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国联低空经济系列研究:空中交通管理篇:飞行保障体系加速搭建,低空基建蓄势待发

交通运输2024-04-14田照丰国联证券路***
国联低空经济系列研究:空中交通管理篇:飞行保障体系加速搭建,低空基建蓄势待发

│ 交通运输 交通运输 沪深300 10% -3% -17% -30% 2023/42023/82023/122024/4 国联低空经济系列研究—空中交通管理篇 证券研究报告2024年04月14日 投资建议:强于大市(维持) 上次建议:强于大市 相对大盘走势 飞行保障体系加速搭建,低空基建蓄势待发 空域资源释放,分类管理下聚焦融合飞行 顶层设计层面,空域放开是低空经济发展第一步。国家首次划设G+W非管制类空域,并通过E类空域将非管制飞行高度上限提升至6000米,空域资源释放实现突破。当前应用层面,以分类管理为原则:不同高度分类管理、有人/无人飞行器分类管理;隔离飞行是现状,融合飞行是归宿。 城市低空交通管理(UAM):保障低空经济运行的关键 我国空域管理由中央空管委领导,军航、民航各形成多级管理,实际运行需多个管制单位审批。这一机制下,空中交通管理形成了三种模式:民航公共运输:划设管制区;通用航空:划设临时空域;无人机:划定适飞空域。三种模式都无法适应eVTOL的应用场景和大规模推广,城市低空交通管理(UAM)急需搭建。全球范围来看,UAM处于探索期,我国在民航、通航、无人机的空中交通管理经验有望加速UAM搭建。 “湖南模式”经验:军地民协同发力、系统搭建先行 湖南是首个全域低空改革试点省份,两年半时间,省内3000米以下目视飞行打通、管制空域仅占10%,开辟97条航线,形成全国领先的“湖南模式”: (1)管理看,省一级地方政府主导、形成军地民协同机制,是空域畅通关键;(2)技术看,长沙飞行服务站率先完成系统直连和低空监视网络搭建,是保障运行关键。以此为鉴,看城市低空空管路径:地方政府或将发挥主导作用;平台系统和技术体系搭建是关键。 投资建议:关注低空基建细分领域投资机会 作为低空经济的基础支撑,UAM搭建有望先行提速。我们建议当下应重点关注低空经济基建政府采购需求、空管系统、通信监视导航技术和设备等领域投资机会。 作者 分析师:田照丰 执业证书编号:S0590522120001邮箱:tianzhf@glsc.com.cn 联系人:曾智星 邮箱:zengzhx@glsc.com.cn 行业报告 行业专题研究 风险提示:空域改革不及预期;政策落地不及预期;低空空管技术进度不及预期;市场竞争加剧。 相关报告 1、《交通运输:需求驱动,聚焦低空融合》 2024.03.31 2、《交通运输:低空经济政策持续发力,行业规则加速制定》2024.03.20 正文目录 1.空域:低空用户如何飞?3 1.1空域改革:非管制类空域激活低空3 1.2空域应用:分类管理,聚焦融合4 2.空管:运行机制和低空路径6 2.1空域管理和空中交通管理6 2.2飞行服务站:一站式解决方案7 3.经验:“湖南模式”启示9 3.1管理经验:军民地高度协同打通空域9 3.2技术经验:飞行服务站关键系统建成11 4.投资建议:关注低空基建细分领域投资机会12 5.风险提示13 图表目录 图表1:国家空域基础分类示意图3 图表2:管制/非管制空域界定4 图表3:各类空域ATC、通信、监听要求4 图表4:低空飞行环境典型特点4 图表5:无人驾驶航空器管制/非管制空域界定5 图表6:各高度层主要空域用户5 图表7:民用无人机典型运行场景6 图表8:我国空域管理组织架构6 图表9:民用空中交通管理内容与机构设置7 图表10:低空飞行保障体系初步搭建完成8 图表11:三级低空飞行保障体系职能8 图表12:湖南省低空空域管理改革试点重要成果9 图表13:湖南&四川低空目视空域对比10 图表14:湖南&四川低空目视航线对比10 图表15:湖南省管制类低空目视空域11 图表16:长沙飞行服务站功能图解12 图表17:空中交通智能化总体架构图13 1.空域:低空用户如何飞? 1.1空域改革:非管制类空域激活低空 划设非管制空域:国际民航通行做法。管制/非管制类空域的主要差别是是否需要提供空中交通管制服务,在管制区域内应当:(1)接受空中交通管制服务,(2)遵守管制员的指令和许可;非管制类空域内,符合要求的飞行活动不受限制。国际民航组织建议,空域划分为A-G七类(G类为非管制空域),我国空域分类部分采用该方 法,但在2023年11月之前,并未划设非管制区。据《民用航空空中交通管理规则》:“在我国空域内,沿航路、航线地带和民用机场区域设置管制空域,包括:高空管制空域、中低空管制空域、进近管制空域和机场管制地带。” G/W类空域:低空空域改革关键进展。为适应以低空经济为代表的新空域用户需求,2023年11月,空管委制定的《国家空域基础分类方法》出台,参照国际通行方 法、将国家空域划分为A-E5类管制空域以及G、W2类非管制空域。这是我国首次明确划定非管制空域,且创新性地划设了针对小型无人机的W类空域。国务院、中央军委《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》于2024年1月1日生效,进一步细化 了无人机空域管理。上述两份文件和《中华人民共和国飞行基本规则》、《通用航空飞 行管制条例》等文件是当前低空空域划设的主要依据。非管制空域简化了运行流程、降低了对机载设备的要求,是空域改革的重大突破、将极大改善低空经济的空域资源供给,是低空经济规模化的前置条件。 图表1:国家空域基础分类示意图 资料来源:《国家空域基础分类方法》,国联证券研究所整理 图表2:管制/非管制空域界定图表3:各类空域ATC、通信、监听要求 管制空域 A 6000m-20000m B 民用机场上空600m/3600m/6000m C 通用机场(有塔台)上空600m D ≥20000mA、B、C、G以外,按需划为D/E E 非管制空域 G B、C、W以外,真高300m以下≤6000m,且对民航无影响 W 真高≤120m以下的部分空域 空域种 类 ATC许可 通信要求 监视设备 A 是 持续双向 二次雷达应答机(或同等性能设备) BC 二次雷达应答机/可被监视设备 D AMSL3000米以上:二次雷达应答机(或同等性能的设备);低于3000米:可被监 视的设备 E/仪表E/目视 否、进入报告 保持守听 G/仪表 否 持续双向 可被监视的设备(安装或携带) G/目视 保持守听 W 无 自动发送识别信息 资料来源:《国家空域基础分类方法》,国联证券研究所资料来源:《国家空域基础分类方法》,国联证券研究所 E类空域:通航非管制飞行高度上限达6000米。根据《国家空域基础分类方法》,E类位于A类空域下方,上限可达6000米,根据各类空域飞行要求(图表3),在E 类空域的目视飞行无须ATC许可、也无须双向通信,等同于非管制空域,此前真高900米以上无论是目视飞行还是仪表飞行都受管制。从900米到6000米大幅拓展了通航飞机的非管制空域范围。参考美国情况,E类空域(美国高度上限约5500米)是低空运行面积最大、应用最为广泛的一类空域。 1.2空域应用:分类管理,聚焦融合 空域:不同高度分类管理。以6000米为界,6000米以上的高空主要是民航运输飞行高度层,融合用户少、障碍少,空管体系成熟;低空相关用户主要在6000米以 下空域活动,区别于高空,低空空域混合性、随机性、灵活性大幅增加(图表4),无法套用高空空管体系。 图表4:低空飞行环境典型特点 低空飞行环境典型特点 混合性 螺旋、喷气、低速、高速等各类飞行器并存下降、上升、平飞、跟驰等异质飞行行为混合 随机性 比高空更易受物障、地形、气象等地理环境影响飞行操控、管制指挥等人为因素影响 灵活性 以目视飞行为主,可以相对灵活地控制飞行行为航线、起降点极为分散 资料来源:《复杂低空飞行态势随机影响规律研究》作者:江程鹏、2018年、南京航空航天大学硕士论文,国联证券研究所整理 航空器:有人驾驶/无人驾驶分类管理。最新的非管制空域划分下,有人/无驾驶 航空器仍执行不同的标准:非管制空域上限分别6000m/真高120m。按《国家空域基础分类方法》,传统有人通航飞机非管制空域的最高可至6000米;按《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,无人驾驶航空器的非管制空域最高为真高120米、对应W类空域,低于Evtol的巡航高度(可达3000米)。中、大型无人驾驶航空器进入120米以上的空域时,仍需接受管制。且目前各国对Evtol的适航审定尚无统一标准,我国民航局根据每个具体机型的特点作出针对性适航要求。 图表5:无人驾驶航空器管制/非管制空域界定 管制空域 真高120m以上空中禁区、空中限制区及周边军航超低空飞行空域特定区域上方 非管制区域 除管制空域外的空域 资料来源:《无人驾驶航空器飞行管理条例》,国联证券研究所整理 低空经济规模化要求聚焦融合飞行。过去公共运输/通用航空/无人机分别在管制区/划定的临时空域内/超低空各自隔离飞行;载人类飞行限于有人驾驶,并主要在 非城市场景。但当前低空经济的增长点与过去完全不同:(1)以城市、城际场景为主 (2)载人类无人机/有人机并行,这意味着融合飞行将成为低空经济的常态。 图表6:各高度层主要空域用户 高度 主要空域用户 应用场景 6000m以上 民航运输飞机 航线飞行 1000m-6000m 包含evtol的各类民用无人机、通航飞机 中途载人运输 真高300m-1000m 短途载人运输 真高120m-真高300m 支线物流、应急救援、短途载人运输等 真高120m以下 微型、轻型、小型无人机 个人娱乐、农林植保、国土测绘、电力巡线、应急救援,支线及末端物流等 资料来源:《民用无人机交通管理体系架构及关键技术》作者:陈义友、张建平、邹翔、吴卿刚,《科学技术与工程》2021年第21卷第31期,国联证券研究所 图表7:民用无人机典型运行场景 资料来源:《民用无人机交通管理体系架构及关键技术》作者:陈义友、张建平、邹翔、吴卿刚,《科学技术与工程》2021年第21卷第31期,国联证券研究所 2.空管:运行机制和低空路径 2.1空域管理和空中交通管理 我国空域由中央空管委统一管理,空域划设由军航领导。在中央空管委领导下,军、民分别形成多管理层级、并由地区空管协调委协调(图表8),飞行任务通常要协调多个管制单位。空域管理有如下特点:(1)管理主体,军航四级管理单位分别负责全国空域管理、军区所辖飞行管制区、飞行管制分区、机场管制区管制;民航三级管理单位分别负责区域管制、进近管制和机场管制。(2)管理权限,“军航管片、民 航管路”,开辟新航路需报总参谋部批准。(3)空域划设,由军方商请民航局后报总 参谋部批准。 图表8:我国空域管理组织架构 资料来源:《我国低空空域管理体制改革的历史变迁与未来取向》作者:高志宏, 《海南大学学报》2019年1月,国联证券研究所 民航局负责民用空中交通管理。空中交通管理内容包括:空中交通服务、流量管理和空域管理,其中空中交通服务包括ATC许可、通信、监视、情报等。 图表9:民用空中交通管理内容与机构设置 资料来源:《民用航空空中交通管理规则》,国联证券研究所整理 2.2飞行服务站:一站式解决方案 多管制主体下,飞行服务站适应低空飞行需求。为支持通用航空的发展,民航局 自2012年起搭建了三级低空飞行服务保障体系:“1个国家信息系统+7个区域信息系统+n个飞行服务站”,国家信息系统、区域信息系统由民航空管系统搭建,飞行服务站由地方政府和社会力量共建,目前已经完成了初步搭建。我国空域结构复杂、管理主体多,同一省份空域可能涉及多个管理单位,飞行计划审批往往需要跨单位申报,飞行服务站在我国空域当前管理体制下实践性强,用户端只需对接飞行服务站、实现 “一站式”平台服务。随着低空经济发展需求的增长,飞行服务站模式有望成为低空交通管理中的支点。 图表10:低空飞行保障体系初步搭建完成 资料来源:民航局新闻发布会网站,国联证券研究所整理 事权下放地方,省级政府主导飞行服务站的规划、推进和补贴。根据民航局《低空飞行服务保障体系建设总体方案