深度好文丨大區(qū)域(城市)低空安全管控應用發(fā)展與未來展望
導語
低空經濟作為一種新型經濟形態(tài),因其產業(yè)鏈條長、輻射范圍廣以及成長性、帶動性強而備受矚目。以城市應用場景為例,穿梭于樓宇之間的“空中快遞員”、個人出行搭乘“飛的”已逐漸從科幻走進現(xiàn)實,隨著低空飛行器在物流、旅游、應急、巡檢、測繪等眾多領域的廣泛應用,不僅豐富了城市生活,而且提升了城市管理和服務效率。與此同時,由于城市低空環(huán)境的復雜性、動態(tài)性以及無人機等低空飛行器自身的事故率,其自身的墜落傷人、撞擊、擾航等事故風險以及衍生恐怖襲擊、竊取國家軍事情報、侵入重要單位(駐地)、偷拍侵犯隱私等安全風險,越來越引起社會各界的廣泛關注。一定程度上,低空安全問題不僅是一個事關國家安全、公共安全的“安全問題”,也是一個事關低空經濟發(fā)展的“發(fā)展問題”。無疑,伴隨低空經濟的蓬勃發(fā)展,城市低空安全的重要性日 益凸顯,成為城市發(fā)展中不容忽視的問題,特別是在城市區(qū)域的重點目標空域管理以及常態(tài)化日常監(jiān)管和處置等方面,城市級低空安全管控解決方案顯得尤為迫切和重要。
一、城市級低空安全管控的發(fā)展與面臨的問題
低空安全防范歷史可追溯至20世紀初,囿于當時技術手段,主要依賴目視與地面指揮,且側重于軍事領域。進入21世紀,雷達等探測技術開始向民用領域拓展,無線電偵測反制逐漸成為低空安全防范主流技術,基于大數(shù)據(jù)、AI、物聯(lián)網(wǎng)的低空安全系統(tǒng)也應運而生。這一過程,政府與企業(yè)紛紛加大投入,低空安全行業(yè)發(fā)展進入快車道。
2024年1月1日起正式實施的《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》,全方位覆蓋無人駕駛航空器從注冊登記、飛行資質審核到飛行活動規(guī)范等關鍵環(huán)節(jié),明晰各主體權責,為低空飛行器的有序管理奠定堅實法律根基,猶如行業(yè)發(fā)展的“定海神針”,指明了低空安全發(fā)展之路。當前盡管在技術與政策層面取得了諸多進展,但城市低空安全仍面臨著一系列問題:
1.在低空安全認識層面
很大程度上把“低空安全”等同于“低空防御”,投射在策略層面就是“重打輕防”,造成當前市場主流的無人機防御手段過度依賴硬件直接反制,這種單一化的防御方式強硬、粗放、被動,即使能夠直接干擾目標無人機操作,也極易對民用航空、低空經濟發(fā)展乃至民眾日常生活產生不利影響,更為重要的是,未能構建起多元化的防御體系,難以從根本上有效應對無人機帶來的安全威脅。
2.在低空安全管理層面
當前對低空實行傳統(tǒng)民航(通航)飛行管控模式,這種方式主要依賴于空中交通管制員人工管理,且每人通常負責飛機不超過12架,而且傳統(tǒng)民航(通航)飛行高度高,規(guī)劃線路時需考慮的因素比低空飛行器飛行的影響因素要少得多。在實名登記方面,由UOM系統(tǒng)推行,據(jù)數(shù)據(jù)顯示,截至2024年6月份, 全國實名登記的無人機已達187.5萬架,無人機經營性企業(yè)超1.4萬家,無人機駕駛員執(zhí)照超過22.5萬本。2024年1至6月,全國民用無人機累計飛行981.6萬小時,較去年同期增加13.4萬小時。盡管中央空管委提出低空管理服務平臺需具備與各級空管運行機構、省市職能監(jiān)管部門和各類空域用戶之間數(shù)據(jù)共享的能力,但實際中“底數(shù)不清、監(jiān)管乏力”的問題仍然存在。
3.在低空安全實踐層面
目前低空防御工作還普遍存在“點狀防御、各自為政”的狀態(tài),同城市、同區(qū)域內不同單位單獨部署,不僅造成設施冗余、資源浪費,還嚴重影響了防御的效能和覆蓋面。在低空經濟環(huán)境下,點狀防御已遠遠無法滿足對無人機進行全面、有效監(jiān)控的迫切需求,亟需從更高維度構建統(tǒng)一的低空安全管理平臺,推動低空安全從防御向治理轉變,提升管控效能。令人揪心的是,不少開始建成的低空管理平臺,事實上將管控重心放在“合作目標”上,即為遵循相關規(guī)范及要求,合作目標能夠自發(fā)通過廣播式自動發(fā)送、借助次雷達應答機或主動向城市低空綜合管理服務平臺報送識別信息,并對空域管理指令敏捷響應反饋,其管理流程相對明晰規(guī)范,可控性較高。而對隱匿于暗處,真實位置隱匿難覓,只能依賴傳感器現(xiàn)場捕捉,管理難度呈指數(shù)級攀升的“非合作目標”重視不足,應對乏力。
二、城市級低空安全解決方案設計基礎原則
無人機及其飛行數(shù)量的急劇增長以及城市環(huán)境的復雜,使得傳統(tǒng)模式存在著巨大的能力缺口,難以滿足實際需求。低空安全技術的日益成熟,《無人駕駛航空器飛行管理暫行條例》的施行,為構建統(tǒng)一的城市級低空安全管理平臺實現(xiàn)軟硬件的深度融合和數(shù)據(jù)的共享利用提供了較為成熟的內外部條件。
從理念看,著眼于現(xiàn)代低空安全保障的全方位訴求,低空安全的內涵已產生根本性的變革,從單純針對無人機“黑飛”現(xiàn)象的反制管理發(fā)展到集感知、通信、管理功能于一身的區(qū)域綜合化治理理念。
從目標看,著眼于有效應對低空領域中錯綜復雜、變幻無常的安全挑戰(zhàn)以及不斷演進的發(fā)展需求,依據(jù)系統(tǒng)性與綜合性、安全性與可靠性、靈活性與可擴展性、數(shù)據(jù)共享與互聯(lián)互通以及解決方案的設計和實施應符合國家相關法規(guī)和標準等五大原則展開工作,構建起一套全方位、高效率、智能化且適應能力卓越的城市級低空安全管控體系。
從架構看,城市級低空安全解決方案應涵蓋綜合管理服務平臺、監(jiān)視系統(tǒng)、處置系統(tǒng)、數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動監(jiān)管系統(tǒng)以及應急救援系統(tǒng)等部分。其中,綜合管理服務平臺處于核心地位,承擔整合各類資源與信息之責,可實現(xiàn)空域管理、計劃管理、監(jiān)視指揮等多方面功能;監(jiān)視系統(tǒng)借助雷達、無線電、5G-A等設施探測跟蹤非合作目標,并通過ADS-B等識別信息接收設備監(jiān)視合作目標;處置系統(tǒng)配備可見光、紅外等及干擾、誘騙、打擊等設備,用于對違規(guī)飛行目標的查證識別與綜合處置;數(shù)據(jù)共享和聯(lián)動監(jiān)管系統(tǒng)達成與各級空管運行機構、省市職能監(jiān)管部門和各類空域用戶的數(shù)據(jù)共享及聯(lián)動監(jiān)管;應急救援系統(tǒng)則在低空運行安全事故或癥候發(fā)生時,率先發(fā)布告警信息,聯(lián)動公安、消防、醫(yī)療等救援力量實施救援行動。
三、城市級低空安全解決方案 杰能科世的實踐探索
杭州是民航局首批民用無人駕駛航空試驗基地(試驗區(qū)),也是國內最早進行無人機城市場景商業(yè)運行探索的城市之一。近400家低空經濟相關企業(yè)在此匯聚,產業(yè)觸角廣泛延伸至航空器制造、低空安全保障、運行服務各細分賽道。其中,杰能科世作為低空安全領域的先行者,結合深厚的行業(yè)理解和創(chuàng)新的頂層規(guī)劃能力,率先提出以面、塊、點作為工作核心,通過“以面管塊、以塊管點、以聯(lián)保點、人技結合”的方式,以人為本,以生產、生活的安全為底線,利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)思維做好平臺設計,配合杭州公安搭建“杭州市民用無人機公共監(jiān)管系統(tǒng)”,覆蓋杭州3900平方公里面積,一年監(jiān)測飛行數(shù)據(jù)100萬余架次。公司城市級低空安全監(jiān)管平臺現(xiàn)已推廣至浙江省、山東省、寧夏回族自治區(qū)、吉林省、新疆維吾爾自治區(qū)等地10余個城市(地區(qū)),為構建城市級低空安全體系提供解決方案。
通過實踐探索,我們認為城市級低空安全解決方案應具有五大特點:一是系統(tǒng)性,從前端感知多元設備選型融合,到中端數(shù)據(jù)高速流轉處理,再到后端處置行動精準協(xié)同,構建起全流程閉環(huán)生態(tài);二是安全性,數(shù)據(jù)加密貫穿傳輸存儲全程,多重冗余機制確保極端工況穩(wěn)定運行;三是靈活性,基于“世盾中央大腦”核心架構,能自主學習新技術、新算法、新模型,適配新城市低空場景;四是共享性,積極對接各級監(jiān)管與行業(yè)主體,打破數(shù)據(jù)壁壘,以共享激發(fā)協(xié)同監(jiān)管效能;五是合規(guī)性,緊密對標國家低空法規(guī),確保每一項技術應用、每一次處置行動均合法合規(guī)。
四、城市級低空安全管控的未來發(fā)展方向
1.技術融合與創(chuàng)新
隨著5G、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術的持續(xù)發(fā)展與深度融合,未來城市級低空安全解決方案將迎來更多創(chuàng)新應用。例如,5G甚至未來6G技術的高速率、低延遲特性將進一步提升低空飛行數(shù)據(jù)的傳輸效率與實時性,為無人機的遠程操控與精準作業(yè)提供更有力的支持;物聯(lián)網(wǎng)技術將實現(xiàn)低空飛行器與周邊環(huán)境及其他設備的深度互聯(lián),構建更加智能、高效的低空生態(tài)系統(tǒng);人工智能技術將在飛行路徑規(guī)劃、智能決策、安全預警等方面發(fā)揮更大作用,不斷提升系統(tǒng)的智能化水平與自主應對能力。
2.標準化和規(guī)范化
隨著行業(yè)的不斷發(fā)展與壯大,以及相關法規(guī)政策的逐步完善,低空安全解決方案將朝著標準化和規(guī)范化的方向邁進。建立統(tǒng)一的行業(yè)標準與規(guī)范,將有助于提高不同廠商設備與系統(tǒng)之間的互操作性,促進低空安全防護市場的健康有序發(fā)展。同時標準化和規(guī)范化也將為監(jiān)管部門提供更加明確的管理依據(jù),便于對低空飛行活動進行更加嚴格、有效的監(jiān)管。
3.一城一網(wǎng)
低空經濟蓬勃發(fā)展態(tài)勢下,構建“一城一網(wǎng)”勢在必行,在國家空管平臺的基礎上,每個城市根據(jù)自身特點建設全方位、個性化的低空安全管理網(wǎng),匯聚城市范圍內低空飛行器動態(tài)、飛行計劃、設備工況等海量數(shù)據(jù),借超級智能算法生成全域態(tài)勢圖,助力全域風險預警、隱患定位,緊急時一鍵調配應急資源高效應對。
4.安全防控能力的持續(xù)提升
隨著技術的不斷進步以及各行業(yè)對低空安全需求的持續(xù)增加,低空安全解決方案的安全防控能力將不斷得到強化與提升。未來的低空安全防護系統(tǒng)將具備更強的目標探測與識別能力、更精準的干擾與打擊手段、更高效的應急救援響應機制以及更完善的安全評估與預警體系,持續(xù)優(yōu)化的安全防控能力將有效遏制違規(guī)飛行行為,維護城市低空的安全秩序。
五、結語
城市級低空安全防護領域正處于快速發(fā)展與變革的關鍵時期。雖然目前仍面臨諸多挑戰(zhàn),但隨著技術的不斷創(chuàng)新、政策的逐步完善以及行業(yè)標準的日益健全,未來必定能構建起更加安全、高效、智能的低空安全防護體系,實現(xiàn)低空經濟與城市公共安全的和諧共生與協(xié)同發(fā)展。在這一進程中,杰能科世將繼續(xù)深耕低空安全領域,深度研究在多元場景下低空安全管理的差異化訴求,持續(xù)深化與政府機關、科研機構及行業(yè)伙伴的戰(zhàn)略合作,攜手并進,為繪制開放、協(xié)同、可持續(xù)發(fā)展的低空安全生態(tài)藍圖貢獻力量。
■ 文/ 孫忠良 杰能科世智能安全科技(杭州)有限公司
文章來源于《中國安防》雜志2025年第1-2期