盡管受到疫情等外部因素影響，但我國民用無人機行業(yè)規(guī)模在過去兩年間翻了一番，無人機運行總量已與傳統(tǒng)運輸航空飛行大體相當。根據(jù)民航局統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2020年底，我國民用無人機注冊用戶49.3萬個，注冊無人機52.4萬架，無人機有效駕駛員執(zhí)照88944本，無人機經(jīng)營性飛行活動159.4萬小時，2020年上傳云系統(tǒng)的無人機飛行量達到183萬小時。

從應(yīng)用場景看，民用無人機主要開展航拍、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)，運行所需的空域范圍主要涉及傳統(tǒng)通用航空運行相對集中的低空空域，短期內(nèi)爆發(fā)式增長的無人機給傳統(tǒng)低空運行帶來前所未有的沖擊和挑戰(zhàn)。

1傳統(tǒng)低空運行技術(shù)面臨技術(shù)變革

空域組織與管理技術(shù)創(chuàng)新

無人機將在未來低空運行中占據(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，但在無人機領(lǐng)域獲得了與全球航空業(yè)同時起步、規(guī)模體量與產(chǎn)業(yè)鏈完整度上的優(yōu)勢，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。

無人機采用智能化的運行模式，難以直接接入現(xiàn)行的低空空域運行體系，迫切需要低空空域組織與管理的技術(shù)變革為無人機提供更順暢的融入機制。另一方面，無人機發(fā)展的關(guān)聯(lián)技術(shù)創(chuàng)新為這場技術(shù)變革奠定了堅實基礎(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)進步都可以轉(zhuǎn)化為低空運行管理技術(shù)創(chuàng)新的基礎(chǔ)。我國在無人機領(lǐng)域的快速增長以及全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展具有顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢，無人機將成為我國航空業(yè)日益重要的分支領(lǐng)域，這為我國航空科技創(chuàng)新帶來全新動能，未來必將全方位推動低空運行技術(shù)的發(fā)展。

運行管理底層技術(shù)創(chuàng)新

無人駕駛的操縱及運行管理方式?jīng)Q定了未來的低空空域運行將實現(xiàn)動態(tài)間隔管理。運行管理需要考慮有人/無人不同航空器的特點與能力，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，進而搭建更精密的空域運行管理系統(tǒng)。在這個過程中，通信、導(dǎo)航、監(jiān)視（CNS）設(shè)備將成為運行管理系統(tǒng)的主要技術(shù)支撐，CNS的即時性、有效性、覆蓋能力等將對空域運行間隔產(chǎn)生決定性影響，運行環(huán)境和機載系統(tǒng)的CNS性能將決定整個低空空域運行管理的安全性、經(jīng)濟性和運行效率。

我國CNS發(fā)展已具備技術(shù)儲備和設(shè)備基礎(chǔ)，可有效支撐未來運行管理新模式。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，運行成本不斷降低，我國正在大力推進北斗應(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，低空空域運行將迎接更多基于全新底層技術(shù)支持的全新運行模式、運營管理方式與提升安全效率的運行工具。

全局性技術(shù)變革

無人機運行正在不斷拓展更廣闊的應(yīng)用場景，應(yīng)用創(chuàng)新加速了全局性技術(shù)變革的進程。無人機物流配送、城市外賣、航拍航測、消防應(yīng)急、工業(yè)服務(wù)、載客運輸，有關(guān)無人機應(yīng)用的新設(shè)想促使從研發(fā)到商業(yè)化的一系列活動快速迭代，技術(shù)進步與應(yīng)用創(chuàng)新共同作用催生的全局性創(chuàng)新呼之欲出。市場驅(qū)動下的變革精準定位于技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用和創(chuàng)新產(chǎn)品的市場成功，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)用場景，勢必可以高速推動無人機運行技術(shù)的轉(zhuǎn)化和推廣實踐，成為低空空域運行技術(shù)發(fā)展的源動力。

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

當前，我國通用航空運行管理整體處于模仿追趕狀態(tài)，無人機技術(shù)發(fā)展又對我國傳統(tǒng)通用航空運行管理提出了新的挑戰(zhàn)，從通用航空到無人機的運行管理，我國與歐美等國相比還存在運行技術(shù)的整體斷層，無人機運行模式已經(jīng)通過無人機全數(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。實際上，美歐的無人機運行管理反而受制于通用航空傳統(tǒng)運行管理模式、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是個面臨技術(shù)顛覆的落后管理模式，我國低空空域運行管理完全不必重新走過美歐一百年傳統(tǒng)運行技術(shù)應(yīng)用的歷史軌跡，數(shù)字化運行為低空空域運行管理智能化提供了更多的想象空間。為使無人機帶來的低空運行技術(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行概念、運行管理技術(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)的低空空域運行管理主要面向的是通用航空用戶，其中占比較大運行主體是按照目視飛行規(guī)則運行的航空器，運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。無人機運行管理中，需要盡量降低人對系統(tǒng)的實時干預(yù)，通過預(yù)先設(shè)計運行概念和運行規(guī)則，建設(shè)數(shù)字化的運行管理系統(tǒng)等技術(shù)手段，實現(xiàn)常態(tài)化的運行管理。這種技術(shù)變革將從根本上改變原有的資源競爭觀念，空域管理管理由傳統(tǒng)零和博弈的舊競爭觀，轉(zhuǎn)變?yōu)樵龊筒┺牡男赂偁幱^，粗放管理的空域資源將進一步實現(xiàn)精細化管理，而且這種精細化管理必須從源頭的機制和規(guī)則入手。航空器飛行中的實時管控環(huán)節(jié)將充分弱化，傳統(tǒng)低空空域運行的人因限制約束則有可能弱化甚至消除，各種機型、多類運營人、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，獲取低空空域運行安全、經(jīng)濟、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運行系統(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)組織分工合作實現(xiàn)，這些專業(yè)組織通常包括航空公司、空管、機場、飛行服務(wù)保障、維修、航油、航材服務(wù)保障等單位。在無人機運行的大部分典型場景中，航空公司、空管、機場、飛行服務(wù)保障這些機構(gòu)將不斷引入信息化的虛擬組織實現(xiàn)對應(yīng)的運行功能，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)運行組織中的業(yè)務(wù)分工勢必要進行充分合并和優(yōu)化。這些業(yè)務(wù)分工的變化將從根本上改變原有低空空域管理的組織架構(gòu)，管理組織將更加扁平化，精煉的管理組織也意味著整個組織架構(gòu)將更加有效率的運行。

3無人機運行研究需要關(guān)注的重點問題

撲面而來的無人機發(fā)展浪潮亟需低空空域整體運行概念和技術(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行技術(shù)難題和提升通用航空和無人機運行技術(shù)研究能力為目的，圍繞無人機運行概念、運行技術(shù)、運行管理等重點問題開展前瞻性研究，才能真正提升我國低空空域運行安全與效率，逐漸形成國際領(lǐng)先的無人機運行創(chuàng)新能力，推動“一加快，兩實現(xiàn)”的民航強國戰(zhàn)略進程。未來無人機運行研究的重點應(yīng)側(cè)重以下三個方面的瓶頸問題。

設(shè)計整體運行概念

無人機機型多，性能差異大，運行特點多樣，需要建立全局性的運行概念提升空域協(xié)調(diào)管理效能。借鑒美國NASA和FAA的發(fā)展經(jīng)驗，結(jié)合無人機產(chǎn)品特點和應(yīng)用場景發(fā)展趨勢，輕小型無人機和城市載人無人駕駛航空器很難統(tǒng)一成完全相同的運行概念框架，需要設(shè)計兩套針對性較強的運行概念，分別定義無人機空中交通管理的七大組成模塊，具體包括：空域組織與管理、起降場運行、空域需求與容量、交通同步、空域用戶運行、沖突管理，以及空中交通相關(guān)服務(wù)等，最終實現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟的無人機運行管理。

研發(fā)運行支持系統(tǒng)

考慮到無人機與生俱來的數(shù)字化屬性，服務(wù)于無人機空域運行的支持系統(tǒng)勢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)新有利于促進包括通用航空器和無人機在內(nèi)的低空空域用戶協(xié)同發(fā)展的運行支持系統(tǒng)，最大限度提升低空空域資源配置效率。搭建無人機飛行服務(wù)信息保障環(huán)境，建立多層級無人機飛行計劃動態(tài)管理平臺，建設(shè)海量飛行計劃數(shù)據(jù)智能化和實時化處理能力。按照無人機分級分類的管理模式，建立無人機城市末端物流配送、干線物流配送、城市載人飛行、機場校飛等典型運行場景，結(jié)合運行管理、主體職責、運行流程、運行規(guī)則，綜合運行效率、人員工作負荷、成本等關(guān)鍵運行指標，對運行全流程提供合理可行的技術(shù)支持系統(tǒng)，形成對低空空域無人機運行概念的有效支撐。

明確運行技術(shù)框架

無人機運行概念需要智能化運行支持系統(tǒng)，整個運行體系的搭建需要及早明確主要運行環(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)是無人機的核心模塊，也是保障無人機運行的基礎(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)是無人機技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題?？紤]到與有人機的融合運行，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，針對非管制低空空域內(nèi)運行的小型無人機通信、導(dǎo)航和監(jiān)視系統(tǒng)架構(gòu)，需要進行不同技術(shù)方案的分析和對比，探討不同應(yīng)用場景下，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運行技術(shù)框架和關(guān)鍵技術(shù)解決方案，提升無人機整體運行效率和不同運行環(huán)節(jié)的兼容性。

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