中國網/中國發展門戶網訊 當前，我國無人機產業發展位于全球前列，無人機在低空的飛行活動日益豐富，包括以傳統通航、載人載物無人機為主體的低空交通，無人機攝影測量與遙感觀測、無人機燈光秀、飛機和熱氣球觀光、航空體育等組成的低空文旅和體育，應急救援、政務飛行等低空公共服務，機場終端和低空航路等特殊場景，低空氣象、農林植保、低空電網、管網、小樹屋光伏和風電巡護等生產作業服務等。得益于無人機應用在多行業的迅猛發展，針對高密度、高流量、體系化的無人機應用業態——城市空中交通（UAM）和先進空中交通（AAM），成為國內外新的研究和發展熱點，這為帶動和促進低空經濟大發展帶來巨大的可能。
低空經濟進一步被明確作為新興產業和未來產業，成為我國經濟發展新的增長引擎。2021年2月，中共中央、國務院印發《國家綜合立體交通網規劃綱要》，提出“發展交通運輸平臺經濟、樞紐經濟、通道經濟、低空經濟”，低空經濟概念首次被寫入國家規劃。2023年12月，中央經濟工作會議上，低空經濟被提升至戰略性新興產業。2024年3月，低空經濟在全國兩會成為熱議主題，首次被寫入政府工作報告。2024年7月，黨的二十屆三中全會決定“發展通用航空和低空經濟”。為與中央政策相配套，各省市陸續出臺支持發展低空經濟發展的政策和發展規劃。據測算，2023年我國低空經濟規模已經超過5 000億元，2030年有望達到2萬億元。
低空經濟得到國內各級政府、行業以及眾多資本的關注，成為近年來的發展熱點。低空經濟是一個新經濟現象、新經濟領域，各界還缺乏對低空經濟含義、如何建設等問題的基本認識。本文回顧了國內外低空經濟相關研究發展歷程和無人機應用視角下的國內低空經濟產業發展現狀，量化論證低空路網對于低空經濟的發展和促進作用，綜述當前低空路網研究現狀，結合最新技術和政策，分析低空路網及其基礎設施建設落實難點，提供低空路網及其基礎設施建設可行方案，并探索空域經濟收益關鍵技術。本文目的不在于構建一種低空經濟發展體系，而是嘗試以低空路網及其基礎設施作為面向無人機的低空經濟發展支點，通過解決量大面廣的低空無人機無“公路”可走的難題，并超前探討空域收益技術，為低空路網及其基礎設施建設吸引投資、制定政策等提供理論和可選的技術方案。
低空經濟的科學研究與產業發展
低空經濟科學研究進展
將低空經濟作為一種新經濟現象、新經濟領域進行研究與發展是由中國開創的。當前國內外學者對于低空經濟的科學研究還處在初級階段，對于低空經濟的科學定義尚未形成共識，各學者從不同學科角度對低空經濟進行解讀。
從空域自身屬性出發，與低空經濟密切相關的概念主要九宮格是空域經濟，空域經濟又分為空域資產經濟和空域資源經濟。① 從空域的資產屬性出發，低空經濟是低空空域價值開發過程中衍生的一種經濟活動形式。鑒于空域所有權的不同，國內外在傳統空域資源的經濟價值研究方面有差別。在國外，Harold Demsetz從產權角度認為空域是一種帶有財產特征的可貨幣化資產，這一觀點在美國傳統通用航空領域有著較長的發展歷史，空域資產表現為私人空域的銷售或租賃、公共空域的租賃等形式，例如美國運輸部從20世紀70年代開始廣泛租賃位于道路上方的公共空域用于交通出行。在國內，空域資源作為國有公共資源目前沒有從法律層面上進一步明確空域所有權具體歸屬，并且空域權和空間權的法律界限也比較模糊，空域目前還沒有被作為資源來開發的經濟價值，國內的空域經濟主要是指其社會經濟貢獻，包括參與民航飛行活動各方創造的直接和間接價值、引致和催化價值等。② 從空域的資源屬性出發，空域資源是土地、海洋資源外最重要的資源之一，低空空域的使用頻次與人類活動分布高度相關。在傳統航空學科研究中，基于空域容量或流量管理的空域資源優化配置和空域資源可用性評估是研究的熱點問題。近年來，隨著各類低空飛行活動增多，尤其是無人機活動的迅速擴張，低空空域的資源稀缺性越發明顯，低空空域資源的稀缺性又使得其競爭和排他屬性愈加明顯，低空空域的價值性逐步得以體現。例如，廖小罕等從價值性和獨立性2方面論述低空空域資源的經濟屬性，主張其價值性主要體現在占有者的使用權上，時空價值計算遵循馬克思“地租理論”；路紫等從空域資源的資源學和經濟學等多理論角度建立起空域資源開發利用的理論體系。
按照低空服務對象來劃分，當前與低空經濟密切相關的概念主要包括通用航空經濟和無人機經濟。低空經濟最開始是被解讀為通用航空經濟。從經濟領域提出低空經濟概念或進行科學研究最早也是為應對通用航空發展面臨的問題，被定義為圍繞低空這一寶貴資源而開展的經濟活動的總稱。近年來，隨著無人機應用規模的迅速擴大，低空經濟被賦予了新含義。范恒山提出低空經濟是一種以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的各類低空飛行活動為牽引，輻射帶動相關領域融合發展的綜合性經濟形態，強調有人駕駛和無人駕駛航空器在低空經濟發展中的導向性。
低空經濟不應局限于通用航空經濟和無人機經濟。更進一步，覃睿采用“種差+屬”定義法將低空經濟描述為以航空載運與作業裝備技術為主要工具、以低空空域為主要活動場域、以低空飛行活動為最終產出形式的系列經濟活動構成的經濟領域。此外，也有學者提出，以無人機為主體的低空遙感網及低空遙感的智能化發展可助力構建低空快速響應體系，而無人機低空智聯網的建設可以塑造低空飛行生態區，是低空產業化的基礎設施和發展低空經濟的重要配置要素。同時，面向無人機的低空經濟發展相關問題也正成為科學研究熱點。
低空經濟產業發展與瓶頸問題
雖然學界對于低空經濟的內涵和本質特征尚未形成共識，但在社會經濟發展需求為導向的行業背景和公眾對低空活動旺盛需求的推動下，以通用航空經濟和無人機經濟為典型代表的低空經濟產業已在國內經歷了數年培育和發展；尤其是在通用航空行業從機械化向智能化的轉型過程中，隨著無人機對有人機的替代作用不斷增強，無人機逐漸成為低空經濟發展的主導產業。根據天眼查相關數據，近5年國內新增無人機企業注冊資本4 300億元，這表明無人機和新型零售物流等企業正在加速布局低空商業版圖。隨著信息技術的不斷發展和低空空域改革的深化實踐，無人機對有人機的替代程度將進一步提高，對各行業的滲透程度也會日益深廣，面向無人機的低空經濟產業將成為社會討論熱點和行業發展趨勢。
城市級無人機規模化應用嶄露頭角。截至2023年，全國無人機能源電力巡檢超過150萬公里，超過200個城市開展城市級實景三維模型建設，農田森林植保面積超過30億畝次。例如，無人機在智慧城市中對交通流量等進行動態監測，在數字城市中用于快速獲取實景三維數據，在平安城市中用于緊急救援執法，在UAM中用于物流配送等。
在低空經濟發展背景下，無人機產業呈規模化、業務化發展趨勢，低空應用場景也日益多樣化。為支撐無人機應用的快速擴張，中國民用航空局牽頭開展了一系列民用無人駕駛航空試驗基地（試驗區）試點工作。2020—2022年，上海、深圳等20個城市成為中國民用航空局批準并授牌的民用無人駕駛航空試驗基地（試驗區），無人駕駛航空試驗區及試驗基地的規模和數量居全球第一，領跑探索規模化無人機城市應用發展管理新賽道。
國內無人機低空經濟產業發展也存在諸多瓶頸問題，需要國內有較好的應用市場環境和相應的政策支撐。雖然無人機在國內有著如城市物流、安防保衛、巡檢巡查等多業務應用場景的巨大潛力，然而許多地方針對無人機的監管政策存在“一刀切”情況，忽視實際場景應用需求，相關標準規范也落后于技術發展速度、不能及時更新，這些因素都導致了無人機行業應用受阻。例如，大疆無人機的海外銷售占比超過80家教場地%，遠遠超過其在國內銷售的份額，這反映出制造大國的產能與其內部市場需求不足的矛盾。此外，在大時空尺度上監管“低慢小”無人機也導致了極低的空域資源利用率，空中路網交通基礎設施缺失是最為突出的問題之一，這也是規模化運行難以為繼的主要原因。
低空“無路可走”嚴重制約了低空經濟的發展，低空路網存在的必要性不言而喻。地面交通運輸“動脈”是通過地面公路網完成循環的，類比地面交通運輸網是國民經濟的“動脈”，低空經濟也是高度地依賴支撐無人機規模化、商業化運行的“低空天路”這個“血管”和“脈絡”，從而帶動低空制造和副業的發展。然而，低空沒有現成的“公路”可走，也沒有相應的公共空中交通服務可提供。無人機運營商需要自主完成空域申請、劃設航路和評估航路風險全過程，這種運營商劃設的私家航路安全風險完全由自己負責，提供商業化服務的無人機數量日益增加但公共路網基礎設施缺失。
低空路網的經濟效益分析及研究進展
“要致富，先修路”是被發展實踐證明過的區域經濟發展乃至國家經濟發展的黃金準則。在社會生產實踐中，公路已被證實是帶動經濟發展的核心要素，交通運輸網也被比喻為國民經濟的“動脈”，是拉動投資、增加就業、擴大內需的重要措施。2022年8月，交通運輸部聯合多部門印發《農村公路擴投資穩就業更好服務鄉村振興實施方案》，明確路網建設是拉動投資、增加就業和擴大內需的重要措施，“力爭新增完成投資約1 000億元，帶動約200萬人次就地就近就業增收。”2020年4月，中國證券監督管理委員會等部門聯合發布《國家發展改革委關于推進基礎設施領域不動產投資信托基金（REITs）試點相關工作的通知》，“聚焦重點行業。優先支持基礎設施補短板行業，包括倉儲物流、收費公路等交通設施”。就地上而言，公路對經濟的貢獻非常顯著，區域經濟發展和道路交通建設的緊密關系可以啟發思考低空經濟發展對低空路網建設的依賴程度。本文通過借鑒并研究分析地面交通發展，量化分析低空路網帶動的低空經濟相關投資和就業經濟效益。
低空路網經濟效益
低空路網是一種新型的空中交通基礎設施，其經濟效益分析應遵循基礎設施領域投資效益計算范式。宏觀經濟模型常被應用于計算基礎設施領域投資的經濟效益。其中，投入產出法是一種分析部門間經濟關系的重要方法，通過建立投入產出數學模型定量分析投入量和產出總量間數學模型和技術經濟參數，常用于經濟預測和研究就業分配等社會問題。本文嘗試基于現有相關統計數據，參考傳統交通基礎設施效益估算經驗數據，通過投入產出方法初步分析“低空天路”投資可能帶動的社會經濟效益。
低空路網經濟效益計算
低空路網帶動的經濟社會效益計算流程（圖1）是通過關聯產業分析、完全消耗系數計算、投入產出模型構建等關鍵步驟計算國內生產總值（GDP）乘數和就業乘數。
關聯產業分析。將低空路網基礎設施建設關聯產業分為基礎產業、核心產業和應用產業3類。其中，核心產業包括低空路網規劃、低空路網建設、低空路網管理和低空路網養護（圖2），低空路網規劃和低空路網建設是2個不同的核心階段，類似地上公路的規劃和動工建設不同階段。① 低空路網規劃，需要在多源精準地理信息支持下進行航路規劃、風險評估等核心算法研發和軟件平臺開發，形成低空運行風險地圖；② 低空路網建設，主要是指沿途支撐安全運行基礎設施的修建，包括低空通信、導航、監視、氣象監測等設施，以及無人機常態化或臨時起降樞紐和加油/充電相關設施的優化布局等；③ 低空路網管理，包括監管、運行調度/控制、融合交通與管理、場景管理、航路保險與認證、接口服務等；④ 低空路網養護，包括低空地圖更新和基礎設施檢測等。
消耗系數計算和投入產出模型構建。基于國民經濟產出表，計算得到低空路網及基礎設施建設業的投入產出消耗系數（圖3）。根據計算，簡單產出乘數為1.492 0，表明低空路網建設業增加1個單位的最終產品將對國民經濟各部門產生近1.5個單位的生產需求。綜合低空路網及基礎設施修建關聯產業的重要性評判結果，基于國民經濟行業分類標準，通過建立低空路網修建關聯產業與投入產出表部門對應關系得到各行業部門在低空路網及基礎設施修建中所占權重，構建低空路網及基礎設施建設的投入產出模型。
經濟社會效益計算。通過投入產出模型估算表明，1億元低空路網投資將帶來超過2.8億元GDP增長，帶動約8 400個就業崗位，在地理遙感信息服務、遙感測繪服務、通信、導航、監視等領域擴大內需，帶動低空路網修建、定制、養護、管控、流量管理等行業需求。
低空路網經濟效益分析
結合低空路網的產業分析，從地面道路過渡到“低空天路”是某種程度上由低端產業向高端產業發展，這意味著生產要素從生產率水平較低的行業流向生產率水平較高的行業，從而有了更高的邊際生產率，會提高整個經濟的生產效率，促進總量經濟增長。因此，相對于地面路網，低空路網對GDP的拉動作用更大。
此外，低空路網拉動的產業除了看得見的傳統交通產業（如機場、起降場、末端投遞等），還有大量看不見的數字化、信息化產業（如海量低空地理信息和虛擬仿真產業）。行業生產率的進步能產生正向的溢出效應，間接創造出新商業范式、新就業形態和新就業崗位，尤其是發展信息技術等數字經濟行業對就業的正向溢出效應將更加顯著。因此，低空路網產業鏈能創造更多的就業崗位，超過公路投資帶來的就業崗位數量。在完善的低空公共路網基礎設施支持下，低空經濟活動將從現在離散的科研驗證、小范圍商業試點應用發展到大范圍、長距離、規模化、業務化的低空飛行活動，而低空經濟范疇也將外延到運輸服務，極大地釋放低空經濟潛力，例如外賣、快遞等無接觸配送服務以及由此帶來的工業級無人機制造業、低空保障等業務類型。
低空路網科學研究現狀
建設低空路網是釋放低空經濟潛力、催生低空經濟效益的可靠發展路徑。然而，由于無人機監管和空域政策等頂層發展路線未定，國內外關于低空路網發展還存在爭議，主要包括“隔離或融合”和“結構或自由”的路線分歧，以及“私家或公共”的屬性分歧。
國外研究現狀
以美國國家航空航天局（NASA）和美國聯邦航空管理局（FAA）等為代表的美國研究或監管機構指出：①無人機交通管理（UTM）系統應具有靈活性，建議無人機在400英尺（約122 m）以下空域隔離運行；②面向城市地區建筑物高度以下的旋翼無人機飛行，提出空中通道（sky-lane）、空中管道（sky-tube）、空中走廊（sky-corridor）等多個空域結構；③面向中大型無人機，在AAM框架中提出走廊結構（corridor）和帶航道的走廊（corridor with tracks）2種航路結構。
歐洲無人機監管機構對于低空路網保障空中交通安全這一觀點是逐漸認可的。歐洲航空安全局（EASA）和歐洲單一天空空中交通管理研究（SESAR）聯合執行體等機構提出相關低空路網保證觀點。① 無人機隔離運行觀點，航路被當作一種由自由飛行向隔離運行過渡的交通方式。將500英尺（約152 m）以下空域定義為無人機專屬空域，并提出走廊結構作為更大高度層無人機載客/載貨運行方式，通過結構化商業航線運行以區分無人機長距離飛行和自由飛行。② 低空路網作為一種緩解沖突風險的空域結構和技術手段。EASA還提出面向城市地區的載人垂起航空器按照預先定義的航線運行。然而，即使是在隔離運行階段，僅依靠感知與避障（DAA）技術也不能保證高密度城市地區大規模無人機運行的安全性，故SESAR聯合執行體研究通過包括固定三維航線網在內的空域結構來緩解碰撞風險。
新加坡的無人機監管工作由新加坡民用航空局（CAAS）牽頭，聯合南洋理工大學研發了uTM-UAS系統，并提出矩陣節點、建筑節點、道路沿線型3種城市空中航路網絡。空中客車（Airbus）公司通過仿真模擬證明，無序程度的上升將導致分離損失和碰撞概率增加、降低低空運行安全水平，而航路策略能夠保持空域秩序。Volansi公司在制造廠和醫療中心間的人口密集區建立了專用空中走廊進行醫療運輸，其創始人認為地面公路網基礎設施未來將被宜居的綠色空間和空中交通網所取代。
國內研究現狀
國內各界對于低空路網的發展也持多樣觀點，并探索具有學科特色的發展技術路線，國內低空經濟目前首要的需求行業是主要面向小、中型無人機的低空物流和低空貨運。中國科學院地理科學與資源研究所團隊（以下簡稱“團隊”）于2017年提出“低空公共航路”概念，即基于遙感和地理信息技術的低空公共航路規劃與構建核心算法和關鍵技術，在北京、上海和杭州等多個試驗區內分別就應急救援、海上運輸和低空物流等多行業試點場景構建了低空路網（圖4）；基于上述基礎，團隊牽頭制定了第一個低空運行國際標準（IEEE 1939.1TM-2021）；聯合國內外無人機相關企業、科研院所以及地方政府部門聯合發布了“天路宣言”，為低空路網基礎設施建設和低空經濟建設拉開序幕。南京航空航天大學、北京航空航天大學、中國民航大學等院校的研究人員從航空航天學科角度進行低空航路航線的相關研究。
低空公共航路作為低空路網基礎設施已有一定的探索性工作。科技零售公司美團和快遞物流綜合服務商順豐速運都在試點城市運營自有的“私家”航路，運營體制已經相對成熟，“私家”航路將可為未來低空公共路網建設提供有效補充，成為公共路網的一部分。然而，團隊提出的低空公共航路是多用戶和多任務共享的，不同于上述“私家”航路，該觀點已在部分地區實踐。例如，在杭州地區進行的常態化核酸標本無人機運輸共享航路統籌了美團、杭州迅蟻網絡科技有限公司和隸屬于順豐速運的豐翼科技（深圳）有限公司等多個用戶，同時還聯合國家電網有限公司與地方政府的協議共享航路實現了一次飛行同時巡檢高壓線路與水域的功能。
低空經濟最迫切的是完成非管制空域低空路網的構建，讓更多飛行器安全飛起來。本文研究團隊提出的低空路網與其他研究提出的無人機隔離或融合運行并不沖突，低空路網既可以作為一種由自由飛行到隔離運行過渡階段的交通方式，也可以作為隔離運行時期的特殊空域結構，不僅可以消減無人機與有人機、無人機與無人機之間的沖突，還可以保障低空飛行環境的安全性。同時，結合城市規劃方案預先劃設低空路網可以保障居民的隱私權利和噪音權利。無論是在自由飛行階段、隔離運行階段或融合運行階段，低空路網均可作為保障無人機運行的基礎設施，充分利用現有地面基礎設施和優化布局低空新型基礎設施，與地面交通協同發展。例如，珠海市政府已經前瞻性地認識到這一點，提出建設低空空域商業運營通道規劃研究，擬劃設“三橫三縱”航路網。
低空路網基礎設施體系建設與空域收益探索
低空經濟產業發展中后期在面向規模化無人機飛得起來與風險可控的雙重需求下，不僅需要新建低空路網核心基礎設施，還需要依托低空路網建設通導監和氣象等外部配套設施；應建立清晰的經濟收益機制，制定相應政策吸引發展低空路網基礎設施體系的投資。① 公司和私人投資者開始探索布局低空交通所需的基礎設施資產。例如，美國亞馬遜公司（Amazon）和美國優步公司（Uber）試圖確定各種基礎設施的成本和要求，設計了支持不同尺寸的電動垂直起降航空器（eVTOL）和運營量的垂直起降機場。② 政府和公共機構對于空中交通基礎設施的興趣也在增長。例如，意大利拉齊奧大區、德國交通部、美國眾議院分別宣布投資或加速建設無人機運輸基礎設施計劃，FAA和EASA發布了世界首個垂直起降場設計規范，NASA也研發了垂直機場自動化系統以提升飛行安全性、效率和可擴展性，并提出建造空中高速公路的未來愿景。
本文研究團隊在2022年首先提出低空路網新型基礎設施體系，對通信、導航、監視和氣象等面向低空和無人機的升級新型設施標明能力要求。本文將進一步結合國家立體交通發展需求，統籌空中與地面交通基礎設施銜接、空中交通特有設施要求，結合團隊在民用無人駕駛航空試驗區的低空路網規劃實踐經驗，探索低空路網基礎設施建設的主要生命周期，并考慮低空經濟發展需求特色，超前探索依托低空路網的空域收益等關鍵問題。
低空路網基礎設施建設生命周期
低空路網基礎設施建設的完整生命周期流程主要包括可行性研究、規劃、構建及運行養護等環節，涉及空間遙感、攝影測量、地理信息、地圖學和路徑規劃算法等技術。
可行性研究
遵循需求驅動原則，根據區域人口密度、低空應用場景需求調研、產業發展基礎及地面交通擁堵態勢等多因子預測區域應用需求規模。調研區域禁飛區、限制區、告警區等低空空域環境，動態更新臨時禁飛區信息，通過低空空域資源區劃來分析無人機適飛空域的占比和空間分布，構建區域監管空域環境區劃圖。在此基礎上，篩選并確定關于低空地理環境、電磁環境、大氣環境等評價因子，進一步量化區域可飛行空域環境，結合區域的運輸航路和通航機場及通信布局等低空交通基礎設施布局現狀，論證低空路網規劃與構建的可行性（圖5）。
低空路網規劃
低空路網規劃主要包括無人機起降樞紐空間布局、低空路網規劃和建設及空地協同進近航路航線構建。
起降樞紐空間布局。基于區域低空環境特點、交通需求和流量預測分析，對地表建筑、通信、氣象、人口等各類關鍵約束地理要素進行建模。在此基礎上，進行低空空域資源的高效規劃和精細管理，在地面交通可達、空域和通信條件良好等多目標約束條件下，以最大時效或最低成本為目標函數優化布局常態化、應急、臨時的區域起降樞紐網絡。為降低前期基礎設施建設成本，可充分利用建筑物樓頂、通航機場等已有的城市地表設施，構建無人機地面起降樞紐的最小設施集，包括起降場站及自動充電樁、通信、導航、小型氣象服務站等，形成覆蓋全區的多級多類別起降樞紐網絡。
多層級低空路網。包括地表遙感、地理信息提取、低空網格化、網絡構建和路徑規劃算法、獲得最優航路（網）、仿真飛行驗證、實際飛行驗證等關鍵步驟。對應地面公路的分級體系，低空路網也需要根據機型、飛行任務類型和優先級，以及地表地理格局來設計城市分級空中路網，例如全國骨干航路、主干航路、支線航路和區域末端航路等。面向典型應用場景和特定機型，根據遙感影像識別出影響飛行的地表地理要素、政策規定的禁飛區、人口密集區、通信覆蓋、大氣等要素，通過自適應四維網格剖分與編碼技術構建低空飛行環境，使用智能算法計算航路中心航線航點并迭代優化多級航路網，開展同一區域、同一時段下，多機、多用戶運行多航道的時空資源配置，多機型、多行業共享寬兼容公共航路設計等關鍵技術，產出典型示范區的低空路網圖。
空地協同的進近航路航線設計與運行調度。起降樞紐和空中路網之間的航路航線構建是實現空地高效協同的重要方式。為應對同一時刻多臺無人機起降，需要對終端流量進行控制。可采用基于遺傳進化算法的時間排序技術，以沖突風險最低為目標函數，通過重復交叉、變異過程，直到達到最大迭代次數或者獲取目標函數的最優解。
低空路網構建
依靠地理空間信息技術手段，按照一定的低空路網施工建設標準，構建有邊界的數字飛行廊道，包括基于主航線的航點，通過航空器性能和通導精度等因素研判設計的廊道邊界。升級建設通導一體的外部基礎設施體系，包括通信檢測設備和小型通信基站設備、高精度導航定位設備（如基于實時動態載波相位差分技術的差分移動基站）、飛行安瑜伽場地全監視設施（如地理圍欄和無人機反制設備）、氣象服務（如小型氣象服務站）等外部支撐設施，并修建與地面交通設施接駁的無人機常態或臨時起降樞紐站與加油站、充電站等設施。
低空路網運行養護
通過無人機云端管理系統與移動端增強現實（AR）管理系統對低空路網及基礎設施進行三維可視化，實現路網運行態勢的直觀可視化監管，為基礎設施現狀的檢測提供直觀可視化手段。同時，高精度地圖信息的全局和局部動態更新也是應對低空環境高動態變化的手段。
基于低空路網的空域收益探索
相比其他投資，交通基礎設施投資回報率高，但同時也存在投資規模大、回報周期長、維護費用高等問題。為維持無人機低空運行的低水平風險，低空交通需要高帶寬通信、高精度導航、精準氣象監測等基礎設施支撐，前期投入成本較高，一旦回報周期拉長便會阻滯低空路網經濟發展。因此，需要超前探索基于低空路網的空域收益機制。
國外低空路網的空域收益探索經驗
空域權利是空域收益的核心。
低空飛行活動迅速增長帶來的空域權與空間權間的沖突（如噪聲干擾和隱私侵犯等）是阻礙航空器商業活動良性運行的重要因素，也是低空經濟可持續發展避不開的問題。美國為應對低空航空器活動給居民生活帶來的噪聲干擾和隱私侵犯及生命財產安全威脅等問題，各級政府主張土地所有者擁有空域排他權。例如，1946年，考斯比（Causby）經典空域產權案例中，美國國會裁定軍隊在私人土地上空活動侵犯了低空產權；Rule提倡基于微觀經濟學和財產理論，立法賦予土地所有者嚴格的權利，禁止航空器進入地塊正上方明確高度的低空空域。然而，當前私人空域的高度界定仍不清晰。“足夠低”到什么程度才會引發收購？飛行必須頻繁到何種“足夠頻繁”程度才能要求支付合理的賠償？這些問題都還需要進一步明確。
土地所有者的空域使用權利界定不清晰將嚴重阻礙公共通行權和空域收費系統的發展。商業無人機倡導者是私人空域權的反對者，他們認為取消或忽視土地所有者的空域權利是在全國范圍內廣泛開展商用無人機業務的唯一途徑。為了調和私人空域和商業倡導者間的分歧，有學者和公司提出并實行在道路等公共空域上空構建公共通行權、針對私人空域構建空域收費體系的方案。例如，2014—2018年，美國伯靈頓北方圣太菲鐵路運輸公司（BNSF）使用鐵路用地范圍內的空域進行了數百小時的遠程無人機飛行。
國內低空路網的空域收益探索
國內尚未明確空域所有權主體及其與空間權的界限，也沒有私人空域。在當前無人機運行的城市試點工作中，均是以犧牲部分公眾空間權（如噪聲和隱私權益）來修建由企業或公司主體運營的“私家”航路。然而，隨著未來數以萬計無人機在低空活動，空域權和空間權的法律關系將在地面范圍呈現出一種交織狀態，這種以損失單方面利益的做法將會導致越來越多的企業日常運營與公共利益發生沖突，應提出從根本上解決空域權與空間權沖突問題的方法。
本文提出一種由政府頂層建設低空路網及依托低空路網的空域收益機制來緩解私人抵制和長距離商業航空活動間矛盾的技術方案。參考地面道路建設時建立隔音設施或采用經濟補貼手段來保障沿路居民的噪聲權益，相關部門可以行使空間征用權并給與賠償或補貼以消減土地使用者的抵制，在某些最需要無人機進入的瓶頸位置創建開放的低空路網。同時，監管部門從空域租賃獲得的收入可以用于低空路網的建設和管理。在低空經濟國家戰略背景下，空域權與空間權都有著為無人機低空路網建設讓渡其自身權利的義務和能力。低空路網是一種無需清晰界定居民空域使用邊界即可實現無人機大范圍跨區飛行的有效手段，也將是一種由政府主導的緩解空域權和空間權矛盾、補償因低空飛行活動而空間權受損公眾利益的有效手段。2024年4月1日，由中國民用航空局主導發布的《民航空管收費行為規則》正式實施，其中的“航路費”可以看作是基于低空路網的空域收益體系的先導概念。
總結與展望
低空經濟發展過程中，規模化無人機應用發展潛力很大，對產業鏈帶動顯著。以無人機為主的低空航空器規模化發展瓶頸——“低空路網”缺失，制約了以航空器低空運行為核心的經濟活動，從而制約了多用戶規模化航空器應用潛力的釋放。解決低空經濟發展的“路”瓶頸將解鎖低空經濟的大發展，投資規劃和建設低空經濟發展“動脈”基礎設施，在GDP增長、就業拉動和擴大內需等方面效益顯著。區域低空經濟發展有望在先行發展低空經濟“動脈”的低空路網基礎設施支撐保障下得到迅猛的發展。2021年，《國家綜合立體交通網規劃綱要》明確創新投融資政策、鼓勵采用多元化市場融資方式拓寬融資渠道。本文初步量化分析了投資低空路網的社會經濟效益，對于地方發展低空經濟招商引資，尤其是通過貸款修路等方式拓寬社會資本融資渠道支持低空路網基礎設施建設有參考價值，建議從以下3個方面探索低空路網的空域收益機制：① 低空空域精細化管理。對低空空域進行精細網格剖分，根據低空路網所穿行的低空空域單元，研發分布式收費系統。例如，根據空域單元對居民隱私和噪聲的影響程度，劃分空域賠償補貼標準，以保障公眾隱私安全和噪聲權益。② 空域資源經濟效益最大化。在城市核心商務區及交通樞紐節點，結合空域信息的高動態更新特點，構建占用和釋放二元變量，設置流量占用收費模式，形成分布式空域計費，以提高資源配置的市場化潛力。③ 超前布局與城市規劃協同發展的路網政策。城市高層建筑和摩天大樓對于城市低空空域的占用也增加了低空空域的價值，通過容積高度和倒退規則來限制建筑規模可以加強城市低空空域資源的經濟價值。
低空路網及基礎設施建設是一個巨大的系統工程，涉及學科眾多，本文不能全面概括，下一步需要深入探討的3個要點包括：① 完善低空路網建設機制。綜合考慮融資、擁有成本、維護和監管等多因素，明確低空路網的規劃、建設、擁有和管理通信、導航、監視和氣象服務等地面基礎設施的權責部門。可以按照“規劃—構建—試點—推廣”4階段來分步實施。② 構建低空路網建設的標準化體系。研究低空路網規劃的體系化試點，從低空路網的踏勘、規劃、構建、驗證、風險評估、驗收，以及規劃資質認證等方面構建一套完整的低空路網制度化、業務化規劃建設標準流程。③ 研究城市空中交通服務系統的試點建設。結合“低空天路”網絡體系化試點，開展集城市空中交通情報服務、飛行計劃管理服務、交通流量監控服務、運行風險評估等于一體的綜合性運行驗證，研究構建低空路網運行規則體系、標準體系、法規體系。
（作者：廖小罕、徐晨晨、葉虎平，中國科學院地理科學與資源研究所 資源與環境信息系統國家重點實驗室、中國民用航空局 低空地理信息與航路重點實驗室； 《中國科學院院刊》供稿）