时间: 2025-02-01 17:46:50 | 作者: 亚洲九游会
将低空经济作为一种新经济现象、新经济领域进行研究与发展是由中国开创的。当前国内外学者对于低空经济的科学研究还处在初级阶段，对于低空经济的科学定义尚未形成共识，各学者从不同学科角度对低空经济进行解读。
从空域自身属性出发，与低空经济紧密关联的概念主要是空域经济，空域经济又分为空域资产经济和空域资源经济。
1.从空域的资产属性出发，低空经济是低空空域价值开发过程中衍生的一种经济活动形式。鉴于空域所有权的不同，国内外在传统空域资源的经济价值研究方面有差别。在国外，Harold Demsetz从产权角度认为空域是一种带有财产特征的可货币化资产，这一观点在美国传统通用航空领域有着较长的发展历史，空域资产表现为私人空域的销售或租赁、公共空域的租赁等形式，例如美国运输部从20世纪70年代开始广泛租赁位于道路上方的公共空域用于交通出行。在国内，空域资源作为国有公共资源目前没有从法律层面上进一步明确空域所有权具体归属，并且空域权和空间权的法律界限也比较模糊，空域目前还没有被作为资源来开发的经济价值，国内的空域经济主要是指其社会经济贡献，包括参与民航飞行活动各方创造的直接和间接价值、引致和催化价值等。
2.从空域的资源属性出发，空域资源是土地、海洋资源外最重要的资源之一，低空空域的使用频次与人类活动分布高度相关。在传统航空学科研究中，基于空域容量或流量管理的空域资源优化配置和空域资源可用性评估是研究的热点问题。近年来，随着各类低空飞行活动增多，尤其是无人机活动的迅速扩张，低空空域的资源稀缺性越发明显，低空空域资源的稀缺性又使得其竞争和排他属性愈加明显，低空空域的价值性逐步得以体现。例如，廖小罕等从价值性和独立性2方面论述低空空域资源的经济属性，主张其价值性大多数表现在占有者的使用权上，时空价值计算遵循马克思“地租理论”；路紫等从空域资源的资源学和经济学等多理论角度建立起空域资源开发利用的理论体系。
按照低空服务对象来划分，当前与低空经济紧密关联的概念最重要的包含通用航空经济和无人机经济。低空经济最开始是被解读为通用航空经济。从经济领域提出低空经济概念或进行科学研究最早也是为应对通用航空发展面临的问题，被定义为围绕低空这一宝贵资源而开展的经济活动的总称。近年来，随着无人机应用规模的迅速扩大，低空经济被赋予了新含义。范恒山提出低空经济是一种以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态，强调有人驾驶和无人驾驶航空器在低空经济发展中的导向性。
低空经济不应局限于通用航空经济和无人机经济。更进一步，覃睿采用“种差+属”定义法将低空经济描述为以航空载运与作业装备技术为主要工具、以低空空域为主要活动场域、以低空飞行活动为最终产出形式的系列经济活动构成的经济领域。此外，也有学者提出，以无人机为主体的低空遥感网及低空遥感的智能化发展可助力构建低空快速响应体系，而无人机低空智联网的建设可以塑造低空飞行生态区，是低空产业化的基础设施和发展低空经济的重要配置要素。同时，面向无人机的低空经济发展有关问题也正成为科学研究热点。
虽然学界对于低空经济的内涵和本质特征尚未形成共识，但在社会经济发展需求为导向的行业背景和公众对低空活动旺盛需求的推动下，以通用航空经济和无人机经济为典型代表的低空经济产业已在国内经历了数年培育和发展，尤其是在通用航空行业从机械化向智能化的转型过程中，随着无人机对有人机的替代作用慢慢地加强，无人机慢慢的变成为低空经济发展的主导产业。随信息技术的持续不断的发展和低空空域改革的深化实践，无人机对有人机的替代程度将进一步提升，对各行业的渗透程度也会日益深广，面向无人机的低空经济产业将成为社会讨论热点和行业发展的新趋势。
在低空经济发展背景下，无人机产业呈规模化、业务化发展趋势，低空应用场景也日益多样化。截至2023年，全国无人机能源电力巡检超过150万公里，超过200个城市开展城市级实景三维模型建设，农田森林植保面积超过30亿亩次。此外，无人机在智慧城市中对交通流量等进行动态监测，在数字城市中用于快速获取实景三维数据，在平安城市中用于紧急救援执法，在UAM中用于物流配送等城市级应用也逐渐兴起。为支撑无人机应用的快速扩张，中国民用航空局牵头开展了一系列民用无人驾驶航空试验基地（试验区）试点工作。2020—2022年，上海、深圳等20个城市成为中国民用航空局批准并授牌的民用无人驾驶航空试验基地（试验区），2024年。杭州、重庆等6个城市获批成为eVTOL试点区域。国内的无人驾驶航空试验区及试验基地的规模和数量居全球第一，领跑探索规模化无人机城市应用发展管理新赛道。
国内无人机低空经济产业高质量发展也存在诸多瓶颈问题，需要国内有较好的应用市场环境和相应的政策支撑。虽然无人机在国内有着如城市物流、安防保卫、巡检巡查等多业务应用场景的巨大潜力，然而许多地方针对无人机的监管政策存在“一刀切”情况，忽视实际场景应用需求，有关标准规范也落后于技术发展速度、不能及时来更新，这一些因素都导致了无人机行业应用受阻。例如，大疆无人机的海外销售占比超过80%，远超于其在国内销售的份额，这反映出制造大国的产能与其内部市场需求不足的矛盾。此外，在大时空尺度上监管“低慢小”无人机也导致了极低的空域资源利用率，空中路网交通基础设施缺失是最为突出的问题之一，这也是规模化运行难以为继的主要原因。
低空“无路可走”严重制约了低空经济的发展，低空路网存在的必要性不言而喻。地面交通运输“动脉”是通过地面公路网完成循环的，类比地面交通运输网是国民经济的“动脉”，低空经济也是高度地依赖支撑无人机规模化、商业化运行的“低空天路”这个“血管”和“脉络”，从而带动低空制造和副业的发展。然而，低空没有现成的“公路”可走，也没有相应的公共空中交通服务可提供。无人机运营商需要自主完成空域申请、划设航路和评估航路风险全过程，这种运营商划设的私家航路安全风险完全由自己负责，提供商业化服务的无人机数量日益增加但公共路网基础设施缺失。
“要致富，先修路”是被发展实践证明过的区域经济发展乃至国家经济发展的黄金准则。在社会生产实践中，公路已被证实是带动经济发展的核心要素，交通运输网也被比喻为国民经济的“动脉”，是拉动投资、增加就业、扩大内需的重要措施。就地上而言，公路对经济的贡献非常显著，区域经济发展和道路交互与通行建设的紧密关系可以启发思考低空经济发展对低空路网建设的依赖程度。本文通过借鉴并研究分析地面交通发展，量化分析低空路网带动的低空经济相关投资和就业经济效益。
低空路网是一种新型的空中交通基础设施，其经济效益分析应遵循基础设施领域投资效益计算范式。宏观经济模型常被应用于计算基础设施领域投资的经济效益。本文尝试基于现有相关统计数据，参考传统交通基础设施效益估算经验数据，通过投入产出方法初步分析“低空天路”投资可能带动的社会经济效益。
低空路网带动的社会经济效益计算流程（图1）是通过关联产业分析、完全消耗系数计算、投入产出模型构建等关键步骤计算国内生产总值（GDP）乘数和就业乘数。
将低空路网基础设施建设关联产业分为基础产业、核心产业和应用产业3类。其中，核心产业包括低空路网规划、低空路网建设、低空路网管理和低空路网养护（图2），低空路网规划和低空路网建设是2个不同的核心阶段，类似地上公路的规划和动工建设不同阶段。
1.低空路网规划，需要在多源精准地理信息支持下进行航路规划、风险评估等核心算法研发和软件平台开发，形成低空运行风险地图；
2.低空路网建设，主要是指沿途支撑安全运行基础设施的修建，包括低空通信、导航、监视、气象监测等设施，以及无人机常态化或临时起降枢纽和加油/充电相关设施的优化布局等；
3.低空路网管理，包括监管、运行调度/控制、融合交通与管理、场景管理、航路保险与认证、接口服务等；
图2 低空路网基础设施建设关联产业分析 图中数字为各产业在本文中的编号代码
基于国民经济产出表，计算得到低空路网及基础设施建设业的投入产出消耗系数（图3）。根据计算，简单产出乘数为1.492 0，表明低空路网建设业增加1个单位的最终产品将对国民经济各部门产生近1.5个单位的生产需求。综合低空路网及基础设施修建关联产业的重要性评判结果，基于国民经济行业分类标准，通过建立低空路网修建关联产业与投入产出表部门对应关系取得各行业部门在低空路网及基础设施修建中所占权重，构建低空路网及基础设施建设的投入产出模型。
通过投入产出模型估算表明，1亿元低空路网投资将带来超过2.8亿元GDP增长，带动约8400个就业岗位，在地理遥感信息服务、遥感测绘服务、通信、导航、监视等领域扩大内需，带动低空路网修建、定制、养护、管控、流量管理等行业需求。
结合低空路网的产业分析，从地面道路过渡到“低空天路”是某一些程度上由低端产业向高端产业高质量发展，这在某种程度上预示着生产要素从生产率水平较低的行业流向生产率水平较高的行业，从而有了更高的边际生产率，会提高整个经济的生产效率，促进总量经济稳步的增长。因此，相对于地面路网，低空路网对GDP的拉动作用更大。此外，低空路网拉动的产业除了看得见的传统交通产业（例如机场、起降场、末端投递等），还有大量看不见的数字化、信息化产业（如海量低空地理信息和虚拟仿真产业）。行业生产率的进步能产生正向的溢出效应，间接创造出新商业范式、新就业形态和新就业岗位，尤其是发展信息技术等数字化的经济行业对就业的正向溢出效应将更加显著。因此，低空路网产业链能创造更多的就业岗位，超过公路投资带来的就业岗位数量。在完善的低空公共路网基础设施支持下，低空经济活动将从现在离散的科研验证、小范围商业试点应用发展到大范围、长距离、规模化、业务化的低空飞行活动，而低空经济范畴也将外延到运输服务，极大地释放低空经济潜力。
低空经济产业发展中后期在面向规模化无人机飞得起来与风险可控的双重需求下，不仅需要新建低空路网核心基础设施，还需要依托低空路网建设通导监和气象等外部配套设施。本文研究团队在2022年首先提出低空路网新型基础设施体系，对通信、导航、监视和气象等面向低空和无人机的升级新型设施标明能力要求。本文将进一步结合国家立体交通发展需求，统筹空中与地面交通基础设施衔接、空中交通特有设施要求，结合团队在民用无人驾驶航空试验区的低空路网规划实践经验，探索低空路网基础设施建设的主要生命周期。
低空路网基础设施建设的完整生命周期流程最重要的包含可行性研究、规划、构建及运行养护等环节，涉及空间遥感、摄影测量、地理信息、地图学和路径规划算法等技术。
遵循需求驱动原则，根据区域人口密度、低空应用场景需求调研、产业高质量发展基础及地面交通拥堵态势等多因子预测区域应用需求规模。调研区域禁飞区、限制区、告警区等低空空域环境，动态更新临时禁飞区信息，通过低空空域资源区划来分析无人机适飞空域的占比和空间分布，构建区域监管空域环境区划图。在此基础上，筛选并确定关于低空地理环境、电磁环境、大气环境等评价因子，进一步量化区域可飞行空域环境，结合区域的运输航路和通航机场及通信布局等低空交通基础设施布局现状，论证低空路网规划与构建的可行性（图5）。
低空路网规划最重要的包含无人机起降枢纽空间布局、低空路网规划和建设及空地协同进近航路航线构建。
起降枢纽空间布局。基于区域低空环境特点、交通需求和流量预测分析，对地表建筑、通信、气象、人口等各类关键约束地理要素进行建模。在此基础上，进行低空空域资源的高效规划和精细管理，在地面交通可达、空域和通信条件良好等多目标约束条件下，以最大时效或最低成本为目标函数优化布局常态化、应急、临时的区域起降枢纽网络。为降低前期基础设施建设成本，可充分的利用建筑物楼顶、通航机场等已有的城市地表设施，构建无人机地面起降枢纽的最小设施集，包括起降场站及自动充电桩、通信、导航、小型气象服务站等，形成覆盖全区的多级多类别起降枢纽网络。
多层级低空路网。包括地表遥感、地理信息提取、低空网格化、网络构建和路径规划算法、获得最优航路（网）、仿真飞行验证、实际飞行验证等关键步骤。对应地面公路的分级体系，低空路网也应该要依据机型、飞行任务类型和优先级，以及地表地理格局来设计城市分级空中路网，例如全国骨干航路、主干航路、支线航路和区域末端航路等。面向典型应用场景和特定机型，根据遥感影像识别出影响飞行的地表地理要素、政策规定的禁飞区、人口密集区、通信覆盖、大气等要素，通过自适应四维网格剖分与编码技术构建低空飞行环境，使用智能算法计算航路中心航线航点并迭代优化多级航路网，开展同一区域、同一时段下，多机、多用户运行多航道的时空资源配置，多机型、多行业共享宽兼容公共航路设计等关键技术，产出典型示范区的低空路网图。
空地协同的进近航路航线设计与运行调度。起降枢纽和空中路网之间的航路航线构建是实现空地高效协同的重要方式。为应对同一时刻多台无人机起降，需要对终端流量来控制。可采用时间排序技术，以冲突风险最低为目标函数，通过重复交叉、变异过程，直到达到最大迭代次数或者获取目标函数的最优解。
依靠地理空间信息技术方法，按照一定的低空路网施工建设标准，构建有边界的数字飞行廊道，包括基于主航线的航点，通过航空器性能和通导精度等因素研判设计的廊道边界。升级建设通导一体的外部基础设施体系，包括通信检测设备和小型通信基站设备、高精度导航定位设备、飞行安全监视设施、气象服务等外部支撑设施，并修建与地面交通设施接驳的无人机常态或临时起降枢纽站与加油站、充电站等设施。
通过无人机云端管理系统与移动端增强现实（AR）管理系统对低空路网及基础设施进行三维可视化，实现路网运行状态趋势的直观可视化监管，为基础设施现状的检测提供直观可视化手段。同时，高精度地图信息的全局和局部动态更新也是应对低空环境高动态变化的手段。
相比其他投资，交通基础设施投资回报率高，但同时也存在投资规模大、回报周期长、维护费用高等问题。为维持无人机低空运行的低水平风险，低空交通需要高带宽通信、高精度导航、精准气象监测等基础设施支撑，前期投入成本比较高，一旦回报周期拉长便会阻滞低空路网经济发展。因此，应建立清晰的经济收益机制，制定相应政策吸引发展低空路网基础设施体系的投资。本文尝试超前探索基于低空路网的空域收益机制。
低空飞行活动迅速增长带来的空域权与空间权间的冲突（如噪声干扰和隐私侵犯等）是阻碍航空器商业活动良性运行的主要的因素，也是低空经济可持续发展避不开的问题。美国为应对低空航空器活动给居民生活带来的噪声干扰和隐私侵犯及生命财产安全威胁等问题，各级政府主张土地所有者拥有空域排他权。例如，1946年，考斯比（Causby）经典空域产权案例中，美国国会裁定军队在私人土地上空活动侵犯了低空产权。然而，当前私人空域的高度界定仍不清晰。“足够低”到什么程度才会引发收购？飞行必须频繁到何种“足够频繁”程度才能要求支付合理的赔偿？这样一些问题都还要进一步明确。
土地所有者的空域使用权利界定不清晰将严重阻碍公共通行权和空域收费系统的发展。商业无人机倡导者是私人空域权的反对者，他们都以为取消或忽视土地所有者的空域权利是在全国范围内广泛开展商用无人机业务的唯一途径。为了调和私人空域和商业倡导者间的分歧，有学者和公司提出并实行在道路等公共空域上空构建公共通行权、针对私人空域构建空域收费体系的方案。
国内尚未明确空域所有权主体及其与空间权的界限，也没有私人空域。在当前无人机运行的城市试点工作中，均是以牺牲部分公众空间权（如噪声和隐私权益）来修建由企业或公司主体运营的“私家”航路。然而，随着未来数以万计无人机在低空活动，空域权和空间权的法律关系将在地面范围呈现出一种交织状态，这种以损失单方面利益的做法将会导致慢慢的变多的企业日常运营与公共利益发生冲突，应提出从根本上解决空域权与空间权冲突问题的方法。
本文提出一种由政府顶层建设低空路网及依托低空路网的空域收益机制来缓解私人和长距离商业航空活动间矛盾的技术方案。参考地面道路建设时建立隔音设施或采用经济补贴手段来保障沿路居民的噪声权益，有关部门可以行使空间征用权并给与赔偿或补贴以消减土地使用者的，在某些最需要无人机进入的瓶颈位置创建开放的低空路网。同时，监管部门从空域租赁获得的收入能够适用于低空路网的建设和管理。在低空经济国家战略背景下，空域权与空间权都有着为无人机低空路网建设让渡其自身权利的义务和能力。低空路网是一种无需清晰界定居民空域使用边界就可以实现无人机大范围跨区飞行的有效手段，也将是一种由政府主导的缓解空域权和空间权矛盾、补偿因低空飞行活动而空间权受损公众利益的有效手段。2024年4月1日，由中国民用航空局主导发布的《民航空管收费行为规则》正式实施，其中的“航路费”可以看作是基于低空路网的空域收益体系的先导概念。
低空经济发展过程中，规模化无人机应用发展的潜在能力很大，对产业链带动显著。以无人机为主的低空航空器规模化发展瓶颈——“低空路网”缺失，制约了以航空器低空运行为核心的经济活动，从而制约了多用户规模化航空器应用潜力的释放。解决低空经济发展的“路”瓶颈将解锁低空经济的大发展，投资规划和建设低空经济发展“动脉”基础设施，在GDP增长、就业拉动和扩大内需等方面效益显著。区域低空经济发展有望在先行发展低空经济“动脉”的低空路网基础设施支撑保障下得到迅猛的发展。2021年，《国家综合立体交通网规划纲要》明确创新投融资政策、鼓励采用多元化市场融资方式拓宽融资渠道。本文初步量化分析了投资低空路网的社会经济效益，对于地方发展低空经济招商引资，尤其是通过贷款修路等方式拓宽社会资本融资渠道支持低空路网基础设施建设有参考价值。低空路网及基础设施建设是一个巨大的系统工程，涉及学科众多，本文不能全面概括，下一步需要深入探讨的要点包括：
综合考虑融资、拥有成本、维护和监管等多因素，明确低空路网的规划、建设、拥有和管理通信、导航、监视和气象服务等地面基础设施的权责部门。可根据“规划—构建—试点—推广”4阶段来分步实施。
研究低空路网规划的体系化试点，从低空路网的踏勘、规划、构建、验证、风险评估、验收，以及规划资质认证等方面构建一套完整的低空路网制度化、业务化规划建设标准流程。
结合“低空天路”网络体系化试点，开展集城市空中交通情报服务、飞行计划管理服务、交通流量监控服务、运行风险评估等于一体的综合性运行验证，研究构建低空路网运行规则体系、标准体系、法规体系。
廖小罕中国科学院地理科学与资源研究所研究员，中国民用航空局低空地理信息与航路重点实验室主任。主要研究领域：无人机低空航路规划构建，低空空域资源开发利用，无人机区域组网观测，无人机遥感应用，无人机遥感大数据。
徐晨晨中国科学院地理科学与资源研究所助理研究员，中国民用航空局低空地理信息与航路重点实验室副秘书长。主要研究领域：无人机低空航路规划，无人机遥感应用。
文章源自：廖小罕, 徐晨晨, 叶虎平 . 低空经济发展与低空路网基础设施建设的效益和挑战 . 中国科学院院刊, 2024, 39(11): 1966-1981.
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