编者按:作为新兴的经济形态,低空经济正逐步成为全球关注的焦点。然而,由于其处于初期发展阶段,面临法律法规不完善、基础设施建设不足等挑战。通过分析城市空中交通的发展历程和前景,以及通用航空产业的发展情况,深入探讨了发展低空经济的核心要素以及高科技创新在低空经济中的重要作用。针对中国的管理体制机制和航空产业发展基础,研判了中国发展低空经济的优势与挑战。从研发低空空域数字化系统、构建分级分类的无人驾驶航空器系统适航管理体系等方面,探讨了推进低空空域管理改革的路径。通过研究讨论,期望为低空经济的可持续发展提供理论依据与实践指导,推动航空产业技术与市场的深刻变革,构建航空产业全新格局。
发展低空经济的“三大要素”
中国民用机场协会 孙卫国
低空空域资源的高效利用
2010年8月,国务院、中央军委印发《关于深化我国低空空域管理改革的意见》,标志着低空空域管理改革的全面启动。改革的核心在于实施空域分类管理制度,对监视和报告两类空域实行报备制,取代了以往的严格审批流程,有效放宽了对低空空域的控制。2010年以来,国家空管委办公室在全国先后组织了三轮较大规模的低空空域管理改革试点,从军航空管系统在部分地区进行的空域分类化管理改革试点,到军航和民航空管系统联合在中南地区进行的空域精细化管理改革试点,再到四川、湖南等省进行的军航和民航空管系统与地方政府三方空域协同化管理改革试点,三轮改革试点接续推进、各有侧重。这些改革的成功实践,为低空经济的发展提供了有利的空域保障环境。
通用航空产业的有力支撑
作为民用航空的重要组成部分,通用航空自1951年起步至今,已成为国家经济和社会事业发展的重要推动力。通用航空作业项目从最初的两三种增加到目前的11大类100多种,作业领域逐步从传统的农化作业、飞播造林、地质勘探等向空中游览、航空娱乐、私人飞行等新兴领域拓展。2017年,国家发展改革委确立了首批26个国家通航产业综合示范区。中国民航局提出“两翼齐飞”发展战略,重点强调重构通用航空法规体系,实行分类管理。同时,国产通用航空器研发取得重要进展,AG600大型水陆两栖飞机、AG100新一代初级教练机等相继问世,电动垂直起降飞行器(electric Vertical Take-Off and Landing, eVTOL)的研发处于世界前列。截至2023年底,全国传统通航企业已近700家,通用航空器超过3 000架,2023年飞行时长超过135万h;无人机运营企业近2万家,注册无人机153万架,年飞行时长超过2 300万h。由国家指导、政府组织、企业参与、市场推动的通用航空生态体系初步形成,为低空经济的形成和发展奠定了坚实的产业基础。
以无人机为代表的高科技创新应用
无人机是通用航空的重要组成部分。“十三五”时期,人工智能、5G、北斗导航、大数据、云计算、物联网等高科技技术的发展和应用,推动无人机产业成为通用航空发展的新质生产力。2018年3月,顺丰控股股份有限公司旗下的江西丰羽顺途科技有限公司获得中国首张无人机航空运营(试点)许可证;2023年10月,广州亿航智能技术有限公司获得全球首张无人驾驶载人eVTOL型号合格证;2024年7月,上海峰飞航空科技有限公司的eVTOL成功进行跨海飞行演示。美团、丰翼等公司已在深圳市累计开通低空无人机城市物流配送航线70多条。作为中国“无人机之都”,深圳市拥有无人机企业1 730多家,产值960亿元。2023年,中国民用无人机产值已超过1 200亿元,预计2025年将突破2 000亿元。2024年3月,工业和信息化部等4部门联合印发《通用航空装备创新应用实施方案(2024—2030年)》,明确提出加快通用航空装备创新应用,到2027年,以无人化、电动化、智能化为技术特征的新型通用航空装备将在城市空运、物流配送、应急救援等领域实现商业应用;到2030年,以高端化、智能化、绿色化为特征的通用航空产业发展新模式将基本建立,支持和保障“短途运输+电动垂直起降”客运网络、“干-支-末”无人机配送网络、满足工农作业需求的低空生产作业网络安全高效运行,通用航空装备将全面融入人民生产各领域,成为低空经济增长的强大推动力,形成万亿级市场规模。
综上所述,低空空域资源、通用航空产业以及高科技创新应用构成了发展低空经济的“三大要素”。各地应因地制宜,以低空空域资源开发利用为突破口,以通用航空场景应用为主攻方向,以高科技创新攻关为主要手段,推动中国低空经济发展走深走实。
中国发展低空经济的优势与挑战
中国民航管理干部学院 吕人力
作为新质生产力的典型代表,低空经济是航空产业技术与市场深刻变革的重要内容,也是中国发挥后发优势、产业链优势,构建航空产业全新格局的重要机遇。目前,中美欧处于并跑竞争格局,中国在低空经济领域既具有独特优势,也面临一系列挑战。
具备产业基础与市场需求优势
1)产业基础先发优势。
无人机的发展是基于电池、电机与电控技术开发的。中国是全球工业生态最完整的国家之一,具备发展低空经济的产业链支持能力优势。中国消费类无人机全球市场占有率超过70%,中大型作业类无人机全球市场占有率超过50%。彩虹、翼龙等军用无人机转向民用,加之引进与培育自主通用航空产业链,同样具备全球并跑竞争实力。同时,全球活塞类通用飞机高价格、低销量的市场格局停滞多年,当前也已具备被颠覆的基础条件。中国企业收购了钻石和西锐全球两大活塞类通用飞机制造商,引入生产线和相关技术能力。从技术含量较低的活塞类航空器起步,中国有望重构传统通用航空产业全球格局。
2)市场需求的强大支撑。
一方面,中国有人驾驶航空与无人驾驶航空的矛盾较少,有利于起步阶段建立有人驾驶航空与无人驾驶航空融合运行的技术架构与运行环境。相较而言,欧美存量传统通用航空产业沉没成本与技术兼容问题是其发展低空经济的重大障碍。例如,空客公司顾虑城市空中交通(Urban Air Mobility, UAM)侵蚀自身直升机市场,投入UAM研发起步很早但推进迟缓,难以充分发挥其技术优势。另一方面,中国超大规模国内市场有利于应用场景开发。以无人机包裹配送场景为例,截至2022年12月,美国无人机包裹配送累计仅1万单,而2023年深圳市无人机物流配送总量达到60万架次,具备开发全球领先无人机物流商业模式的条件。
面临大众化、关键技术、深化改革与新型监管挑战
1)低空经济大众化挑战源于产业链创新能力与产品安全性水平。
一方面,航空技术创新放慢将降低行业扩张能力,规模受限会推高价格,普通大众将被排除在外,由此导致的公众反对将限制基础设施建设与产品大规模应用,进一步降低产品效用与销量,而销售受阻将制约企业创新投入,形成恶性循环。若要让更多人享受航空便利,则成本需要降低到大众可接受水平。另一方面,安全风险将限制私人飞行的大众化。美国20世纪70年代末的数起重大直升机事故令城市空中摆渡业务退出历史舞台,证明低空经济商业化需要坚实的安全性基础。
2)航空器技术、空域技术、技术概念落地与研发组织模式等关键技术亟待完善。
航空器技术方面,应在2030年前建立eVTOL自主研制与适航能力,产业链创新活跃度将决定中国在21世纪末的航空业规模与技术高度。空域技术是实现低空经济规模化发展的关键,2035年前要解决各类无人机之间的安全高效运行问题,2050年前要解决无人机与有人驾驶航空器融合运行难题。21世纪初,美国小型飞机运输系统(Small Aircraft Transport System, SATS)概念未能落地,证明新颖技术概念落地需要全新性能、运行程序以及完整航空体系支持。最后是研发组织模式,中国低空领域国家研发战略尚待建立,创新资助的体系性与持续性、产业链上下游研发的协同性有待加强,建立需求导向、以企业为主体的低空经济创新联合体存在挑战。
3)推进空域、适航、基础设施与产业融合发展等方面的深化改革。
推进空域便利化使用是改革的关键,考核审批一次性通过率、平均申请时长等指标,并充分利用新一代通信、导航、监视技术提高空域数字化管理效能。适航审定是影响低空经济活跃创新的关键因素,中国是全球最大的无人机研制国,应通过改革大幅提升适航审定能力。完善的基础设施和服务保障体系是低空经济发展的前提条件,因地制宜发展低空经济,需要根据技术成熟度规划基础设施布局并建立投资建设机制,同时应抑制盲目投入资源、超前建设的冲动。发展通用航空是航空技术由低端向高端转型升级过程中必须补齐的关键短板,应推动通用航空与无人机融合发展,避免无人机应用能力尚待爬坡、通用航空快速退坡的被动局面。
4)革新人工智能、自动化等新型监管措施。
人工智能已经广泛应用于无人机飞控、机队运行、自动化基础设施与无人机空中交通管理等领域,飞行员、签派员、管制员演变成一系列算法组成的软硬件系统,基于人的资质能力的监管转变为面向人工智能、自动化的监管。低空经济的主要场景在城市,应当尽快建立对低空经济运行全流程安全可靠性、噪声振动、隐私视觉干扰的监控机制。
发展低空经济是中国健全现代化基础设施建设体制机制的重要部署之一,应实质性地推进空域空管与适航管理改革,培育活跃的技术创新与技术规范创新能力,构建有活力的本土市场与丰富应用场景,推动技术与市场融合发展。
关于低空空域管理与数字化空域系统的思考
北京华安天诚科技有限公司 李凌威
以求同存异的统筹思维管理低空空域
低空空域作为低空经济产业发展的关键资源载体,与传统航空的中高空空域资源既存在共性,又具有显著差异。为了有效发展和利用低空空域资源,需要统筹考虑其共性与差异,从管理理念、规划思路、运行机制等方面进行系统性的工作。
1)管理理念。
在低空空域管理中,应统筹考虑各方的共同目标和利益,包括空域管理责任方、多空域用户以及社会公众等多维需求要素。坚守低空空域安全管理红线、运行效能共线、经济发展长线的原则,构建科学有效的低空空域“三纵一横”管理体系。具体包括:空域统筹一体化(中高空空域+城市低空空域)、运行管理一体化(军民航空中交通管理+城市空中交通服务)、运营监管一体化(局方监管+地方监管)。
2)规划思路。
明晰低空空域规划分步实施的可行路径。《国家空域基础分类方法》自2023年发布以来,各地已逐步尝试并开展此项工作。作为国家开展空域体系化管理的前期类别界定性工作,其重点在于对各类型空域边界进行初步分类,而对低空空域的精细划设方法与高效运转策略尚未明确。因此,应更多关注低空经济产业发展对低空空域资源的使用诉求,按照静态隔离、动态协同、数字融合的分步规划思路,前瞻性做好发展前期飞行总量不多、飞行冲突不大背景下的低空空域资源长效使用方法研究,持续推进中期飞行管廊聚合、冲突静态消解和远期飞行分层、流量治理、智能管控的规划目标。
3)运行机制。
创新低空空域飞行活动运行策略与机制。经过多年低空空域管理改革试点工作,中国已基本确立了“动态使用、灵活转换”的低空空域基本使用原则。然而,前期的多轮次试点主要针对通航公司,其主流载具多为直升机、固定翼等有人驾驶航空器,运行策略与机制更多是向上兼容。随着低空经济的持续发展,以无人驾驶航空器为代表的低空飞行活动将成为主流,特别是随着eVTOL技术的持续优化与提升,载人级和中大型载货级无人机将成为中国低空经济发展的核心运力载具。因此,所需配套的城市低空运行机制与城市空中交通管理策略亟须创新匹配,主要体现在城市低空垂直起降场资源配置,城市空中交通安全体系构建、航行情报服务、应急协同处置等方面。
以需求引领的升级思维研发低空空域数字化系统
按照静态隔离、动态协同、数字融合的统筹规划与系统兼容的研发思路,低空空域数字化系统研发应在各阶段匹配空域性能的高效实现,切忌盲目建设。
1)静态隔离的重要性。
静态隔离是指在低空空域规划中,根据不同飞行任务、飞行高度、飞行速度等因素,将空域划分为不同的区域,并为每个区域设定特定的使用规则和限制条件。这种隔离措施能够有效避免不同飞行器之间的冲突,确保空域的安全和有序。静态隔离的实施需要充分考虑地形地貌、气象条件、飞行流量等多种因素,以确保划分的空域既能够满足各类飞行任务的需求,又能够最大限度地减少飞行冲突。
2)动态协同的关键性。
动态协同是指在低空空域运行过程中,通过实时监测和调度,确保各类飞行器之间的安全间隔和顺畅通行。这种协同机制需要借助先进的通信技术、传感器技术和数据处理技术来实现。动态协同的关键在于实时性和准确性。只有实时监测飞行器的位置、速度和航向等信息,并准确地实施数据处理和调度决策,才能确保空域的安全和高效利用;同时应具备一定的灵活性和扩展性,以适应不同飞行任务和空域环境的变化。
3)数字融合的必要性。
数字融合是指将低空空域的各种信息资源进行整合和共享,形成一个统一的信息平台。这种融合能够打破信息孤岛,提高信息利用效率,为低空空域的管理和决策提供有力支持。数字融合的实现需要借助云计算、大数据、人工智能等先进技术。通过这些技术,可以将来自不同传感器、不同部门的信息进行整合和处理,形成一个全面、准确、实时的低空空域信息视图。
低空经济发展历史与面临挑战
西北工业大学 吴辰旸
发展历史
城市空中交通虽为新兴概念,但其基础理念可追溯至20世纪40年代。彼时,欧美国家已尝试利用直升机进行城市内部及短距离城际出行。例如,洛杉矶航空公司于1947—1971年在洛杉矶地区提供直升机客运服务,纽约航空公司亦于1953—1979年运营曼哈顿与纽约主要机场间的直升机交通服务。然而,受安全事故与盈利问题困扰,此类服务大多于20世纪80年代停运。至今,仅有少数运营商(如Blade Air Mobility)延续类似服务。
2024年,中国首次在政府工作报告中提出将培育低空经济作为新的经济增长点,此举引发广泛关注。各地政府积极布局相关产业,规划低空航线,并出台支持政策。企业也加大了低空飞行器的研发力度,部分产品已具备一定的市场成熟度。学术界亦积极参与,与企业共同攻克低空经济发展中的技术难题。低空经济不仅被视为探索新经济增长点的重要举措,更是推动国家科技创新和国防建设的战略布局。通过发展低空经济,政府旨在提升交通效率,促进区域协调发展,并推动无人机、智能制造等高新技术产业链的升级。
面临挑战
低空经济仍处于初期发展阶段,面临法律法规不完善、基础设施建设不足等多重挑战。特别是中国对低空空域的管控较为严格,通用航空发展水平较低,导致在低空空域管理、通用机场建设和城市空中交通运营等方面经验不足,公众对这一新型交通方式的认知度也较低。如何有效应对这些挑战,将是低空经济在早期突破瓶颈、实现可持续发展的关键。
1)法律法规层面。
低空经济的法律法规尚处于起步阶段,主要挑战集中在空域管理和飞行安全两大领域。
① 空域管理:现行的“统一管制、分别指挥”政策对低空空域的使用灵活性限制较大。《国务院、中央军委关于深化我国低空空域管理改革的意见》(国发〔2010〕25号)提出将空域划分为管制空域、监视空域和报告空域,但具体划分标准和执行细则尚不明确,阻碍了更多相关产业的进入。
② 安全管理:挑战涵盖生命安全和数据安全。低空飞行器通常在1 000 m以下飞行,该空域的复杂环境增加了安全风险。尽管中国通过修订《中华人民共和国民用航空法》和颁布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》对无人机的适航审定、飞行限制和飞行员资质进行了规范,但在安全技术管理、运行规则、起降点建设标准以及事故责任划分等方面仍存在较大空白。此外,低空飞行还涉及数据安全问题。高精度传感器可能会采集大量敏感信息,因此确保飞行过程中的数据合法使用和安全防护是亟待解决的关键问题。
2)基础设施层面。
低空飞行器的安全高效运营需要广泛分布的起降点、充电设施和通信导航设备。
① 起降点布局:理想情况下,起降点应位于城市核心区域,便于服务更多客户。然而,受城市土地资源紧张、建筑密集、噪声和视觉影响等因素制约,起降点布局面临诸多挑战。此外,由于低空交通无法实现“门到门”服务,道路交通需要承担“首末公里”的衔接,这进一步复杂了起降点的选址。
② 充电设施与通信导航:低空飞行器多采用电力驱动,若大规模应用,现有电网可能承压,充电设施亟须加强。同时,低空环境复杂,对通信与导航设备提出了更高要求。现有大型商业航空的通信技术难以满足低空交通需求,必须建设更密集的通信网络和更高级的数据处理中心,以支持飞行器的运营和调度。
3)经济与商业层面。
低空经济的商业模式仍在探索中。由于飞行器研发、制造及基础设施建设成本较高,运营成本居高不下。例如,优步(Uber)公司预测,载人低空交通服务的票价可能达到每人每英里5.73美元(约合人民币25元·km-1)。尽管货运无人机的成本相对较低,但仍高于传统卡车和快递模式。因此,低空交通在初期主要面向高端商务人士以及时效性强、高附加值的货物。如何通过技术进步和创新运营模式来降低成本以扩大低空经济的市场应用,仍是业界亟待解决的挑战。
4)社会层面。
低空经济未来的社会接受度仍存在不确定性。①事故风险:在发展初期,低空交通可能由于技术缺陷或经验不足发生事故(如坠机或撞楼)而引发公众恐慌,进而影响低空经济的整体发展。②噪声与隐私问题:除了事故风险,噪声干扰、隐私侵犯和数据安全问题也可能影响公众对低空交通的接受度。③公平性与普惠性:低空交通服务的高昂费用限制了其服务对象主要为高收入人群,缺乏普惠性,这可能引发关于低空交通公平性和普惠性的讨论。
基于运行风险与分级分类的无人驾驶航空器系统适航审定原则
中国民航科学技术研究院 刘薇薇 郝志鹏
中国已初步构建无人驾驶航空器系统适航管理的法律法规体系,为在审及即将申请适航许可的申请人和局方提供了明确的工作指引。基于现行法规体系,本文提出以运行风险为核心的适航审定理念,并构建分级分类的无人驾驶航空器系统适航管理体系和标准框架。
基于运行风险的无人驾驶航空器适航审定理念
民用有人驾驶航空器的适航审定以明确的空中飞行规则为约束,以保护乘员生命安全和降低安全风险为目标,制定航空器型号设计应满足的安全要求,并依据事故统计数据确定安全性水平。然而,无人驾驶航空器的空中飞行规则尚不清晰,其安全风险超出既有认知范围,且缺乏事故统计数据,因此难以制定明确的安全要求和安全性水平。
空中飞行规则的核心在于避免航空器之间的碰撞。与有人驾驶航空器类似,无人驾驶航空器在特定空域内飞行时,需具备该空域内飞行规则所规定的防撞能力(参见《国家空域基础分类方法》)。因此,无人驾驶航空器飞行导致危害的根本机制是碰撞,其安全风险主要源于与空域内其他航空器的碰撞。此外,有人驾驶航空器更关注对乘员生命安全的保护,其危害根源在于失控坠毁。对于不载运人员的无人驾驶航空器,坠撞时需重点保护地面人员和财产安全;对于载运人员的无人驾驶航空器,其安全性水平不应低于当前社会大众接受的有人驾驶航空器标准。因此,无人驾驶航空器适航要求的底层假设至少应包含3个方面:1)空中飞行时规避与其他航空器的碰撞;2)载运乘员时,坠撞需保护乘员生命安全及地面人员和财产安全;3)不载运乘员时,需保护地面人员和财产安全。
分级分类的无人驾驶航空器系统适航管理体系
从运行场景和危害对象出发,对复杂多样的无人驾驶航空器进行分类。借鉴《民用航空产品和零部件合格审定规定》(CCAR-21-R4)对航空器的分类方法,将既不载运人员、又不在人员密集区域飞行且不在融合空域飞行的无人驾驶航空器定义为限用类无人驾驶航空器系统;对于载运人员、在人员密集区域飞行或在融合空域飞行的无人驾驶航空器,由于部分或全部解除了运行场景限制,将其定义为正常类无人驾驶航空器系统;其中,造成危害程度最高的无人驾驶航空器被定义为运输类无人驾驶航空器系统。
由于碰撞是导致无人驾驶航空器飞行危害的根本机制,因此需结合无人驾驶航空器的质量和速度两项指标,将撞击动能作为量化碰撞危害的指标。对于大质量的无人驾驶航空器,其飞行速度通常较高,可简化采用质量作为碰撞危害程度的指标;而对于小质量的无人驾驶航空器,则可采用能量作为量化指标。《民用无人驾驶航空器系统适航审定分级分类和系统安全性分析指南》(AC-21-AA-2022-40)进一步细化了固定翼和旋翼两种构型,并明确了需要取得适航许可的无人驾驶航空器的4级碰撞危害。在此基础上,结合限用类、正常类和运输类三种类别,将无人驾驶航空器分为A~G共7个运行风险等级,其中A级运行风险最高(见表1和表2),从而构建基于运行风险、分级分类的无人驾驶航空器系统适航管理方法和体系。
表1 不载人民用无人驾驶航空器系统隔离飞行的运行风险等级

表2 载人民用无人驾驶航空器系统的运行风险等级

无人驾驶航空器系统适航标准框架
无人驾驶航空器的碰撞危害严重性分级(I~IV)为航空器自身安全性水平提供了标尺,结合航空器构型,形成无人驾驶航空器的适航标准框架。同时,飞行活动离不开指挥控制通信链路和远程遥控站(台),航空器配装的发动机、螺旋桨也可能具有新特性。因此,无人驾驶航空器系统适航标准框架包含两大部分:1)以碰撞危害严重性分级为基础的各种构型无人驾驶航空器的适航标准;2)指挥控制通信链路、远程遥控站(台)及配装的发动机、螺旋桨的适航标准。
无人驾驶航空器型号设计应确保受危害对象的安全,并提供消除或缓解安全风险的措施,即适航条款。针对载运人员和不载运人员两种场景,可提出差异化的适航要求。例如,在结构安全系数方面:1)对于载运人员、在人员密集区域飞行或在融合空域飞行的无人驾驶航空器,除非另有规定,结构安全系数必须取1.5;2)对于既不载运人员、又不在人员密集区域飞行且不在融合空域飞行的无人驾驶航空器,失效可能引起危险或灾难性影响的结构安全系数不得小于1.5,其他结构安全系数不得小于1.25。
高速公路无人机智能巡检解决方案
福建省高速公路科技创新研究院有限公司 曾俊铖
2024年是推动无人机产业和低空经济发展的关键之年。随着低空经济的蓬勃兴起无人机装备性能的显著提升,无人机技术在多个行业中的应用日益广泛。福建省高速公路因其路线分布点多面广、桥隧边坡占比高等特点,传统以人工为主的养护巡查、路产巡查及应急事件响应等工作面临诸多挑战,亟须通过新技术和智能化手段提升巡检效率和质量。无人机技术与高速公路巡检需求高度契合,通过开展无人机智能巡检研究和应用,构建全时全域、高频迅捷、降本增效、一网多能的巡检模式,能够有效解决高速公路管养中的痛点和难点问题。
关键技术
无人机智能巡检系统深度融合了无人机、组网遥感、大数据、人工智能等新技术,重点围绕高速公路无人机组网管控与航路布局、道路目标智能识别、高墩大跨桥梁病害智能识别等三项关键技术展开研究,开发并集成了高速公路无人机组网遥感智能巡检系统。
1)针对长距离人工飞行操纵难的问题,研究高速公路无人机组网管控与航路布局技术。
① 组网管控技术:基于无人机遥感技术采集高精度影像数据,建立三维数字孪生底座。通过比选多旋翼和垂直起降固定翼无人机平台及载荷,结合快速作业部署方式,构建一体化组网管控调度管理方案。同时,构建“主中心、分中心、无人机港”三级管控架构,在高速公路沿线的养护站、服务区等场地部署无人机机场。
② 航路布局技术:开发飞行约束要素自识别、飞行参数自匹配的航路布局技术,结合巡检需求及现场实际情况,建设路面、边坡、隔离栅、桥梁、路产、应急等多场景巡检航线库,实现高速公路线性和点状结构物的多维度、自动化、高频迅捷巡检。
2)针对日常道路病害人工巡查效率低、易遗漏、应急事件响应慢的问题,研究巡航视角道路目标识别技术。
① 构建无人机巡航视角的裂缝、坑槽及标线破损等病害数据库,开发基于稠密框标注和DBSCAN算法的智能识别模型,实现病害识别准确率达90%以上。
② 通过数据处理和扩增,利用小目标检测模型进行训练和病害目标检测,实现坑槽、标线破损等病害智能识别准确率均超90%。
③ 融合数据转换、边缘计算及通信模块,研发交通运输行业首套无人机边缘计算套件。在应急事件发生时,无人机可飞临现场,通过云台采集数据并实时处理,实现道路拥堵、交通事故等事件的即时反馈。
3)针对高墩大跨桥梁巡检存在盲区的问题,研究高墩大跨桥梁病害智能识别技术。
① 研发适用于高墩大跨桥梁结构的巡检特种无人机,通过建立桥梁的三维高精度模型自动生成巡检航线,实现桥梁结构及附属设施的近距离拍摄和多元数据自主采集。
② 开发混凝土梁体表观病害智能识别模型,构建病害数据库及相应的智能识别模型,实现对高墩大跨桥梁难以触及空间的巡检与病害智能识别。
系统集成与应用
针对高速公路无人机技术多为碎片化应用、零星探索的问题,集成上述三项关键技术,构建高速公路无人机智能巡检系统。系统集成了路面、边坡、高墩大跨桥梁、路产等交通设施数据,以及监测数据库、算法模型和作业管控模式,实现以下功能:巡检航线一键生成、无人机自主巡检、远程实时管制、病害智能识别、报告自动生成等。该系统为业务人员的日常工作提供了强有力的技术支撑。
成果应用
福建省高速公路无人机创新应用产品和行业解决方案已基本完成理论验证和工程验证,具备在高速公路规模化应用的条件。
1)养护巡检。
无人机智能巡检系统已应用于沈海高速公路罗宁段、福泉段的日常巡检工作中,涵盖道路、隔离栅、边坡、机电及桥梁巡检等场景,显著提升了巡检效率和准确性。
2)应急抢险。
在2023年“杜苏芮”台风引发的福泉高速公路边坡损毁事故中,无人机技术快速锁定损毁源头,并采集周边环境数据,支撑业务人员迅速开展维护工作,极大缩短了应急响应时间。
3)建设管理。
利用无人机视角进行航摄,通过精细化建模、路基桥梁进度识别、土方及结构物测量、建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)与GIS融合等技术,实现项目实景三维模型的高精度数字化。该系统能够动态跟踪施工进度、测算土方及结构物工程量,并及时巡查发现用地及环保等违法违规行为,为高速公路建设提供全过程的数字化、信息化管理解决方案,满足建管需求,实现降本增效。
未来展望
经过不断探索与实践,高速公路无人机智能巡检技术已在福建省高速公路全面深化研究和体系化应用,具备大规模推广的条件。下一阶段,该技术可拓展应用于全国高速公路、国道和省道、非等级的农村公路及市政道路等设施中。同时,还可应用于高速公路周边的农业、林业、水利、物流、应急等领域,实现“一网多能”,逐步发展成为低空经济的重要组成部分,为智慧交通和低空经济的高质量发展提供有力支撑。
《城市交通》网络首发文章

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2025040期
编辑 | 张斯阳 耿雪 张宇
审校 | 耿雪
排版 | 张斯阳
原文始发于微信公众号(城市交通):低空经济面临的机遇、挑战与城市空中交通规划展望