盡管受到疫情等外部因素影響，但我國民用無人機行業規模在過去兩年間翻了一番，無人機運行總量已與傳統運輸航空飛行大體相當。根據民航局統計數據，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照88944本，無人機經營性飛行活動159.4萬小時，2020年上傳云系統的無人機飛行量達到183萬小時。

從應用場景看，民用無人機主要開展航拍、空中表演、基礎設施巡檢、末端物流配送、城市高層建筑消防等業務，運行所需的空域范圍主要涉及傳統通用航空運行相對集中的低空空域，短期內爆發式增長的無人機給傳統低空運行帶來前所未有的沖擊和挑戰。

1傳統低空運行技術面臨技術變革

空域組織與管理技術創新

無人機將在未來低空運行中占據較大比重。從全球范圍看，我國通用航空業是從較低技術水平起步發展的，但在無人機領域獲得了與全球航空業同時起步、規模體量與產業鏈完整度上的優勢，出現了一批基于原始創新的飛行性能、基于全新操控手段和應用領域的飛行載體，從航空器總量、擁有者（飛行操作者）數量和飛行總量上迅速超過傳統通用航空。

無人機采用智能化的運行模式，難以直接接入現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變革為無人機提供更順暢的融入機制。另一方面，無人機發展的關聯技術創新為這場技術變革奠定了堅實基礎。近年來，我國在互聯網、5G、人工智能技術等領域保持快速發展，這些技術進步都可以轉化為低空運行管理技術創新的基礎。我國在無人機領域的快速增長以及全產業鏈發展具有顯著的領先優勢，無人機將成為我國航空業日益重要的分支領域，這為我國航空科技創新帶來全新動能，未來必將全方位推動低空運行技術的發展。

運行管理底層技術創新

無人駕駛的操縱及運行管理方式決定了未來的低空空域運行將實現動態間隔管理。運行管理需要考慮有人/無人不同航空器的特點與能力，航空器用戶任務規劃、空域容量平衡、沖突管理都需要打破現有的技術模式，進而搭建更精密的空域運行管理系統。在這個過程中，通信、導航、監視（CNS）設備將成為運行管理系統的主要技術支撐，CNS的即時性、有效性、覆蓋能力等將對空域運行間隔產生決定性影響，運行環境和機載系統的CNS性能將決定整個低空空域運行管理的安全性、經濟性和運行效率。

我國CNS發展已具備技術儲備和設備基礎，可有效支撐未來運行管理新模式。隨著衛星導航、ADS-B監視、數據通信等技術日益成熟，運行成本不斷降低，我國正在大力推進北斗應用、星基ADS-B與5G低空通信等新一代基礎設施建設與應用，低空空域運行將迎接更多基于全新底層技術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。

全局性技術變革

無人機運行正在不斷拓展更廣闊的應用場景，應用創新加速了全局性技術變革的進程。無人機物流配送、城市外賣、航拍航測、消防應急、工業服務、載客運輸，有關無人機應用的新設想促使從研發到商業化的一系列活動快速迭代，技術進步與應用創新共同作用催生的全局性創新呼之欲出。市場驅動下的變革精準定位于技術的商業應用和創新產品的市場成功，這使得空域容量平衡、空中交通服務、沖突緩解等產品與服務更加適合具體的應用場景，勢必可以高速推動無人機運行技術的轉化和推廣實踐，成為低空空域運行技術發展的源動力。

2傳統低空空域管理面臨根本性變革

管理體系的后發優勢

當前，我國通用航空運行管理整體處于模仿追趕狀態，無人機技術發展又對我國傳統通用航空運行管理提出了新的挑戰，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的整體斷層，無人機運行模式已經通過無人機全數字操控、數字化軌跡管理、數據鏈傳輸、航空器全壽命周期數字監管等技術而成為現實。實際上，美歐的無人機運行管理反而受制于通用航空傳統運行管理模式、思路和技術路徑，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運行技術應用的歷史軌跡，數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發展最大化的發揮效能，迫切需要研發適用于新一代飛行載體的運行概念、運行管理技術與管理模式。

管理觀念向增和博弈的轉變

空域管理觀念要實現從零和博弈到增和博弈的轉變。傳統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和決策，以及空管等地面人員的服務保障。無人機運行管理中，需要盡量降低人對系統的實時干預，通過預先設計運行概念和運行規則，建設數字化的運行管理系統等技術手段，實現常態化的運行管理。這種技術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零和博弈的舊競爭觀，轉變為增和博弈的新競爭觀，粗放管理的空域資源將進一步實現精細化管理，而且這種精細化管理必須從源頭的機制和規則入手。航空器飛行中的實時管控環節將充分弱化，傳統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、所有的服務保障環節，都需要從系統層面共同努力，獲取低空空域運行安全、經濟、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生較大改變。由于數字化和信息化在無人機運行系統中發揮著主導作用，傳統的管理組織需要從非信息化組織向信息化組織進行轉型和優化。

傳統的低空空域管理一般由多元化的專業組織分工合作實現，這些專業組織通常包括航空公司、空管、機場、飛行服務保障、維修、航油、航材服務保障等單位。在無人機運行的大部分典型場景中，航空公司、空管、機場、飛行服務保障這些機構將不斷引入信息化的虛擬組織實現對應的運行功能，新能源等新興技術大大縮減航油和維修等環節的任務分工和工作量，傳統運行組織中的業務分工勢必要進行充分合并和優化。這些業務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，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將更加有效率的運行。

3無人機運行研究需要關注的重點問題

撲面而來的無人機發展浪潮亟需低空空域整體運行概念和技術方案的支持，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難題和提升通用航空和無人機運行技術研究能力為目的，圍繞無人機運行概念、運行技術、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，逐漸形成國際領先的無人機運行創新能力，推動“一加快，兩實現”的民航強國戰略進程。未來無人機運行研究的重點應側重以下三個方面的瓶頸問題。

設計整體運行概念

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調管理效能。借鑒美國NASA和FAA的發展經驗，結合無人機產品特點和應用場景發展趨勢，輕小型無人機和城市載人無人駕駛航空器很難統一成完全相同的運行概念框架，需要設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，以及空中交通相關服務等，最終實現安全、高效、經濟的無人機運行管理。

研發運行支持系統

考慮到無人機與生俱來的數字化屬性，服務于無人機空域運行的支持系統勢必是基于人工智能的信息化系統。在確保空防安全和飛行安全的前提下，探索和創新有利于促進包括通用航空器和無人機在內的低空空域用戶協同發展的運行支持系統，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信息保障環境，建立多層級無人機飛行計劃動態管理平臺，建設海量飛行計劃數據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，結合運行管理、主體職責、運行流程、運行規則，綜合運行效率、人員工作負荷、成本等關鍵運行指標，對運行全流程提供合理可行的技術支持系統，形成對低空空域無人機運行概念的有效支撐。

明確運行技術框架

無人機運行概念需要智能化運行支持系統，整個運行體系的搭建需要及早明確主要運行環節的技術框架和關鍵技術方案。以通信、導航和監視為例，這些系統是無人機的核心模塊，也是保障無人機運行的基礎組件。如何構建可靠的、安全的、穩定的、高效的、成本低廉的通信、導航和監視系統是無人機技術發展的關鍵問題。考慮到與有人機的融合運行，在管制空域和非管制空域內，通信、導航和監視系統的系統架構存在原則性差異，針對非管制低空空域內運行的小型無人機通信、導航和監視系統架構，需要進行不同技術方案的分析和對比，探討不同應用場景下，各類技術的適用性和有效性，確定適合我國國情的無人機運行技術框架和關鍵技術解決方案，提升無人機整體運行效率和不同運行環節的兼容性。

在我國通用航空發展面對傳統運行管理技術追趕普及的態勢下，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，攪動著傳統低空空域運行和通用航空業的一池靜水。我國低空空域運行面對數字化、智能化等新一代技術應用的緊迫壓力，但同時，我們應該看到這一獨特的技術變革期也是我國全面審視低空運行管理技術趨勢、實現變道超車的重大機遇期，只有及早抓住行業發展的難得契機，才能讓中國解決方案釋放更加廣闊的國際影響力。