工智能技术融合形成低空智能网联技术。五是低空经济提供城市治理“新场景”。低空经济将城市治理场景从传统的地面延伸到城市低空，通过低空飞行器与感知设备的结合运用为城市治理提供高效、准确、灵活的数据采集途径，利用立体空间资源解决交通、安防、应急、环保等城市治理问题。 我国低空经济加速发展，呈现出融合、创新、多元、绿色的鲜明特征。一是以“应用场景融合”为导向。低空经济自身产业链条长，涉及航空制造、电子设备、通信导航、能源等多个产业，各产业间围绕具体场景需求实现创新协同与合作。农林、文旅等传统产业也正在加速与低空经济场景融合，通过引入新技术、新理念，以“低空经济+”的形式实现转型升级。二是以“关键技术创新”为支撑。多项关键技术创新驱动低空经济的发展。飞行器技术需要实现设计与构造革新，将飞控系统融入自动化、智能化技术，保障精准控制和飞行安全。空域管理方面需要借助数字孪生、大数据、云计算等技术，整合分析空域信息，有助于航路航线的科学规划、动态分配和冲突预警，确保飞行秩序。低空通信需要依托5G-A等新一代通信技术搭建低空通信网络，满足实时信息交互和精准导航需求。三是以“社会多元参与”为保障。从资源整合角度，政府、企业、金融机构、社会资本等多元主体汇集资金，军方、民航管理部门、地方政府等多方协同开发利用 低空空域资源，形成低空经济发展的资源基础。从技术创新角度，高校、科研机构、企业等形成产学研用合力，为低空经济储备技术与人才。从市场发展角度，企业间竞争与合作实现优势互补，推动低空经济产品与服务多样化发展。四是以“绿色生态友好”为愿景。电动飞行器的兴起大幅减少尾气排放，相较于传统燃油动力飞行器更符合绿色生态要求。伴随技术进步，低空飞行器在设计、制造阶段注重噪音控制和环保材料使用，生态友好理念贯穿产业各领域。 二、低空经济国内外发展态势 “低空经济”为我国率先提出的新概念，2021年“低空经济”首次写入《国家综合立体交通网规划纲要》，成为广受关注的新型经济形态，目前正处于起步发展阶段。通用航空产业是低空经济的主体产业，美国、欧洲等发达经济体通用航空产业发展较早，其发展史可追溯至一战时期，如今已成为重要的经济支柱之一。 （一）发达经济体通用航空发展较早，产业相对成熟完备 据统计，2021年全球民用无人机市场规模约为266亿美元，同比增长15.0%，预计2025年