摘要:我国低空经济正处于快速成长阶段,已成为推动国民经济增长的重要力量。2024年3月5日,国务院总理李强作《政府工作报告》时提出,“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。同年3月27日,工业和信息化部、科学
文 | 中国信息通信研究院 郑立,陈屹力,窦佳丽,邢鑫雨,马龙飞,黄富友,刘之莹
原文刊载于2024年12月第10卷第6期出版的交通运输研究
我国低空经济正处于快速成长阶段,已成为推动国民经济增长的重要力量。2024年3月5日,国务院总理李强作《政府工作报告》时提出,“加快前沿新兴氢能、新材料、创新药等产业发展,积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”。同年3月27日,工业和信息化部、科学技术部、财政部、中国民用航空局等四部门印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,提出“加快5G、卫星互联网等融合应用,支持空天地设施互联、信息互通的低空智联网技术和标准探索”。
引言
低空运输依托低空空域资源,通过民用有人驾驶和无人驾驶航空器飞行活动,辐射带动相关领域和产业链融合发展,展现出作为国家未来核心竞争力的新型产业特征。低空运输智联云技术,通过云上信息互通和智能化决策辅助,能够辅助低空运输的开展,提高应急响应速度和任务执行精准度,减少人工误判。因此,全面分析当前低空运输智联云体系的建设现状和技术架构,综合研判其未来发展趋势,对于促进低空智联网建设和加快我国低空运输发展具有重要意义。
低空运输智联云发展现状与问题
尽管我国低空经济正经历快速发展,但面对高并发、低时延等低空业务处理需求时仍稍显乏力。低空环境中普遍存在对快速响应和高并发处理能力的迫切需求,而现有终端设备与系统多数来源于传统航空体系,数智化能力稍落后于现阶段业务诉求,无法做到高质量低时延响应。此外,当面临大量且多维度的低空场景数据时,当前系统常遭遇传输协议不兼容、数据接口不统一等挑战。在通信方面,传统无人机主要依赖点对点通信方式,如WiFi等,这些通信方式局限于区域传输,难以实现连续组网,且业务速率受限。在导航方面,传统无人机主要依赖卫星导航,但其定位精度相对较低,通常在10至30公里范围内。在监管方面,虽然地面雷达、光电探测、频谱探测等传统手段已相对成熟,但仍面临城区覆盖难度大、连续组网困难、可靠性不足以及产业分散等挑战。
低空运输智联云建设目标与原则
低空运输智联云建设的核心目标是打造一个全面、高效、安全的低空飞行服务体系,以支持和促进低空经济的快速发展。该体系的建设,重点在于打造一个集成云计算、人工智能、物联网等多种先进技术的低空数字底座,旨在实现对低空飞行活动的高密度、高频次管理,确保全覆盖和大带宽连接的网络信号,以及满足高时效性和高安全性的要求。安全性方面,要求建立一个集系统安全、网络安全和通信安全于一体的防护体系,以保障低空飞行安全可靠。技术融合方面,强调通过整合多种通信技术,如卫星通信、5G、ADS-B等,以实现低空网络信号的全面覆盖并增强低空感知监视能力。创新驱动方面,鼓励产学研用协同创新,扩大产业生态圈,通过技术创新推动低空智联网的发展。服务一体化方面,要求建设一个统一的云平台,实现低空飞行的统一监管和集中运营,以提高服务效率和质量。网络设施与数据平台方面,需要着重于数据中心建设,并提升算法对低空数据处理的效率,以支持低空经济有关的数据分析和决策下发,为低空经济的可持续发展提供坚实可靠的技术基础。
低空运输智联云的技术架构及布局规划
参照云计算架构,将低空运输智联云的整体技术架构分为基础设施层、协同平台层、顶层应用层3层。
低空运输智联云技术架构
基础设施层作为底层支撑,集成了低空智联网及其下设的各项基础设施以及云主机、云存储、云网络、云安全等云上基础设施,为协同平台提供最原始的业务数据、网络服务、云存储和算力支撑。
协同平台层是低空运输智联云的核心,包含低空数字平台、智慧飞行服务平台、监控管理云平台及安全管理云平台。低空数字平台作为技术基石,通过数据底座汇聚并预处理低空智联网数据,云边协同平台则负责端、边、云间的任务调度,数智化平台则利用大数据、数字孪生及智能决策等技术满足低空智能化需求。这一数字化底座支撑起上层的智慧飞行服务、监管监控及安全管理三大业务平台,实现低空资源的协同管理和高效利用。
顶层应用层则直接面向用户和业务需求,提供包括城市管理、环境保护、水利场景、交通场景等低空飞行赋能的各类典型场景。利用协同平台层提供的数据和分析结果,实现低空资源的智能化管理和利用,推动低空运输业务的高效开展。
未来展望与政策建议
低空运输智联云正朝着构建一个多元化且高度集成的生态系统迈进。随着云计算、大数据及人工智能等技术的持续融合与创新应用,低空运输智联云将更加紧密地依托国家战略,助力新兴产业发展。随着低空经济的潜力被广泛认可,政府需要出台更多指导性政策和标准规范,以促进该领域健康发展。
市场推动上,随着低空经济的商业潜力不断被挖掘,新的市场机会和应用场景将不断涌现。各国需更加积极推动低空应用场景试点验证,以市场需求反哺技术进步。各企业也需要通过技术创新和服务升级来满足市场需求,国际合作和竞争将进一步推动低空运输智联云的全球化发展。
技术融合上,云计算、大数据、人工智能、5G和物联网等新兴技术与低空运输的融合应用,将使低空飞行活动更加智能化、自动化。这些技术将提高低空运输智联云的数据处理能力、安全性和响应速度,同时将为监管和运营提供强大的技术支撑。
政策建议上,需要推动边缘计算节点在全量空域范围的铺设,增加低空终端感知节点的数量,做到空域无死角、全方位感知。逐步推动低空云监管平台、云控平台落地,并结合人工智能大模型推动自动化、无人化监管运营。
结语
低空运输智联云在我国低空经济发展中扮演着核心角色,它不仅是低空智联网的基石,也是推动低空运输迈向数字化、智能化转型的关键力量。展望未来,将逐步构建标准化的低空运输智联云应用效果量化分析模型,提出更具前瞻性和建设性的政策与技术建议。随着技术的不断成熟与应用场景的持续拓展,低空运输智联云将形成多元化、高度集成的生态系统,成为驱动低空经济与区域发展的新动力。
中国信息通信研究院
邢鑫雨
来源:澎湃新闻客户端