飞行管理、服务、监管系统包含空域管理、飞行服务与安全监管三大核心内容。“空域管理”聚焦低空经济活动核心资源，利用数字化手段实现低空空域的高效、合理、安全利用；“飞行服务”着眼于低空飞行活动的全流程，利用信息化手段保障低空飞行器的安全、高效、智慧飞行；“安全监管”则面向低空制造－运行－防控全产业链，监管控制规模化低空经济活动的潜在安全风险。
在低空航行系统中，空域管理、飞行服务、安全监管三要素并不是独立发挥作用的，而是紧密关联，协同作用，形成融合的一体化低空管理体系：空域管理是前提，精细划分低空空域、明确空域使用规则，是开展低空飞行的基础性工作；飞行服务是核心，空域管理与安全监管需要通过飞行服务对低空运行实际支撑；安全监管是底线，空域管理和飞行服务规则需要通过安全监管来保障落实。“监、管、服”三位一体，三管齐下，为安全高效的低空运行提供有力支撑。
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图1 飞行管理、服务、监管系统一体化概念示意图
空域管理
低空空域管理的核心是通过数字化的手段，对可飞行的低空空域进行精细划分，并为各类低空飞行活动分配适当的空域资源，形成对应的运行规则与管理能力，从而支撑安全高效的低空飞行。
遵循“空域资源要素化 -空域分配科学化 -空域运行精细化”的理念，推动数字化、网络化的空域划设与管理。建立“军 -地 -民”一体协同的低空空域管理模式，确保空域整体安全；确立空域分级、分区精细化运行规则，打造多高度层、多节点网络的复杂空域体系，满足低空飞行多样化的使用要求和交通量持续增长的诉求；建立多用户共享的空域管理模式，促进无人/有人驾驶高效融合运行，最终实现在相关法规约束条件下的自主、灵活的飞行。
数字化为牵引的低空空域管理技术演进路线规划如图2所示：
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图2 数字化为牵引的低空空域管理技术演进路线
第一阶段（近期）：单一用户独占的固定空域管理
在初始阶段，低空飞行数量较少，低空空域资源相对充分，低空管理能力尚不完备。因此，可采用单一用户独占的固定空域管理。通过空域数字化技术，实现低空空域的基本分层、分区运行。微、轻、小型无人机非经营类飞行活动在适飞空域开展，城市低空及支线物流等经营类飞行活动分层运行，不同类型飞行活动的空域相互隔离；对于单个飞行活动，系统独立分配空域资源，并在飞行过程中独占空域；对于部分飞行活动集中的区域，支持点对点、单向航路和进离场航线空域的划设，完善相关运行规则，为动态空域管理做好技术储备。
第二阶段（中期）：多用户共享的动态空域管理
随着飞行活动不断增多，单一用户独占空域的模式不再满足空域管理的需求，将逐步向多用户共享的动态空域管理演化。面向各种不同的飞行活动划设多种空域类型，形成多高度层、多节点网络的复杂空域体系，完善相应的空域准入与飞行规则；对于同一时间内的多个飞行用户，能够统筹考虑空域需求，实现空域资源的动态分配，大幅提升空域容量与运行效率，同时通过时空间隔等技术确保飞行安全，从而实现空域资源调配的智能化。
第三阶段（远期）：支撑自主运行的智慧空域管理
随着空域管理能力的持续提升，伴随着有人/ 无人驾驶航空器运行的深度融合，持续不断地对空域结构、空域规则进行优化设计，进一步拓展自主飞行空域，支持更多航空器在规则约束下的“自由漫飞”；大量低空飞行活动可在同一空域内同步进行，空域资源调配以及对应的运行服务管理实现完全自动化；空域内部结构不断精细深化，形成多种形态的空域体系，构建起空域灵活使用机制，支持全空域的灵活运行，确保低空空域的运行始终处在有序、安全、高效的状态之下。
飞行服务
针对未来无人驾驶航空器高密度、大容量、高复杂运行环境场景，以安全为导向，以效率为追求，从传统以管制为核心的空中交通管理，转变为面向低空飞行运营人的全流程飞行服务，构建高密度融合、网云端协同的低空飞行服务体系。
以飞行服务管理平台为依托，提升飞行计划统筹、飞行路径规划优化、飞行信息服务支撑、飞行态势融合、冲突探测与管理等关键技术，构建覆盖低空飞行全流程的多层级服务体系；逐步增强低空飞行情报、航空气象、飞行动态等信息化服务保障能力，为低空运营人提供全面、泛在、灵活的数字化飞行服务，持续提升低空运行安全与效率，保障区域内高密度有人/无人智能调配、协同运行，逐步推进低空飞行朝着更加自主、自由的方向发展，最终实现多种运输方式的协同融合。
强安全导向的低空飞行服务技术演进路线规划如图3所示：
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图3 强安全导向的低空飞行服务技术演进路线
第一阶段（近期）：单一飞行的标准服务
围绕低空飞行活动基本需求，建设低空飞行服务单一平台，提供飞行审批、运行识别和数据交换等低空飞行标准服务。
在飞行前，基于运行规则和空域使用情况，对飞行活动进行初步的自动化审批；在飞行中，能够汇集融合多源态势信息，对低空飞行活动进行识别与显示，并具备对不正常情况进行告警以及应急处置的能力；通过统一数据接口和数据格式，与军民航空中交通管理机构实现双向通信，向空中交通管理机构上传航迹数据，并对不正常情况进行上报。依照统一的规则以及各自的权责，建立起“军民地”三方的便捷协调手段，形成运营商、军民地协同管理的基础模式。
第二阶段（中期）：多模式飞行的协同服务
针对低空飞行活动逐渐向高密度、多模式发展，建立更加完备的飞行服务体系。强化低空流量监测、飞行轨迹优化、冲突处理、飞行信息服务等能力，与航空器、起降场、空域管理等协同联动，支撑更加高效安全的低空运行。
构建起多层级一体化的低空飞行监管、服务与应用运行平台，具备需求预测和预先飞行规划、飞行前流量管理以及冲突监测、基于性能的运行风险评估等功能。在飞行前，可基于对全局飞行流量的监测，对飞行计划进行统筹，生成优化的飞行路线，实现公共航线、起降场的多机协同间隔保持与协同管理。在飞行过程中，实现航空器飞行航迹秒级管理，提升对航迹偏离、跌落、低高度等不正常事件的预警能力，并对冲突风险实现主动管理；运用数字化、信息化技术统一发布城市空中交通情况与运行相关的各类环境信息，包括地形以及地面障碍物信息，能够为多个运营商同时提供航空情报、气象服务；加强与交通枢纽的衔接，探索多式联运、无缝换乘等新型运输服务模式。
第三阶段（远期）：智能自主的全维服务
随着无人机自主任务规划和智能网联技术的更进一步发展，其自主探测、避让、防撞等高度可靠的能力不断提升，此时低空管理平台会从着重强调安全的“管”朝着兼顾安全与发展的“放”与“服”进行转变，从而形成支撑智能自主飞行的全维度服务体系。
基于系统算力、系统与航空器之间实时的双向通信以及数据共享、低空气象的精确感知等能力得到大幅度提升，具备融合运行态势感知、战略级飞行管理筹划、实时路径优化、防撞避让、冲突缓解等能力，能够实现超高密度区域多航空运输主体、有人/无人驾驶航空器交通的智能调配和决策，形成智能自主的全维度服务运行机制。同时具备在应急情况下，拥有实时干预飞行过程、全面进行接管以及实现风险解脱等能力。飞行服务将融入智能自主运行的全流程，低空飞行在全维度服务的保障支撑下，不断向“想飞就飞”发展演进。
安全监管
面向日益突出的低空飞行（合作与非合作目标）安全监管问题，构建涵盖国家、省、市、区/县在内多级联动的低空安全监管体系，实现部际联动的安全监管信息交互，进一步通过提供精细化、分级分类的执法手段，实现一体化协同执法（含无人机反制）。未来基于人工智能等先进技术，将低空安全监管关口前移，通过安全监管大数据分析，提供智能辅助决策支撑，为政府低空飞行管控能力提升以及未来产业规划提供数据支持，为低空用户提供数据增值服务。
智能化技术牵引的低空飞行全链条一体化安全监管技术演进路线规划如图4所示：
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图4 低空安全监管技术演进路线
第一阶段（近期）：部际联通
近期，针对低空“黑飞”现象频发，低空安全监管缺乏一体化平台支撑问题，基于现有民航无人驾驶航空器综合监管平台、无人机云等系统建设及信息交互情况，深入分析低空安全监管需求，研究国家空域管理顶层机构、工信、工商、市场监督、出入境管理、公安、交通运输、民航行业监管等部门协同监管机制及协同流程，构建国家、省、市、县多级联动的低空安全监管平台，打通工信、工商、市场监督、出入境管理、公安、交通运输、民航行业监管等部门的协同监管链路，实现部际低空安全监管信息交互共享，支撑低空航空器生产制造、销售流通、运行、报废等全生命周期的安全监管。
第二阶段（中期）：精细化监管
在低空安全监管平台构建基础上，按照飞行前、飞行中、飞行后全过程，提供分阶段、分级、分类的监管手段。飞行前，基于航空器类型、航空器操控员、航空器作业空域范围、作业类型等从低空空域安全、公共安全等角度提供飞行前安全评估手段。飞行过程中，对于飞行航迹与计划不一致、违规停靠等低空违规行为，提供远程拍照合法性认证、电子罚单等专用执法工具；对于黑飞、误入禁飞区等违法飞行行为，提供强制原地降落、激光击坠等执法处置工具。飞行后，根据低空安全监管平台飞行过程数据记录与分析，对飞行前评估、飞行中监管进行反馈，进一步提升飞行前、飞行中安全监管能力。通过多终端、全区域精细化监管工具部署，实现低空安全监管平台与执法终端的一体化联动，形成精细化低空安全监管体系。
第三阶段（远期）：智能监管
基于人工智能、大数据等数字化赋能，提供操控员违规违法行为预判，航空器不安全飞行预判等辅助决策能力，为低空安全监管体系协同监管机制、流程以及全过程、精细化安全平台及终端工具优化提供支撑；进而基于低空安全监管大数据分析提供各类增值服务，例如各类低空作业聚集区域、违规违法行为易出现区域、飞行密集区域等，为社会公众进行飞行区域选择、低空运营单位进行运营规划、政府低空产业布局规划、政府低空空域精细化管理等提供支撑，提升了低空各类主体的协同能力，同时也提高了政府低空治理能力以及体系化管理能力。
信息服务
信息服务是低空经济活动保障体系的关键环节。以城市数字化基础设施作为坚实稳固的底座，聚焦于消费者、服务者和管理者三方主体，提供全面、精准、及时且高效的信息支持。旨在保障大容量、高密度低空飞行的安全、有序以及高效。
依托空地和地地通信网络，综合利用空地三维数字建模、多模低空飞行环境数据融合、微气象组网探测等技术手段，构建数字化低空数据信息管理服务平台。采用电子政务网或互联网两级节点的网云端架构，基于实时推送、按需获取、产品订阅等途径，发布空域类、运行类、管理类和服务类数据信息，形成跨域、安全、灵活的低空信息服务保障模式。—级节点负责全局管理，提供资源分配、安全控制和身份管理等核心服务；二级节点负责飞行管理及业务服务，提供涵盖低空法规规章资料、飞行服务程序资料等低空情报、微气象、地面障碍物和人口密度等低空基础数据服务以及定制化、多样化、高质量的无人机空管数据信息服务和实时低空情报共享业务。
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图1 信息服务概念示意图
面向低空飞行全要素信息服务技术演进路线规划如图2所示：
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图2 面向低空飞行全要素信息服务技术演进路线
第一阶段（近期）：提供低空基础数据服务，实现信息管理服务平台
开发面向低空飞行全要素的信息服务运行概念；构建城市三维低空微尺度气象模型，补充低空气象设备，初步构建低空数据信息管理服务平台，实现数字化低空静态情报原始资料采集并进行编辑、校对处理和入库，利用三维实景建模技术实现对重要区域建立数字化低空情报与气象服务。
第二阶段（中期）：建立统一数据规范，实现低空飞行数据利益相关方跨域共享
通过建立低空数据信息交换模型，采用标准数据规范的数字化动态信息、微气象信息服务、三维低空静态情报信息（含电磁环境信息）等信息交换标准，构建城市高分辨率的低空气象监测体系和时空统一低空飞行环境数据服务平台，实现10米级网格多要素实时监测和短时气象预测预警，低空航空器、起降场、低空通导监系统、飞行管理服务监管系统之间低空数据信息共享。
第三阶段（远期）：全域融合、安全共享、按需服务
利用低空航空器的供需服务节点和天空地一体安全通信网络，实现多模信息多源融合和全国气象组网；通过空地和地地信息服务安全传输机制和服务请求响应模式，构建低空数据信息管理服务体系，扩展低空数据信息管理服务平台实现地空之间的信息共享服务，为高密度低空全域安全飞行按需提供飞行全过程的危险天气、动静态情报和飞行安全规划辅助等服务。
来源：2024年低空航行系统白皮书
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