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搭建“低空大脑”织密低空飞行安全网

作者:南方都市报发布时间:2024-10-14

东部通航推出的“空中的士”平台,可实现一键式预约以直升机或eVTOL为载体的各类低空飞行服务。

低空经济破局·空域管理

低空经济正在催生更大规模的产业生态,无疑会成为新的经济增长极。根据公开预测数据显示,低空经济产业规模有望类比地面交通的产业规模,预计到“十四五”规划末,我国低空经济对国民经济的综合贡献值将达3万至5万亿元。

深圳作为粤港澳大湾区核心城市之一,其物流运输、个人消费、短途运输、商务飞行等低空市场需求日趋加大。同时也汇聚众多低空经济龙头企业,具备较为丰富的应用场景。业界人士认为,随着深圳无人机物流配送、低空游览及城市空中交通新业态等应用规模的持续扩大,低空空域协同管理的问题逐渐凸显,或成为制约深圳低空经济发展的瓶颈。深圳作为先行示范区,率先开展城市空中交通探索,深化低空空域协同管理,既有迫切性,又有可行性。

发展现状

深圳低空物流飞行规模全国领先 消费级无人机全国占比超七成

在政策有力推动下,深圳低空经济正展现出蓬勃发展态势。深圳市交通运输局提供的一组数据显示,今年1-9月,深圳市低空物流飞行架次共43.3万架次,其中美团31.6万架次,顺丰丰翼11.4万架次,天空飞车0.3万架次。美团更是围绕11个商圈开通37条航线。国庆假期期间,深圳市低空物流飞行保持强劲势头,共计完成1.8万架次的飞行,日均最高超3000架次,飞行规模保持全国领先。

深圳市无人机行业协会会长杨金才透露,未来几年,我国快递包裹数量可能会达到每日10亿件,预计到2040年,无人机配送可能会占到当日包裹投递量的30%,顺丰、京东、美团对无人机的需求将达到百万架。截至2022年底,中国的消费级无人机全球占比超过74%的市场份额,深圳又占全国的73%。而工业级无人机领域,深圳占全国的45%以上。

待补短板

低空飞行基础设施还未真正建立 低空网络尚处在初级阶段

然而,随着无人机的广泛应用,部分安全问题也随之浮现。部分无人机在起飞后可能处于“视线外、指令难达”的状态,在飞行途中也面临着航线规划、障碍物规避,以及克服人群密集区域可能产生的信号干扰,同时要防止无通信联络的无人机之间发生意外碰撞。

“目前低空经济尚处起步阶段,还存在着发展和安全的双重挑战。一方面,低空飞行存在一定的安全风险,如天气变化、机械故障等都可能对安全造成威胁,进而影响低空产业的声誉和市场发展。另一方面,无人机‘黑飞’现象安全监管难度较大。”深圳市公安局治安管理支队基层指导处副处长王磊表示,解决低空经济安全发展难题,要做好低空通信网、低空感知网、低空算力网等基础设施,还要构建包括硬件设备、管理平台和服务团队的无人机侦反体系,实时预警和精准反制管控。

面对未来低空飞行器数量可能激增十倍甚至几十倍的挑战,如何确保每一架低空飞行器都能顺利起飞并安全降落至关重要。有关部门在产业链后端的保障、服务、系统建设等方面等面临哪些待解问题,还有哪些技术难题亟待攻克?

业界普遍认同,稳定、可靠的通信和感知网络是低空经济顺利运行和可持续发展的前提条件。今年8月,中国工程院院士、鹏城实验室主任高文曾表示,就技术层面而言,低空网络发展还需要攻克很多难关。若是单纯依靠4G、5G技术,而未建立真正的低空飞行基础设施,将难以实现低空经济高质量发展目标。

高文表示,现有的4G、5G通信网主要覆盖地面和楼宇,空中并不是它的主要覆盖区域,难以完全适应低空经济的需求。例如,在规划空中航道时,如何确保每个点的信号强度、带宽均达标,仍是当前面临的难题。在高文看来,低空网络的发展需要具备感知能力,能够识别和监控空域内的无人机和其他飞行器,这是当前低空经济发展的主要技术瓶颈,亟待解决。

“真正做好低空网络,其实还有很多课要补。”在高文看来,低空网络还处在初级阶段,而算力网其实能帮助低空网络解决遇到的一些问题。“低空经济对算力有需求,比如说物流配送。未来低空经济的应用,它需要云计算支持,要非常强、非常准确而且要实时。”

专家建议

管控和服务体系要实现自动化、智慧化、无人化

深圳市城市交通规划设计研究中心股份有限公司副总经理黎曦同样认为,建立自动化、智慧化、无人化的管控和服务体系是当务之急。空管平台应强化服务职能,通过建立基于规则的自动审批、自动授权机制,以及小时级的飞行预约、秒级的飞行响应服务体系,保障低空飞行运营效率。

值得注意的是,业界已在低空通信感知网络方面取得初步进展。南都记者了解到,鹏城实验室构建的低空经济关键技术验证平台,可实现米级颗粒度的低空环境重构,具备1km以上感知距离和不低于50Mbps边缘通信速率,可实现可靠安全的低空立体网络覆盖,提高低空环境下飞行器的监控与管理水平。

此外,一些6G单点技术的提前应用也让低空经济受益。紫金山实验室主任、中国科学院院士尤肖虎介绍,低空经济应用也是检验6G技术综合能力的一个具有典型意义场景。

部门出招

市交通运输局 打造智能融合低空系统 推动数据链路打通

保障飞行安全对未来信息技术及相关基础设施提出了更新更严苛的要求。低空航空器不仅要具备自主实时感知周围环境(如气象、障碍物等)的能力,又要能够智能决策、优化路线、调整参数,具备远程数据传输、共享以及紧急管控等网络体系。

据了解到,当前,我国尚未建立无人航空器一体化综合管理服务平台。今年8月在深圳市低空经济高质量发展大会上正式发布的智能融合低空系统先锋版SILAS(Smart Integrated Lower Airspace System)填补了这方面的空白。

智能融合低空系统SILAS又被称为“低空的大脑”,打造设施网、空联网、航路网和服务网“四张网”,是首个将市域级低空空域数字化,融合城市级CIM底座与全域智算算力的低空管理和服务操作系统。据介绍,该系统首次实现市域级低空空域、异构低空飞行器、复杂业务形态、规模化低空飞行的安全高效的管理和服务。

深圳市交通运输局有关负责人表示,SILAS先锋版服务监管方、管理方、业务方、运营方、服务提供方(如USS民用无人驾驶航空器航行服务提供方等)多方主体,初步具备支持规模化低空飞行的基础管理和服务能力。

南都记者从深圳市交通运输局了解到,目前,深圳正在积极推动打通与国家UOM系统的数据链路。目前正逐步推进SILAS系统与民航局UOM系统数据对接测试等相关工作。

市公安局 优化低空管制区域设置 构建新型警务运行模式

“深圳公安将服务低空经济高质量发展作为年内重点工作,在优化低空管制区域设置、主动靠前服务企业和强化安全宣贯力度上持续发力,取得了很好的成效。”深圳市公安局特警支队副支队长卢永锋告诉南都记者。今年年初,深圳市公安局出台推动无人机警务应用高质量发展行动方案(2024-2026年),抢抓技术创新和规模应用发展机遇,改善低空飞行服务保障、警用无人机管理、指挥调度、警情联动等一体化运作,构建“专业+机制+大数据”的新型警务运行模式。

南都记者了解到,自从2018年11月深圳在全国首次开放微轻型无人机适飞空域以来,深圳公安不断探索精细化的无人机空域管理办法,并参与国家《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的编撰工作。今年1月1日,该《条例》正式实施后赋予了公安机关对于“黑飞”问题的相关执法权限。

针对低空安全防护和行业安全管理等低空治理问题,深圳公安以“高水平安全,护航低空经济高质量发展”的理念开展无人机安全管控、行业管理等工作,参与、支持和引导建立深圳本地低空安全管理体制机制,研究出台推动无人机安全管控工高质量发展行动方案(2024-2026年),将低空警务融入城市治理和城市经济发展中,实现了从“多龙治水”到一体推进、从被动应对到超前布局、从单打独斗到统筹发展的转变,切实构筑起一张城市低空安全的“天网”。


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