2023低空经济发展白皮书（2.0）-全数字化方案

低空经济发展白皮书（2.0）全数字化方案 LowAltitudeEconomyDevelopmentWhitePaper(2.0) AllDigitalSolutions 打造低空经济的“IP交换” Creatingthe‘IP-Switching’ofLowAltitudeEconomy 粤港澳大湾区数字经济研究院 InternationalDigitalEconomyAcademy(IDEA) 2023年11月22日 版本：1.01编号：No.00263 序 沈向洋 光阴如梭，转眼我们已经到了2023年底。我们在探索低空经济发展的路上，又砥砺前行了一年。 一年来，我们目睹和经历了低空经济领域很多鼓舞人心的进展。 宏观上，低空经济从我们去年白皮书提出的“将自然资源转化为经济资源”，升华为“新质生产力”的代表，是可以引领发展的具有巨大潜力的战略性未来产业。 法规上，期盼已久的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》的颁布，为低空经济相关产业持续健康发展提供了有力法治保障。 技术上，亿航EH216-S载人无人驾驶航空器系统型号合格证（简称TC）的颁发，标志着世界上首个载人电动垂直起降无人机(eVTOL)型号已获得TC适航型号认证许可，安全有保障的载人无人机技术已日趋成熟。 微观上，各地政府纷纷启动低空经济发展政策，推动低空经济应用场景、产业生态和基础设施建设。低空经济相关论坛和展会渐入佳境，协会和联盟层出不穷，低空经济相关产业如雨后春笋，逐渐繁荣起来。 这一切现象表明低空经济发展的大潮滚滚而来、势不可挡。发展低空经济也是自然规律、科学规律和经济规律发展到今天的必然结果。 在改革的前沿阵地、先行先试的示范区—深圳，我们正与众多的政府部门、科研机构和科创企业一起探索低空经济快速发展之路。我们希望深圳经验能为全国乃至全球低空经济的发展开辟一条创新发展之路。 在我们的实践中，我们也发现人们对发展低空经济的理解参差不齐，甚至有些偏差。为此，我们计划发布低空经济发展的系列白皮书，帮助人们正确认识低空经济发展的方方面面，正本清源，协同各方一起凝力将低空经济沿着正确的方向推进。 i 在去年发布的白皮书《低空经济发展白皮书—深圳方案》的基础上，我们今年将聚焦分享低空经济基础设施的核心技术—智能融合低空系统SILAS，发布《低空经济发展白皮书（2.0）—全数字化方案》。全数字化的SILAS系统代表着新一代空域和飞行管理框架和技术，是对传统基于航路框架的颠覆。SILAS系统是个平台，是个操作系统，而不是简单的服务一个部门或者场景的APP。在白皮书2.0中，我们全面分析了全数字化系统的必要性和紧迫性，介绍了其中的主要组成部分，拓展了其对低空经济发展赋能的范围。同时指出了建设SILAS系统不能一蹴而就，而必须按照客观规律踏踏实实地逐步迭代和完善。 全数字化方案不仅是一个技术架构的突破，而且更是一个思维范式的转变。以数字化的思维去考虑低空经济的问题，会豁然开朗，再难的问题也可分解成全数字化系统的一个个子问题去解决。 希望白皮书2.0的发布能给低空经济从业者、研究者、建设者、管理者、监管者和政府有关部门提供低空经济发展的一些新思路、新认知和新路径。 低空经济是个新生事物，是个具有巨大潜力的新业态，也是可以带动未来经济全面发展的新质生产力。低空经济是开创性的，无前人的经验可循，SILAS的研发也无其他类似系统可以借鉴。低空经济前进的道路上也充满了不确定性。 道路虽曲折，前途恰光明。我们坚信发展低空经济将是一个能改变人类历史的伟大事业！我们希望社会各界能对低空经济发展多一些鼓励、多一些耐心、多一些包容、多一些支持。我们期望更多的有志之士能和我们一起投入到低空经济建设的大潮中，精诚合作，鼎力支持，紧抓百年一遇低空新机遇，创建万亿规模经济新形态！ 2023年11月22日 于深圳 摘要 《低空经济发展白皮书（2.0）—全数字化方案》在去年发布的《低空经济发展白皮书—深圳方案》（白皮书1.0）的基础上，聚焦阐述一个颠覆性的低空空域和飞行管理的全数字化框架，打造低空经济领域的类似“IP交换”新的系统设计和服务范式。 白皮书2.0首先回顾了白皮书1.0的内容，总结了自白皮书1.0发布以来，低空经济在价值认知、政策法规、产业应用、飞行器技术、基础设施等方面的新进展，汇报了深圳的低空智能融合基础设施的建设情况，强调了低空经济正在成为可以起到带动经济发展的新质生产力。 白皮书2.0分享了我们对低空经济新的认知和理解，尤其是对SILAS系统的认知提升。首先，SILAS系统必须是一个赋能平台，必须是一个操作系统。这是由低空经济众多的关联主体、多样的管理和业务形态所决定的。人们可以利用其提供的能力，搭建无穷无尽的应用，服务众多的管理主体、运营企业、商业模式等。其次，SILAS系统必须是一个全数字化系统，对低空飞行和低空空域进行精细化管理，保证低空经济的安全、高效和低成本，这是低空经济能规模化发展的前提。 白皮书总结了一个全数字化低空系统必须具有的全空域、全因素、全数字、全兼容、全流程、全开放等特性。SILAS系统必须建立在一个开放的、可进化、全兼容的系统框架上，以保证SILAS系统能够很容易地适应低空空域和法规的变化、适应关联主体管理和业务需求的变化、适应科技发展和技术进步带来的智能水平的提升。 白皮书简要介绍了数据驱动的SILAS系统框架，明确了系统的数据流向以及整个系统关键模块的主要功能，阐述了SILAS系统与传统基于航路的空域管理和飞行管理的本质区别，解释了SILAS操作系统内核如何来管理和调度时空资源和时空进程，在保证飞行安全的前提下，最大化提升可使用空域的运行效率。这些创新性的技术，代表了低空经济未来的发展方向和目标。同时，SILAS系统还依托最新的人工智能技术，建立了人与机器之间超越传统人机界面的新交互方式，着重点放在对宏观态势的感知和 微观操作的指派。 最后，白皮书提出了切合实际的建设低空智能融合基础设施的实施方案，既不盲目冒进，又不固步自封。以科学严谨的态度、按步骤照规划地实施低空智能融合基础设施的建设，稳中求进。对于关乎低空飞行安全的系统，必须付出比传统信息和智能系统多倍的努力，保证系统万无一失。 目录 序i 摘要iii 目录v 1低空经济的进展1 1.1引言1 1.2白皮书1.0回顾1 1.3低空经济的前景价值3 1.4低空经济发展要素的进展6 1.4.1政策与法规制定6 1.4.2应用与产业发展10 1.4.3飞行器进步12 1.4.4基础设施建设14 1.5小结19 2低空经济认知的深化21 2.1低空智能融合基础设施的认知深化21 2.1.1设施网23 2.1.2空联网24 2.1.3航路网24 2.1.4服务网25 2.1.5精细化的SILAS系统26 2.2全数字化系统认知的深化27 2.2.1系统关键认知28 2.2.2系统赋能的业务31 2.2.3系统的特性34 2.3小结36 3全数字化方案—SILAS系统37 3.1SILAS系统--低空“大脑”37 3.1.1系统理念--“IP交换”新框架37 3.1.2系统概述39 3.2技术与创新41 3.2.1基于时空资源与进程管理的SILAS操作系统与内核42 3.2.2智能仿真平台43 3.2.3宏观空域管理平台44 3.2.4微观飞行管理平台46 3.2.5低空语义理解平台47 3.2.6低空语言理解平台48 3.2.7虚拟空域平台49 3.2.8开放进化式架构50 3.2.9运行规则描述语言52 3.2.10数字空域和飞行管理的系列标准规则53 3.3实施方案54 3.4小结57 4总结与展望59 致谢61 编写组成员62 参考文献63 1低空经济的进展 1.1引言 自2022以来，低空经济在全国乃至世界范围内掀起了一波新热潮。各地政府、企业和研究机构都加大了对低空经济的政策支持、应用开发和技术研究，低空经济处在一个蓄势迸发并将进入快速发展的大好时期，谁抢占发展先机，谁就能在低空经济发展中占据有利地势，引领低空经济这一个新的优质发展生产力、新的产业发展无人区、新的经济发展增长极和新的工作生活超范式。 为了进一步推动低空经济发展，粤港澳大湾区数字经济研究院于2022 年11月22日，将自身对低空经济的理解和发展低空经济的理念和方法整理出《低空经济发展白皮书—深圳方案》，并向社会各界发布。一年以来，共向低空经济相关领域的专家、领导和从业者发放纸质和电子白皮书超过一千多份，为各界对低空经济发展提供了及时的参考资料，也受到了各界对我们无私奉献的广泛好评，对低空经济发展产生了一定的影响力。在第一版白皮书成功的鼓舞下，我们精心撰写了白皮书的第二版《低空经济发展白皮书2.0—全数字化方案》。第二版除了总结一年多以来低空经济的进展以外，将聚焦分析数字化在低空经济中不可或缺的关键作用，分享我们对低空经济发展的全数字化方案的理解，和分解全数字化方案中的可能需要的关键模块，旨在为低空经济从业者了解低空经济全数字化方案所涉及的方方面面，也为低空经济中各方的协同合作建立一个完整的框架。 1.2白皮书1.0回顾 为了承上启下，也为未有机会阅读我们第一版白皮书的读者简单回顾一下第一版的主要内容。 低空空域通常是指距正下方地平面垂直距离在1000米以内的空域， 根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000米。低空经济是指依托于低空空域，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的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，广泛体现于各类产业形态之中，在促进经济发展、加强社会保障、服务国防事业等方面发挥着日益重要的作用。 低空经济不仅是一种依托低空空域发展的经济形态，还是未来十年的三维立体新交通、智慧城市新基建、数字经济新引擎，更是面向长远未来,以航空器为新一代智能终端，打造工作生活新范式，开拓万亿级蓝海产业的新起点。 低空空域是一个自古以来被忽视和未被充分利用的自然资源，低空空域蕴藏着可以和地面土地相比拟甚至可能远超土地价值的经济资源。发展低空经济，就是将低空空域这一自然资源转化成有价值的经济资源，广泛服务人类社会。 由于低空空域没有任何物理附着物，低空空域的开发必须依赖于数字化工具，将整个低空空域数字化成一个可计算空域，在数字空间里将低空空域变成一个可定标、可量化、可计算、可管理、可利用、可估值和可分享的经济资源，推动低空空域从“可通达”到“可计算”到“可运营”性质的转变。 自2010年以来，国家为推动低空经济发展先后颁布了一系列政策法规，并且还在不断的演进完善中。 飞行器的发展也远超人们的预期，低空飞行的主要飞行器形态是各种异构的载货或者载客无人机。无人机的安全性能已经极为成熟，效率在逐步提高，自主智能水平也得到大力提升，对人类社会的不良影响也逐年减小。通过备份系统和自动驾驶等先进技术，无人机飞行可望达到民航客机的安全标准。 低空经济发展的根本推动力是各种各样且不断增长的低空经济应用。这些低空应用在种类和规模上的不断发展，将不断提升低空经济的体量，不断实现和增加低空空域的价值。而规模化的低空经济又依赖于一套全数字化的低空管理系统，保证空管部门有科学工具和技术手段，有理有据、 风险可控地开放和管理空域，保证低空飞行安全有序，保证低空空域的高效利用，保证低空应用的运营成本的大幅降低。 深圳发挥敢为人先的精神，在国家先行先试的政策鼓励下，率先建设低空智能融合基础设施，打造低空基础设施的四张网：设施网、空联网、航路网和服务网，研发全数字化的智能融合低空系统（SILAS），为低空空域管理和低空运营提供数字化和智能化的技术工具，为低空经济各关联方提供各种各样的全数字化的智能管理手段和运营服务，为低空经济政策、法规和标准的制定提供强有力的数据依据，为政府和管理部门提供低空经济发展的基于实际大数据的决策支持，保证低空经济兼顾安全、效率和成本等各方面的高质量发展。 经过一年的探索，我们对低空经济的认知进一步加