低空智能网联体系发展路径及趋势

编委会 主任 副主任 刘法旺吴启晖 编委（按姓氏拼音排序） 陈果丁光河董亚斌杜志华冯亮冯伟郭佳胡桂新贾子晔金伟雷根李诚龙李朝斌李慧盈李勐李文宇李新军林嘉鑫刘冰牛锐牛成勇彭璐祁卫卫汤新民田野王珏王文峰王岩王洋王允升王智新文博谢陵徐雷徐大勇许崇春张笑张旺旺张阳帆张长禄赵伟周全周震博周剑朱钧宇朱泓正庄优芳 核心编制单位 北京航空航天大学工业和信息化部装备工业发展中心南京航空航天大学中国信息通信研究院中国电子技术标准化研究院中国铁路通信信号股份有限公司中移（成都）信息通信科技有限公司中国工业互联网研究院粤港澳大湾区数字经济研究院 参与编制单位（按拼音排序） 昂际智航（成都）科技有限公司北京理工大学北京鸢飞科技有限公司北京云圣智能科技有限责任公司北京国汽智能网联汽车技术研究大唐高鸿信安（浙江）信息科技有限公司时代飞鹏科技有限公司浪潮通信信息系统有限公司上海御风未来航空科技有限公司深圳多翼创新科技有限公司四川沃飞长空科技发展有限公司四川九洲空管科技有限责任公司四创电子股份有限公司 天翼交通科技有限公司襄阳达安汽车检测中心有限公司西华大学招商局检测车辆技术研究院有限公司中船海丰航空科技有限公司中国电信无人科技有限公司中国电信股份有限公司卫星通信分公司中国电子科技集团有限公司总体院中国电子信息产业发展研究院中国工程物理研究院总体工程研究所中国航空工业发展研究中心中国航空工业集团计算所中国联通研究院中国民航大学中国民用航空飞行学院中国汽车工程研究院股份有限公司中国汽车技术研究中心有限公司中国铁塔股份有限公司中航通飞通用航空有限公司中汽研汽车检验中心（天津）有限公司中兴通讯股份有限公司舟山低空产业发展有限公司舟山高新技术产业园区珠海低空投资运营有限公司 目录 一、编制依据............................................1 （一）编制方法.......................................1（二）编制背景.......................................1 二、基于场景安全风险的分级发展和建设思路................5 （一）基本思路.......................................5（二）分级方案.......................................5 （一）发展目标与适用范围.............................8（二）低空智能网联体系建设路径.......................9（三）低空智能网联体系各环节参与方分解..............11 四、低空智能网联体系建设步骤...........................13 （一）运行场景分析..................................13（二）运行模式设计..................................16（三）可接受安全水平分析............................22（四）所需能力分析..................................24（五）技术方案设计..................................27（六）系统集成与验证迭代............................29 一、编制依据 （一）编制方法 一是调研当前各地低空智能网联体系建设工作进展与问题，梳理国内低空领域装备技术及前沿发展方向，对当前主流产品、技术和国内低空经济建设实践成果进行整理和总结。 二是研究国内外相关工作和前沿技术，结合现有文献，积极听取行业内对《低空智能网联体系参考架构（2024版）》反响、建议和意见，对行业内近期成果、动向、趋势和困难开展深入分析。 三是广泛邀请相关企业、科研院所、高校、行业专家参与研讨和编制，推动行业凝聚共识，形成合作。 四是邀请行业专家参与咨询、评审，提炼研究成果。 （二）编制背景 1.《低空智能网联体系参考架构（2024版）》有效凝聚共识，多方已开展低空智能网联体系研究，仍需更深入指导和支撑 低空智能网联体系参考架构（2024版）为低空装备产业发展和低空基础设施建设提供了方向指引和理论支撑。2024版确立以“五方三层两体系”为核心的低空智能网联体系框架构建原则，明确了构成要素、体系逻辑和发展路径，初步形成了架构完整、方向清晰、覆盖全面的体系框架。该参考架构明确了低空智能网联体系的发展蓝图，得到了有关部委和业界广泛认可。 然而，低空智能网联体系建设是一个跨领域、跨行业的复杂系统工程，其发展面临安全与效率的双重考验，涉及从飞行器制造到运行管理的全链条协作，其主要要素与现有运输航空、通用航空存在差异。传统运行模式和航空基础设施不足以支撑未来低空安全高效的监管和服务要求，需要在空域管理、运行规则、技术方案选择、基础设施建设等方面构建理论体系、实现方法突破，进而支撑决策、指导产业发展。 2.未来低空场景大规模应用，如何进行安全、高质量的场景选择与培育，将成为关键问题 国务院办公厅印发《关于加快场景培育和开放推动新场景大规模应用的实施意见》，将低空经济列为新赛道重点领域，提出要稳妥有序拓展低空经济等领域应用场景，为其规模化应用与高质量发展划定清晰路径。未来低空场景的选取和培育不仅要考虑应用需求的多样性，也要系统考虑空域条件、运行环境、安全保障能力及配套基础设施等因素。 低空智能网联体系是大规模场景应用的基础，在场景规模化应用和体系化建设过程中，围绕受可接受安全水平约束下的所需能力建设是开展场景安全能力和服务能力建设的核心任务。由于各地在专业认识、区域产业水平、地方产业方向存在差异，其场景选择、运行规划和技术体系构建等方面的模式和路径存在差异，而低空智能网联体系通过基于航空理论和既往经验的体系化方法，实现了针对 不同场景的安全有序的运行管控与差异化的服务供给，为各类低空场景的安全、有序、高效运行提供统一、可扩展且可持续的基础支撑。 3.亟需明确低空智能网联体系发展路径，适应低空经济发展趋势 未来3—5年，低空经济将进入快速发展通道，低空智能网联体系也将大规模推广应用和建设落地，各低空参与方依据参考架构开展建设工作需要明确思路，统筹规划。当前在推进建设时，部分地区低空建设主导方受限于认识、经验和专业技术，难以从全局角度把握产业发展的复杂性，未能准确把握低空经济发展方向，难以形成有效举措，进而难以推进区域低空经济的有效发展，甚至出现了基础设施的过度建设和技术选择方向性问题，造成了资源浪费，更造成了低空运行的安全隐患。 低空智能网联有关技术的落地工作面临诸多新问题、新挑战，参考架构也需要适应发展新要求。随着低空经济改革稳步推进，低空智能网联体系建设已由基础探索阶段迈入规模化部署与深化应用阶段，体系建设所涉及的空域管理、运行规则、通导监技术、平台服务模式、数据治理与安全等方面均呈现出更高协同要求和更复杂的技术与治理挑战。体系架构需在运行模式、能力框架、关键技术体系、治理机制等层面不断迭代升级，以适应从“试点示范”向“体系建设与规模化运营”转变的趋势。不同地区发展基础差异显著、能力建设阶段不一致，因此体系化建设工 作需要兼顾顶层的统一性与区域的差异化。 二、基于场景安全风险的分级发展和建设思路 （一）基本思路 低空智能网联体系建设应基于场景牵引，低空场景的安全风险等级直接影响到低空智能网联体系的基础设施分级建设。不同应用场景对应着不同等级的初始运行风险与剩余运行风险（初始运行风险超出可接受安全水平的部分），需要通过不同等级的通信、导航、监视及机载航电能力，消减剩余运行风险，保障运行风险被控制在统一的可接受的安全水平内。低空载人类新应用场景现阶段相对较少，可参考现有民航体系进行管理；而无人机的应用场景众多、初始运行风险差异大，需结合风险评估结果分级发展和建设，具体实现思路如下图所示。 （二）分级方案 由于无人机本体安全水平与场景耦合度较小，在开展运行风险分级时，可暂不考虑飞行器本体风险和由其引发的对地、对空风险，可将其作为修正量，依据无人机本体 安全水平，最终修正场景分级。 无人机为主的应用场景的运行风险可视为该场景中航空器空中碰撞概率与事故严重性的乘积。空中碰撞概率与场景中飞机间的最小遭遇时间密切相关，遭遇时间越短，空中碰撞概率越高；事故严重性则主要考虑人员伤亡，其中无人机运行过程中人员伤亡的概率与飞行区域的人口密度呈正相关（除此之外，还可以将其他敏感暴露要素，例如幼儿园、学校、医院、加油站以及水源地等区域，按照与人口密度相同的思路一并纳入考量）。假设初始运行风险显著高于可接受安全水平为高风险；与可接受安全水平相当为中风险；显著低于可接受安全水平为低风险。结合上述事故概率、严重性以及运行风险分级标准，得出无人机应用场景的初始风险分级结果如表1所示。 风险分级后，相应提出对低空智能网联体系不同等级的所需能力，其中一级通信、导航、监视及机载所需能力应能够将高风险场景的空中运行风险缓解至可接受安全水平以内。依此类推，二级对应中风险场景，三级对应低风险场景。不同级别的低空智能网联体系应该能够在两机最小遭遇时间范围内处置掉空中碰撞风险。具体而言，通导监及机载设施设备应确保“冲突探测－冲突告警－指挥控 制－空中作动”整条冲突处置链路消耗时间小于两机最小遭遇时间。 基于上述分级建设思路和风险分级结果，我们对无人机典型常态化应用场景进行风险与所需能力分级，如表2所示。对于其他非常态化场景（如航空探矿与矿区巡察等特种作业、无人机编队灯光秀表演、应急搜索救援），其所需能力应视运行具体情况进行讨论，不在表2中体现。 运行场景分级是开展低空智能网联体系建设的前置工作。通过开展场景分级，确定场景的风险水平，进而确定基础设施建设水平，才能确保后续工作与场景需求相适应，实现场景整体风险可控。 三、低空智能网联体系建设总体发展路径 （一）发展目标与适用范围 低空智能网联体系需满足前瞻性、可扩展性、系统性、经济性四项基本原则。 （1）前瞻性原则：体系的建设规划应充分考虑未来低空领域的发展趋势，秉持“适度超前但不过度超前”的总体理念，避免局限于当前的需求和现状，适度提前布局关键技术、基础设施和管理架构，确保体系能够适应未来多元化的复杂需求，避免因技术或理念的滞后而限制体系长期发展。 （2）可扩展原则：建成后的体系具备模块化、开放性和标准化的接口，以便于功能扩展、性能优化和规模升级，避免大面积、高成本的重构工作。 （3）系统性原则：低空智能网联体系涉及多个相互关联、相互影响的子系统，任何环节的缺陷都会对体系整体带来极大的安全隐患。在建设过程中，须从全局出发对各分、子系统进行统筹规划和协同设计，确保各部分之间的无缝衔接和高效协同工作。 （4）经济性原则：体系建设过程中应充分考虑全寿命周期成本，力求以最小的成本实现最大的功能和效益。既要通过优化设计方案、采用成熟的技术和设备降低建设成本；还要注重运营过程中的成本控制，通过提高系统的运行效率和资源利用率降低运营成本。 （二）低空智能网联体系建设路径 低空智能网联体系的建设是一项涉及运行场景与模式、飞行器及管理服务能力、技术方案等方面的复杂系统性工程。总体思路路径是“场景牵引、风险分级、能力映射、技术迭代”，以运行场景为起点、以可接受安全水平为底线、以所需能力为桥梁、以技术方案为落点，通过多方协同、逐步推进，形成“七步闭环”的系统性发展流程，为低空经济规模化发展提供可靠的实施路径。如图2所示。 （1）运行场景：各地主导深入挖掘当地低空应用场景需求，明确当地场景类型及特色，并做好风险分级工作，为后续低空智能网联体系设计提供基础依据。 （2）运行模式：对参与方、流程与规则、性能目标等关键方面及其相互关系进行全面分析，梳理核心理念，确保运行模式体系设计的可操作性，确保管理