以融合發展構筑大空管時代

王藝超

空中交通管理是高科技密集和新技術集成行業，也是保障民用航空安全高效運行的“神經中樞”，必須全面貫徹新發展理念，深入實施創新驅動發展戰略，從而更好地服務行業發展，服務國家戰略。

在全球空中交通最繁忙、保障能力最強的地區——粵港澳大灣區，中國民航保障了2億人次的年運輸量，到2035年這一數字將達到3億人次。民航旅客出行需求的增加、新出行方式的出現，對空中交通管理提出了更高要求。未來，融合發展將成為空管行業的大勢所趨。

無人駕駛航空器備受關注

飛行器的出現縮短了洲際出行時間，航空器的出現則拉近了人類與宇宙的距離。

隨著航空航天技術不斷發展成熟以及成本的降低，鄰近空間和亞軌道運行已呈現出常態化和商業化趨勢，航空航天的邊界正在變得模糊。

除了讓人類的探索腳步邁向更遠，飛行技術的發展也讓運輸效率不斷提高。目前，全球正發生著一場以無人駕駛交通為代表的運輸模式變革，其發展孕育著巨大的潛能和動能。在美國、歐洲的交通發展愿景中，無人駕駛航空器都占有一席之地。在我國，今年6月發布的《“十四五”通用航空發展專項規劃》也明確提出，拓展無人機應用領域，引導建立市場化、社會化服務保障體系，大力發展新型智能無人駕駛航空器驅動的低空新經濟。鼓勵載人無人駕駛等新型航空器的發展，帶動城市空中交通快速發展。支持具備條件的地區加快推進無人駕駛航空試驗基地（試驗區）建設和運行。

大型無人機的出現，將把運輸行業的效率提升到全新高度，這一點在物流領域表現得尤為明顯。2020年8月，一架大型無人機從寧夏起飛，約一小時后抵達內蒙古，并降落在目的地機場。這是順豐旗下大型無人機首次完成載貨飛行，讓大型無人機應用于物流場景成為現實。對物流產業來說，從有人飛行到無人飛行，邁出這一步非常重要。對于市場前景廣闊的中國，大型無人機應用于航空物流領域，能有效解決我國偏遠地區交通不暢、物流不便、成本高昂、運輸效能低下等問題。

盡管大型無人機在生鮮農副產品、醫療用品、應急保障以及高附加值產品運輸方面具有重要作用，但要想讓其真正釋放市場潛力、發揮商業價值，其實還有很長的路要走。其中，很重要的一點就是如何保障無人機在航路上與有人駕駛航空器保持同等安全水平。這不僅需要無人機突破感知/避撞（DAA）等核心關鍵技術，還需要從場面運行、終端區域、航路航線三個層面真正將其納入現有空管體系。

對此，國家空域技術重點實驗室主任、研究員，中國工程院院士陳志杰認為，在空域管理方面，無人機需要解決三個方面的核心問題：無人機如何應對感知/避撞能力降低？怎樣通過技術讓無人機駕駛員或者管理者更直觀地感知飛行距離、時間、速度等關鍵信息？有人駕駛與無人駕駛融合的著力點在哪里？

在這三個核心問題中，前兩個主要涉及技術發展，第三個則側重于運行管理?！澳壳?，我們在空域管理方面，將運輸航空、軍事航空等分開進行規劃。然而，從無人機駕駛航空需求方面來看，未來我們必須進行統籌考慮，推行空域統一管理，增強空域管理的整體性，實現分層治理。推動更多航天技術、設施、能力和信息服務民航空管，構建空天地一體化的民航控制系統，實現體系創新，服務全球空管發展?！?/p>

低空空域發展前景廣闊

天空是一個立體空間。與地面交通相比，空中交通顯然具有更大潛力?！拔覀兌贾赖涂湛沼蚴且粋€非常有前景的空間。未來，無人機以及飛行汽車等新型載運工具將在低空空域發揮更大作用?！蹦暇┖娇蘸教齑髮W通用航空與飛行學院副院長張洪海預測。

與大型無人機瞄準物流運輸市場不同，城市地空交通的需求更加多元。在張洪?？磥?，“大型城市人口密集、需求更大，具有巨大的經濟價值和社會價值。特別是在城市地面交通擁堵不斷加劇的今天，如何提升交通出行體驗是一個世界難題。目前，大家都在進行地下空間開發，但地下空間資源也是有限的。我們認為，未來，城市交通發展勢必向上開發，而對0米至500米空間的開發利用已經成為熱點研究方向?！?/p>

城市空中交通即UAM（Urban Air Mobility）。目前，歐美地區已將其納入先進城市空中交通范圍?！坝捎诔鞘锌臻g有限，UAM的發展基本上是構建以垂直起降為主，以點到點、門對門運輸為主的全新立體交通系統?！睆埡楹１硎?，一般來說，UAM航空器應該具有自動化程度高、智能化程度高的特點，是未來城市空中交通大眾化、規?；?、智能化發展的主要工具，因為只有這樣才能催生低空經濟，產生效益。

如今，不少國家已經開展了UAM方面的實驗與探索。例如，韓國計劃在2025年建成城市高速公路，劃設相關專用空域，引入城市空管系統;巴西則表示將建設更加可持續的城市空中交通生態系統;法國建立了首個垂直機場，計劃于2024年巴黎奧運會期間提供相關服務。

對于這一前沿領域，中國也在積極布局。2019年，中共中央、國務院印發《交通強國建設綱要》提出，加強新型載運工具研發。瞄準新一代信息技術、人工智能、智能制造、新材料、新能源等世界科技前沿，加強對可能引發交通產業變革的前瞻性、顛覆性技術研究。強化汽車、民用飛行器、船舶等裝備動力傳動系統研發，突破高效率、大推力/大功率發動機裝備設備關鍵技術。2021年，國務院印發《國家綜合立體交通網規劃綱要》，提出推進城市群內部交通運輸一體化發展，明確要研究布局綜合性通用機場，疏解繁忙機場的通用航空活動，發展城市直升機運輸服務，構建城市群內部快速空中交通網絡。

雖然發展前景良好，但UAM的發展也面臨很多挑戰。其中很重要的一點是，UAM航空器在城市內部運行時如何保障安全？“UAM產業的發展一定要先有流量，大流量、大規模、大眾化才能取得效益。與此同時，作為一種城市交通系統，此類直升機和無人機也必須滿足綠色、低碳要求。試想一下，如果直升機一直在頭頂上嗡嗡作響，民眾肯定無法接受。最重要的一點是，我們需要制定與之相適應的交通規則——一個安全、高效、經濟、綠色、規范的城市空管體系?！睆埡楹Ｕf。

空中交通或將迎來大空管時代

在人工智能、大數據以及5G等技術的支持下，今天的空中交通網絡正變得更加精密化、精細化。隨著更多交通載運工具進入大眾出行市場，空中交通或將迎來大空管時代。

在大空管時代，融合發展是關鍵?！盁o論是大型無人機還是城市地空直升機，其空中管理都是從隔離運行開始的，最終一定會演變成融合運行?！睆埡楹１硎?，“發展階段不同以及航空器自動化程度不同，決定了管理方式不同。一開始，無人機是遙控的、手動的。但隨著技術進步，無人機將實現自動起降、智能自主運行。在流量方面，其需求一開始可能比較小，但在商業化運營之后，一定要實現大規模運行。即便達不到地面交通的規模，其也將成為地面交通的有效補充。目前，我們正處于起步階段，在探索、在研究、在發展?！?/p>

與現有民航運輸產業相比，大空管時代需要有針對性地解決一些問題。比如，如何解決“城市峽谷”問題？換句話說，在0米至500米的城市空間內，怎樣才能建立一個全天候的、精密的、不受城市樓宇等建筑干擾的信息管理和指揮系統。再比如，在這些載運工具接入民航運輸系統后，如何實現安全高效的管理和運行？就特點來說，空中交通具有很強的計劃性和可控性。然而，UAM的特點是實現高密度、大規模、多樣化飛行，其靈活、機動的特點如何與現有的空管規則融合、優化，也是一項很大的挑戰。

由此可見，融合運行的空中交通是一個全新體系，與傳統民航空管系統有很大不同。在張洪?？磥?，“在城際、城鄉發展時，融合運行需要考慮軍地民協同?！比欢?，想要充分展現其潛力，還要考慮航空與地方政府、地方產業的融合。

科技的發展與進步給空中交通管理帶來了新可能，也帶了很多前所未有的挑戰。對于這些挑戰，我們必須用新的發展理念和創新驅動發展戰略去應對。

社會發展在提出難題的同時，也不吝于提供解決方案。事實上，與過去相比，我們擁有更多技術手段去應對日益多元的局面。例如，在信息方面，2020年，北斗3號全球衛星導航系統189項性能指標、技術驗證全部通過國際民航組織導航系統專家組會議審議，標志著北斗3號全球衛星導航系統為全球民航提供服務的能力得到國際認可。當越來越多的國產核心技術取得突破，越來越多的新技術、新設備投入應用時，中國民航也在更大、更多元的市場上，為更多旅客提供便捷、順暢的出行體驗。