盡管受到疫情等外部因素影響，但我國民用無人機(jī)行業(yè)規(guī)模在過去兩年間翻了一番，無人機(jī)運(yùn)行總量已與傳統(tǒng)運(yùn)輸航空飛行大體相當(dāng)。根據(jù)民航局統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2020年底，我國民用無人機(jī)注冊(cè)用戶49.3萬個(gè)，注冊(cè)無人機(jī)52.4萬架，無人機(jī)有效駕駛員執(zhí)照88944本，無人機(jī)經(jīng)營(yíng)性飛行活動(dòng)159.4萬小時(shí)，2020年上傳云系統(tǒng)的無人機(jī)飛行量達(dá)到183萬小時(shí)。

從應(yīng)用場(chǎng)景看，民用無人機(jī)主要開展航拍、空中表演、基礎(chǔ)設(shè)施巡檢、末端物流配送、城市高層建筑消防等業(yè)務(wù)，運(yùn)行所需的空域范圍主要涉及傳統(tǒng)通用航空運(yùn)行相對(duì)集中的低空空域，短期內(nèi)爆發(fā)式增長(zhǎng)的無人機(jī)給傳統(tǒng)低空運(yùn)行帶來前所未有的沖擊和挑戰(zhàn)。

1傳統(tǒng)低空運(yùn)行技術(shù)面臨技術(shù)變革

空域組織與管理技術(shù)創(chuàng)新

無人機(jī)將在未來低空運(yùn)行中占據(jù)較大比重。從全球范圍看，我國通用航空業(yè)是從較低技術(shù)水平起步發(fā)展的，但在無人機(jī)領(lǐng)域獲得了與全球航空業(yè)同時(shí)起步、規(guī)模體量與產(chǎn)業(yè)鏈完整度上的優(yōu)勢(shì)，出現(xiàn)了一批基于原始創(chuàng)新的飛行性能、基于全新操控手段和應(yīng)用領(lǐng)域的飛行載體，從航空器總量、擁有者（飛行操作者）數(shù)量和飛行總量上迅速超過傳統(tǒng)通用航空。

無人機(jī)采用智能化的運(yùn)行模式，難以直接接入現(xiàn)行的低空空域運(yùn)行體系，迫切需要低空空域組織與管理的技術(shù)變革為無人機(jī)提供更順暢的融入機(jī)制。另一方面，無人機(jī)發(fā)展的關(guān)聯(lián)技術(shù)創(chuàng)新為這場(chǎng)技術(shù)變革奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。近年來，我國在互聯(lián)網(wǎng)、5G、人工智能技術(shù)等領(lǐng)域保持快速發(fā)展，這些技術(shù)進(jìn)步都可以轉(zhuǎn)化為低空運(yùn)行管理技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。我國在無人機(jī)領(lǐng)域的快速增長(zhǎng)以及全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展具有顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，無人機(jī)將成為我國航空業(yè)日益重要的分支領(lǐng)域，這為我國航空科技創(chuàng)新帶來全新動(dòng)能，未來必將全方位推動(dòng)低空運(yùn)行技術(shù)的發(fā)展。

運(yùn)行管理底層技術(shù)創(chuàng)新

無人駕駛的操縱及運(yùn)行管理方式?jīng)Q定了未來的低空空域運(yùn)行將實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)間隔管理。運(yùn)行管理需要考慮有人/無人不同航空器的特點(diǎn)與能力，航空器用戶任務(wù)規(guī)劃、空域容量平衡、沖突管理都需要打破現(xiàn)有的技術(shù)模式，進(jìn)而搭建更精密的空域運(yùn)行管理系統(tǒng)。在這個(gè)過程中，通信、導(dǎo)航、監(jiān)視（CNS）設(shè)備將成為運(yùn)行管理系統(tǒng)的主要技術(shù)支撐，CNS的即時(shí)性、有效性、覆蓋能力等將對(duì)空域運(yùn)行間隔產(chǎn)生決定性影響，運(yùn)行環(huán)境和機(jī)載系統(tǒng)的CNS性能將決定整個(gè)低空空域運(yùn)行管理的安全性、經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)行效率。

我國CNS發(fā)展已具備技術(shù)儲(chǔ)備和設(shè)備基礎(chǔ)，可有效支撐未來運(yùn)行管理新模式。隨著衛(wèi)星導(dǎo)航、ADS-B監(jiān)視、數(shù)據(jù)通信等技術(shù)日益成熟，運(yùn)行成本不斷降低，我國正在大力推進(jìn)北斗應(yīng)用、星基ADS-B與5G低空通信等新一代基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與應(yīng)用，低空空域運(yùn)行將迎接更多基于全新底層技術(shù)支持的全新運(yùn)行模式、運(yùn)營(yíng)管理方式與提升安全效率的運(yùn)行工具。

全局性技術(shù)變革

無人機(jī)運(yùn)行正在不斷拓展更廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景，應(yīng)用創(chuàng)新加速了全局性技術(shù)變革的進(jìn)程。無人機(jī)物流配送、城市外賣、航拍航測(cè)、消防應(yīng)急、工業(yè)服務(wù)、載客運(yùn)輸，有關(guān)無人機(jī)應(yīng)用的新設(shè)想促使從研發(fā)到商業(yè)化的一系列活動(dòng)快速迭代，技術(shù)進(jìn)步與應(yīng)用創(chuàng)新共同作用催生的全局性創(chuàng)新呼之欲出。市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)下的變革精準(zhǔn)定位于技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用和創(chuàng)新產(chǎn)品的市場(chǎng)成功，這使得空域容量平衡、空中交通服務(wù)、沖突緩解等產(chǎn)品與服務(wù)更加適合具體的應(yīng)用場(chǎng)景，勢(shì)必可以高速推動(dòng)無人機(jī)運(yùn)行技術(shù)的轉(zhuǎn)化和推廣實(shí)踐，成為低空空域運(yùn)行技術(shù)發(fā)展的源動(dòng)力。

2傳統(tǒng)低空空域管理面臨根本性變革

管理體系的后發(fā)優(yōu)勢(shì)

當(dāng)前，我國通用航空運(yùn)行管理整體處于模仿追趕狀態(tài)，無人機(jī)技術(shù)發(fā)展又對(duì)我國傳統(tǒng)通用航空運(yùn)行管理提出了新的挑戰(zhàn)，從通用航空到無人機(jī)的運(yùn)行管理，我國與歐美等國相比還存在運(yùn)行技術(shù)的整體斷層，無人機(jī)運(yùn)行模式已經(jīng)通過無人機(jī)全數(shù)字操控、數(shù)字化軌跡管理、數(shù)據(jù)鏈傳輸、航空器全壽命周期數(shù)字監(jiān)管等技術(shù)而成為現(xiàn)實(shí)。實(shí)際上，美歐的無人機(jī)運(yùn)行管理反而受制于通用航空傳統(tǒng)運(yùn)行管理模式、思路和技術(shù)路徑，依賴飛行員的目視能力在低空空域避讓儀表飛行和其它目視飛行其實(shí)是個(gè)面臨技術(shù)顛覆的落后管理模式，我國低空空域運(yùn)行管理完全不必重新走過美歐一百年傳統(tǒng)運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用的歷史軌跡，數(shù)字化運(yùn)行為低空空域運(yùn)行管理智能化提供了更多的想象空間。為使無人機(jī)帶來的低空運(yùn)行技術(shù)發(fā)展最大化的發(fā)揮效能，迫切需要研發(fā)適用于新一代飛行載體的運(yùn)行概念、運(yùn)行管理技術(shù)與管理模式。

管理觀念向增和博弈的轉(zhuǎn)變

空域管理觀念要實(shí)現(xiàn)從零和博弈到增和博弈的轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的低空空域運(yùn)行管理主要面向的是通用航空用戶，其中占比較大運(yùn)行主體是按照目視飛行規(guī)則運(yùn)行的航空器，運(yùn)行的安全與效率在很大程度上依賴飛行員的技術(shù)和決策，以及空管等地面人員的服務(wù)保障。無人機(jī)運(yùn)行管理中，需要盡量降低人對(duì)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)干預(yù)，通過預(yù)先設(shè)計(jì)運(yùn)行概念和運(yùn)行規(guī)則，建設(shè)數(shù)字化的運(yùn)行管理系統(tǒng)等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)常態(tài)化的運(yùn)行管理。這種技術(shù)變革將從根本上改變?cè)械馁Y源競(jìng)爭(zhēng)觀念，空域管理管理由傳統(tǒng)零和博弈的舊競(jìng)爭(zhēng)觀，轉(zhuǎn)變?yōu)樵龊筒┺牡男赂?jìng)爭(zhēng)觀，粗放管理的空域資源將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，而且這種精細(xì)化管理必須從源頭的機(jī)制和規(guī)則入手。航空器飛行中的實(shí)時(shí)管控環(huán)節(jié)將充分弱化，傳統(tǒng)低空空域運(yùn)行的人因限制約束則有可能弱化甚至消除，各種機(jī)型、多類運(yùn)營(yíng)人、所有的服務(wù)保障環(huán)節(jié)，都需要從系統(tǒng)層面共同努力，獲取低空空域運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)、效率的整體提升。

更加精煉的低空空域管理組織

低空空域運(yùn)行管理組織將發(fā)生較大改變。由于數(shù)字化和信息化在無人機(jī)運(yùn)行系統(tǒng)中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，傳統(tǒng)的管理組織需要從非信息化組織向信息化組織進(jìn)行轉(zhuǎn)型和優(yōu)化。

傳統(tǒng)的低空空域管理一般由多元化的專業(yè)組織分工合作實(shí)現(xiàn)，這些專業(yè)組織通常包括航空公司、空管、機(jī)場(chǎng)、飛行服務(wù)保障、維修、航油、航材服務(wù)保障等單位。在無人機(jī)運(yùn)行的大部分典型場(chǎng)景中，航空公司、空管、機(jī)場(chǎng)、飛行服務(wù)保障這些機(jī)構(gòu)將不斷引入信息化的虛擬組織實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行功能，新能源等新興技術(shù)大大縮減航油和維修等環(huán)節(jié)的任務(wù)分工和工作量，傳統(tǒng)運(yùn)行組織中的業(yè)務(wù)分工勢(shì)必要進(jìn)行充分合并和優(yōu)化。這些業(yè)務(wù)分工的變化將從根本上改變?cè)械涂湛沼蚬芾淼慕M織架構(gòu)，管理組織將更加扁平化，精煉的管理組織也意味著整個(gè)組織架構(gòu)將更加有效率的運(yùn)行。

3無人機(jī)運(yùn)行研究需要關(guān)注的重點(diǎn)問題

撲面而來的無人機(jī)發(fā)展浪潮亟需低空空域整體運(yùn)行概念和技術(shù)方案的支持，及早布局并投入核心研究資源，以破解我國低空空域運(yùn)行技術(shù)難題和提升通用航空和無人機(jī)運(yùn)行技術(shù)研究能力為目的，圍繞無人機(jī)運(yùn)行概念、運(yùn)行技術(shù)、運(yùn)行管理等重點(diǎn)問題開展前瞻性研究，才能真正提升我國低空空域運(yùn)行安全與效率，逐漸形成國際領(lǐng)先的無人機(jī)運(yùn)行創(chuàng)新能力，推動(dòng)“一加快，兩實(shí)現(xiàn)”的民航強(qiáng)國戰(zhàn)略進(jìn)程。未來無人機(jī)運(yùn)行研究的重點(diǎn)應(yīng)側(cè)重以下三個(gè)方面的瓶頸問題。

設(shè)計(jì)整體運(yùn)行概念

無人機(jī)機(jī)型多，性能差異大，運(yùn)行特點(diǎn)多樣，需要建立全局性的運(yùn)行概念提升空域協(xié)調(diào)管理效能。借鑒美國NASA和FAA的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合無人機(jī)產(chǎn)品特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)展趨勢(shì)，輕小型無人機(jī)和城市載人無人駕駛航空器很難統(tǒng)一成完全相同的運(yùn)行概念框架，需要設(shè)計(jì)兩套針對(duì)性較強(qiáng)的運(yùn)行概念，分別定義無人機(jī)空中交通管理的七大組成模塊，具體包括：空域組織與管理、起降場(chǎng)運(yùn)行、空域需求與容量、交通同步、空域用戶運(yùn)行、沖突管理，以及空中交通相關(guān)服務(wù)等，最終實(shí)現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟(jì)的無人機(jī)運(yùn)行管理。

研發(fā)運(yùn)行支持系統(tǒng)

考慮到無人機(jī)與生俱來的數(shù)字化屬性，服務(wù)于無人機(jī)空域運(yùn)行的支持系統(tǒng)勢(shì)必是基于人工智能的信息化系統(tǒng)。在確?？辗腊踩惋w行安全的前提下，探索和創(chuàng)新有利于促進(jìn)包括通用航空器和無人機(jī)在內(nèi)的低空空域用戶協(xié)同發(fā)展的運(yùn)行支持系統(tǒng)，最大限度提升低空空域資源配置效率。搭建無人機(jī)飛行服務(wù)信息保障環(huán)境，建立多層級(jí)無人機(jī)飛行計(jì)劃動(dòng)態(tài)管理平臺(tái)，建設(shè)海量飛行計(jì)劃數(shù)據(jù)智能化和實(shí)時(shí)化處理能力。按照無人機(jī)分級(jí)分類的管理模式，建立無人機(jī)城市末端物流配送、干線物流配送、城市載人飛行、機(jī)場(chǎng)校飛等典型運(yùn)行場(chǎng)景，結(jié)合運(yùn)行管理、主體職責(zé)、運(yùn)行流程、運(yùn)行規(guī)則，綜合運(yùn)行效率、人員工作負(fù)荷、成本等關(guān)鍵運(yùn)行指標(biāo)，對(duì)運(yùn)行全流程提供合理可行的技術(shù)支持系統(tǒng)，形成對(duì)低空空域無人機(jī)運(yùn)行概念的有效支撐。

明確運(yùn)行技術(shù)框架

無人機(jī)運(yùn)行概念需要智能化運(yùn)行支持系統(tǒng)，整個(gè)運(yùn)行體系的搭建需要及早明確主要運(yùn)行環(huán)節(jié)的技術(shù)框架和關(guān)鍵技術(shù)方案。以通信、導(dǎo)航和監(jiān)視為例，這些系統(tǒng)是無人機(jī)的核心模塊，也是保障無人機(jī)運(yùn)行的基礎(chǔ)組件。如何構(gòu)建可靠的、安全的、穩(wěn)定的、高效的、成本低廉的通信、導(dǎo)航和監(jiān)視系統(tǒng)是無人機(jī)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題?？紤]到與有人機(jī)的融合運(yùn)行，在管制空域和非管制空域內(nèi)，通信、導(dǎo)航和監(jiān)視系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)存在原則性差異，針對(duì)非管制低空空域內(nèi)運(yùn)行的小型無人機(jī)通信、導(dǎo)航和監(jiān)視系統(tǒng)架構(gòu)，需要進(jìn)行不同技術(shù)方案的分析和對(duì)比，探討不同應(yīng)用場(chǎng)景下，各類技術(shù)的適用性和有效性，確定適合我國國情的無人機(jī)運(yùn)行技術(shù)框架和關(guān)鍵技術(shù)解決方案，提升無人機(jī)整體運(yùn)行效率和不同運(yùn)行環(huán)節(jié)的兼容性。

在我國通用航空發(fā)展面對(duì)傳統(tǒng)運(yùn)行管理技術(shù)追趕普及的態(tài)勢(shì)下，無人機(jī)這個(gè)強(qiáng)勢(shì)進(jìn)入的空域新用戶，如同一條鯰魚活躍游弋在我國低空空域內(nèi)，攪動(dòng)著傳統(tǒng)低空空域運(yùn)行和通用航空業(yè)的一池靜水。我國低空空域運(yùn)行面對(duì)數(shù)字化、智能化等新一代技術(shù)應(yīng)用的緊迫壓力，但同時(shí)，我們應(yīng)該看到這一獨(dú)特的技術(shù)變革期也是我國全面審視低空運(yùn)行管理技術(shù)趨勢(shì)、實(shí)現(xiàn)變道超車的重大機(jī)遇期，只有及早抓住行業(yè)發(fā)展的難得契機(jī)，才能讓中國解決方案釋放更加廣闊的國際影響力。