□ 民航江蘇空管分局 徐 蕾 冷 杰/文
據(jù)江蘇省交通運輸廳公布的《2022 年全省交通運輸經(jīng)濟運行情況快報》和《2022 年江蘇省民用運輸機場生產(chǎn)統(tǒng)計公報》,2022 年江蘇民航旅客運輸量為2459.1 萬人次,已超越2019 年同期的民航水平,江蘇的公、鐵、水、空四種運輸方式累計完成綜合客運量4.6 億人次,民航在江蘇省當年營業(yè)性全交通客運量的占比為5.35%,即代表目前江蘇綜合客運需求旺盛,但民航運輸體量僅能解決江蘇省一小部分人的中長途旅行需求。據(jù)統(tǒng)計,2019 年,江蘇的人均出行架次為0.46 次,我國人均航空出行次數(shù)為0.47 次,遠低于世界平均值1.03 次,根據(jù)民航局《新時代民航強國建設(shè)行動綱要》規(guī)劃,我國人均航空出行次數(shù)在2035 年要超過1 次,縮小與民航發(fā)達國家的差距。
近年來,隨著無人駕駛航空器、電動垂直起降(eVTOL)等空域新用戶的強勢加入,低空空域運行成為一個全新的領(lǐng)域和發(fā)展方向,低空經(jīng)濟正迅速崛起。美國國家航空航天局(NASA)在2018 年6 月發(fā)布的研究報告中稱,城市空中交通(UAM)將對地面交通起到很好的補充作用,UAM 的興起代表著真正意義上的全民航空時代,至少應(yīng)有5%的市內(nèi)通勤和30%的城際旅行是通過航空來完成的——這意味著低空的發(fā)展將徹底改變?nèi)藗兊纳?,賦能未來。
2016 年9 月,國務(wù)院審議通過的《民用無人駕駛航空器系統(tǒng)空中交通管理辦法》規(guī)定,民用無人駕駛航空器僅允許在隔離空域內(nèi)飛行。2018 年1 月,國務(wù)院審議通過的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例(征求意見稿)》,將無人機分為兩級三類五型。2019 年,國務(wù)院印發(fā)的《交通強國建設(shè)綱要》提出,積極發(fā)展無人機(車)物流遞送、城市地下物流配送等。2021 年,深圳市司法局發(fā)布了《深圳市民用無人機管理暫行辦法(征求意見稿)》,明確指出市政府對無人機管理工作進行統(tǒng)一領(lǐng)導,組織建設(shè)低空領(lǐng)域無人機空中感知系統(tǒng),明確公安、工信、市場監(jiān)督管理等各部門職責分工,建立與相關(guān)軍民航空管單位的信息共享和協(xié)調(diào)聯(lián)動機制,協(xié)調(diào)解決無人機管理中的重大問題。民航局于2022 年8 月發(fā)布《民用無人駕駛航空發(fā)展路線圖V1.0(征求意見稿)》提出了先載貨后載人、先通用后運輸、先隔離后融合的發(fā)展路線。
2021 年7 月,湖南省成為國內(nèi)首個全域低空飛行試點省份。湖南將在3000 米以下低空空域進行航空器監(jiān)視通信覆蓋、低空空域監(jiān)管、低空空域運行管理等方面積累經(jīng)驗,為全國低空開放提供理論依據(jù)。2022 年初,國家發(fā)改委、商務(wù)部以深圳作為先行先試單位,打造海陸空三位一體的新興城市綜合交通體系。2022 年7月,上海市政協(xié)十三屆三十五次常委會議提出建設(shè)以浦東機場和鐵路東站為核心的綜合交通樞紐建設(shè),率先引入新型交通工具和交通方式,推廣eVTOL 航空器。
借鑒中低空及高空發(fā)展經(jīng)驗,結(jié)合低空與城市之間的關(guān)系,本文將低空交通發(fā)展分為三個階段。
第一個階段——實驗空域運行。該階段大致從2014 年開始直至今日,關(guān)于無人機交通管理的理論體系開始逐步建立與完善,用于城市空中運輸?shù)妮d運工具研發(fā)也得到了極大的關(guān)注。2014 年,NASA 正式提出城市低空空域無人機交通管理系框架(UAS Traffic Management,UTM),目的是從風險保障角度來確保大規(guī)模、高密度的無人機在城市低空空域內(nèi)安全高效運行。該階段的無人機主要借鑒通航及大飛機,劃設(shè)臨時的試點隔離空域用于飛行,或沿固定航線進行低密度飛行。該階段用于城市空中運輸?shù)妮d運工具研發(fā)已經(jīng)得到了極大的關(guān)注,隨著eVTOL 航空器技術(shù)的成熟和智能化管理系統(tǒng)的逐步完善,UAM 全面發(fā)展,并且將在管制方式、航路規(guī)劃、空域設(shè)計以及空域容量等方面提出新的要求。
第二個階段——開放空域運行。該階段是第一階段的延伸,主要在城市外圍圍繞某一樞紐建成多條低空專用通道(航線),實現(xiàn)小型立體網(wǎng)絡(luò)運行。場景覆蓋相對更加豐富,涵蓋多個領(lǐng)域,包括航拍、測繪、婚紗攝影、救援、配送、安防監(jiān)控、植保等,重點還是物流運輸。搭建從機場到地區(qū)或城市物流集散中心,再到社區(qū),最后到小區(qū)的全過程無人機運輸體系。其他方面可應(yīng)用到諸如公路養(yǎng)護、森林巡檢、航道勘測、跑道檢查等,大大提升各類工作運行效率,節(jié)省成本。
第三個階段——融合空域運行。該階段的特征是多樞紐、高密度運行,不僅是無人機、有人機等的融合,也是空地一體化的融合。城市空中交通成為該階段運行場景的主角,“空中飛的”得以實現(xiàn),比如從南京祿口機場前往橋北,人們根據(jù)自身情況和條件可以有多種模式選擇,選擇打車至少需要1 小時,選擇地鐵至少需要1小時,而選擇eVTOL 預計只需要20 分鐘。此階段是江蘇綜合大交通體系發(fā)展的升華。城市空中交通運行的主流工具將是這兩年越來越熱的eVTOL,該類飛行器不依賴跑道、體積小、噪聲低、運營成本低、可靠性高、智能化且環(huán)保,更有利于在城市內(nèi)/城際進行交通作業(yè)。
現(xiàn)階段江蘇省低空交通發(fā)展還存在著很多的困難和挑戰(zhàn),與發(fā)展設(shè)想的目標還有不小的距離。應(yīng)以問題為導向,逐步突破,真正促進低空的良好發(fā)展。
目前,江蘇省乃至我國實際上還沒有基于實際需求對空域進行分類,更沒有對低空空域的范圍、飛行規(guī)則、提供服務(wù)類型等進行詳細的劃分,主要是根據(jù)的國家的空域分類結(jié)果,依據(jù)機場、塔臺、進近、區(qū)域等單元主要分為中低空和高空區(qū),在南京低空試驗區(qū)試點開放的幾處低空空域目前也尚處于粗放式的分類管理階段,可用的民用低空空域資源仍較為稀缺,無法滿足無人駕駛航空飛行活動等對低空空域資源的使用需求,更無法滿足未來開放或融合式的低空交通發(fā)展需求。隨著無人機逐步融入國家空域系統(tǒng),迅猛增長的低空交通需求與極其有限的低空空域供給之間的矛盾不斷加劇,低空空域內(nèi)各用戶之間的空域資源使用沖突更為加劇。因此,增強低空空域供給能力,做好低空空域規(guī)劃,確保低空交通能飛,是促進江蘇省低空交通發(fā)展的基礎(chǔ)。
南京是國家第一批無人機試驗區(qū)并建成了南京市無人駕駛低空管理中心,實現(xiàn)了飛行計劃審批、飛行活動監(jiān)視、低空飛行信息共享與責權(quán)關(guān)系劃分等功能,然而南京市低空空域相關(guān)體系建設(shè)主要聚焦飛行服務(wù)保障體系,且側(cè)重低空飛行信息管理系統(tǒng)建設(shè),對于低空空域運行監(jiān)管體系涉及的組織機構(gòu)、協(xié)調(diào)關(guān)系、運行機制、規(guī)則程序、系統(tǒng)平臺等一系列核心要素尚未系統(tǒng)化建立,導致建好的基礎(chǔ)信息平臺因缺乏其它運行監(jiān)管體系要素而無法充分發(fā)揮運行效能,低空飛行的安全監(jiān)管面臨重大挑戰(zhàn)。放眼全球,歐美航空發(fā)達國家針對低空交通的運行監(jiān)管需求,已經(jīng)研制了較為成熟的系統(tǒng)工具,實現(xiàn)了對低空飛行活動的安全運行監(jiān)管。比如,NASA 為FAA 設(shè)計的無人機空管系統(tǒng)UTM,成功大幅推進了美國無人機的商業(yè)應(yīng)用。歐洲Skyguide 與AirMap 聯(lián)合研發(fā)歐盟首個無人機空管系統(tǒng)U-Space,以確保歐洲空域內(nèi)數(shù)百萬無人機安全有序地完成各項空中飛行任務(wù)。因此,只有增強江蘇省低空運行的監(jiān)管能力,才能確保低空交通正常推行。
江蘇省的無人駕駛航空的服務(wù)保障體系建設(shè)剛起步,目前還未形成一套系統(tǒng)、科學和完善的低空飛行運行管理體系,相關(guān)的機制、運行模式、系統(tǒng)功能、業(yè)務(wù)流程、標準規(guī)范等仍在進行系統(tǒng)性和深入性探索,僅能在南京的試驗區(qū)內(nèi)為低空用戶提供飛行計劃審批、航空情報、航空氣象、告警和協(xié)助救援服務(wù),總體飛行效率還不高。因此,如何提高低空用戶飛行效率,成為當前面臨的挑戰(zhàn)。
以構(gòu)建“社會管理+行業(yè)管理”的行業(yè)發(fā)展格局、形成安全、高效、順暢、可持續(xù)的低空運行體系、實現(xiàn)無人機“無縫隙”融入江蘇省空域系統(tǒng)、打造與各類航空器相適應(yīng)的運行生態(tài)系統(tǒng)為最終目標為導向,充分挖掘現(xiàn)有的無人機試驗區(qū)的優(yōu)勢,基于已有法規(guī)、政策,在試驗區(qū)大膽先試先行,敢于突破創(chuàng)新,積極探索相關(guān)規(guī)范標準,助力國家、地方出臺更多的規(guī)章、政策,為保障低空的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。
根據(jù)江蘇省空域需求及基礎(chǔ)條件,積極開展江蘇省內(nèi)空域分類試點工作,制定相關(guān)工作方案,實現(xiàn)空域的科學劃分,促進國家空域分類的切實推進,為江蘇省低空交通發(fā)展奠定良好的空域資源支持。
空域規(guī)劃要著重研究低空的數(shù)字化、智能化發(fā)展需求,充分探索和挖掘江蘇省低空空域資源,積極協(xié)調(diào)開設(shè)并固化多條低空專用航路航線或走廊,制定不同高度層的低空空域資源圖。低空公共航路的劃設(shè)綜合考慮低空空域的環(huán)境信息以及城市內(nèi)UAM 的交通需求量和效率,對低空航路進行合理的設(shè)計能夠有效降低因航線增加造成的碰撞概率指數(shù)倍增長,其空間布局對智能交通系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義。一方面,公共航路的布局可以反映當前居民出行的空間分布情況,合理的布局有助于促進多式聯(lián)運,實現(xiàn)城市交通與空中交通的耦合,構(gòu)建一體化的城市立體交通。另一方面,低空公共航路可以約束規(guī)模化運行的eVTOL 航空器的飛行路徑及方向,可以借鑒中低空的航路航線,合理規(guī)劃使無序飛行的eVTOL 航空器變得有序,通過設(shè)計空域結(jié)構(gòu)有效分離航線方向,從而降低UAM 管控難度,提高運行安全性。
低空運行保障管理的關(guān)鍵在于管理機制的建立、智能化管理系統(tǒng)和地面基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)等。
探索低空空域各階段的運行管理機制,借助空管部門的技術(shù)和人員支持,借助江蘇省軍、地、民三方平臺,加強三方之間的協(xié)同,創(chuàng)建與之匹配的的低空管理模式,積累低空隔離、開放、融合運行相關(guān)經(jīng)驗,形成各階段的管理規(guī)范。
智能化管理系統(tǒng)實際上包含多個平臺,如低空空域管控平臺、無人機業(yè)務(wù)管控平臺等,各類場景的實現(xiàn)須通過智能化管理系統(tǒng)予以支撐。比如低空氣象對運行影響極大,亟需加快建設(shè)氣象探測平臺,加強低空公共航路周圍氣象站點的布局,才能極大提升安全保障水平;比如通過增加基站或基站改裝等方式,實現(xiàn)低空通信、導航、監(jiān)視能力的全覆蓋,全面加強低空通導監(jiān)視系統(tǒng)建設(shè)。
地面基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)也是低空用戶運行保障的重要基礎(chǔ),比如eVTOL 的地面垂直起降場、登機平臺、機庫等。而且部分地面基建會反作用于公共低空航路網(wǎng)絡(luò)的布局設(shè)計與發(fā)展方向。地面基建建設(shè)可充分利用現(xiàn)有的城市設(shè)施,例如垂直起降機場可選用在火車站等重要交通樞紐處,也可以是建筑物頂層、直升機位等已有基礎(chǔ)設(shè)施處,有利于降低前期基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本,但對于建筑物頂層所帶來的場地使用權(quán)限、飛行器噪音、空間隱私問題、人的安全感受及其商業(yè)化可用性問題仍需進一步探討。
以政府為主導,加強低空空中交通管理者與各領(lǐng)域的協(xié)同,整合相關(guān)資源,促進低空交通高速發(fā)展。加強低空空中交通管理者與無人機制造商、設(shè)施服務(wù)商的合作,支持將無人機納入試飛空域進行飛行驗證;加強低空空中交通管理者和軍方在運行協(xié)調(diào)方面的溝通,使低空空域最大化利用,推動實現(xiàn)低空飛行管理的規(guī)范化和標準化;加強低空空中交通管理者與業(yè)內(nèi)監(jiān)管方、專家等的合作,共同參與觀摩和研究無人機試飛情況,合力協(xié)助政府制定規(guī)章、監(jiān)管體系;加強低空空中交通管理者與地面交通管理者的地空協(xié)同,建立實時聯(lián)系,有助于UAM 加快融入城市交通系統(tǒng)的進程,為構(gòu)建綜合化、立體化的城市交通系統(tǒng)提供便利。
加強低空監(jiān)管體系建設(shè),有利于推動低空的監(jiān)管由人管向系統(tǒng)管轉(zhuǎn)變??山梃bFAA 對無人機的分場景監(jiān)管思路,從運行場景入手,考慮市場需求、技術(shù)水平、安全風險,以及與現(xiàn)有空域運行生態(tài)的銜接和影響,選取當前階段具有代表性的運行場景作為監(jiān)管的切入點,采用分類監(jiān)管的思路將運行場景分為小型無人機常規(guī)運行和無人機的高級運行,其中高級運行也應(yīng)進一步細分,比如城市空中交通、無人機物流運輸、應(yīng)急飛行、農(nóng)業(yè)植保等。再從具體的運行場景出發(fā),逐步拆分并確定相應(yīng)的監(jiān)管對象、監(jiān)管環(huán)節(jié)、具體要求,將這些要素輸入到系統(tǒng),構(gòu)建完整的監(jiān)管閉環(huán)體系。
未來,大力發(fā)展低空交通運輸,是時代發(fā)展的必然趨勢。低空交通的發(fā)展必須打破常規(guī)政策、體制的束縛,有所突破創(chuàng)新,才能破繭成蝶。