2449–2470 c ⃝ 2025 《中国科学》杂志社 www.scichina.com infocn.scichina.com 面向低空经济的低空网络技术创新与应用专题 . 论文 数字孪生驱动的低空智联网自智管控架构及 关键技术 喻鹏1, 谭灿1, 李文璟1*, 张俪馨1, 郭少勇1, 邱雪松1, 洪韬2, 付澍3, 王尚广1, 孟洛明1 1. 北京邮电大学网络与交换技术全国重点实验室, 北京 100876 精准服务等特征, 使得传统的被动式 网络管控技术难以满足业务随需服务要求, 亟须融合数字孪生、自智网络、分布式人工智能等新型技 术突破管控瓶颈. 为应对以上挑战, 本文分析了低空智联网的特征和需求, 提出了数字孪生驱动的低 空智联网自智管控架构. 依托自智管控闭环, 分别分析了低空网络层、数字孪生层、自智管控层的功 能, 并针对各个层次的关键技术, 包括低空组网覆盖和资源分配技术、网络资源孪生建模与状态同步 射机制和管控智能体部署方案 等, 进行了介绍. 结合关键技术, 本文进行了低空智联网自智管控实例设计, 验证了网络性能预测机 制、资源状态孪生同步机制以及低空网络自主部署机制的有效性. 最后总结低空智联网的未来技术挑 战, 为未来低空智联网的智能化、自主化运维提供了技术参考. 关键词 低空智联网, 数字孪生, 自智网络, 网络管控 1 引言 近年来, 随着低空飞行相关技术装备的迭代升级与系统化突破

天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 地址：天津自贸区（空港经济区）环河北路空港商务园东区 8 号楼 A701 无人机应急测绘 解决方案 天津腾云智航科技有限公司 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 地址：天津自贸区（空港经济区）环河北路空港商务园东区 8 号楼 ...................... 16 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 地址：天津自贸区（空港经济区）环河北路空港商务园东区 8 号楼 A701 无人机应急测绘应用 在应急测绘中，无人机航测技术在时效性呾分辨率方面的独特优势呾对环境的高适应能 力，极其适合应 无人机洪涝灾害应急优势：无人机可兊服交通等丌利因素，快速抵达叐灾区域，幵实时传递 天津腾云智航科技有限公司（中海达旗下子公司） 地址：天津自贸区（空港经济区）环河北路空港商务园东区 8 号楼 A701 现场信息，提高了处理紧急预警突収事件呾灾害的办事效率，快速准确的为叐灾地区进行航 拍、定损，为救援人员提供宝贵的搜救信息，进行全力抗灾救援抢险

三阶段改革 长期以来，我国空域实行军方主导、统一管制的模式。这一体制在保障国防安全方面起 到了至关重要的作用，但也客观上限制了通用航空等民用低空活动的开展。为适应经济社会 发展需要，我国自 2010 年起，开启了长达十余年的低空空域管理改革探索，大致可分为三 个标志性阶段。 图 2-1：中国低空管理改革之路 2.1.1 第一阶段（2010-2015 年）：“分类”破冰，试点探索与局限 了各具特色的发展模式。这些区域性的 探索并非孤立的竞争，其背后隐含着一种国家层面的战略协同，即利用不同区域的禀赋优势， 进行一场有分工、有侧重的全国性布局。十五五期间，这种分工协作将更加明确，从自下而 上的探索转向自上而下的战略对齐。 2.3.1 产业先发区模式：以粤港澳大湾区（深圳、广州、珠海）为例 以深圳、广州为核心的粤港澳大湾区，凭借其强大的产业基础、市场活力和政策创新能 力，成为全国低空经济发展的领头羊。 华东区域总部，并深度布 局全产业链。 ⚫ 基础设施建设：合肥已建成并运营了全国首个城市空中交通枢纽港——骆岗公园 UAM 枢纽港。南京市则构建了“一中心两平台多场区”的产业架构。 ⚫ 特色应用场景：上海金山至舟山的无人机跨海生鲜冷链运输已实现常态化运营。合肥则 依托骆岗枢纽港，积极探索城市观光、应急救援、政务飞行等多场景应用。 2.3.3 改革试验区模式：以湘、川、赣、琼等省份为例

5）无人机国内外发展：美军无人机配置军种广，无人机装备数量破千，以重型 无人机、侦察无人机和察打一体无人机为主。我国已研发出多款察打一体的无人 机产品，“彩虹”、“翼龙”系列代表的无人机产品性能优异，军贸市场口碑较好。 ❑ 无人机作为新域新质装备，高新技术聚集、产业链完整性强 1）新域新质装备：随着军事战场的不断演绎迭代，武器装备正朝着信息化、智 能化、无人化和集群化方向发展，无人作战将是未来战争首选形式之一。 亿美元，复合增速为 2.25％。 2）我国军用无人机市场：假设我国军用无人机采购费对标美国占国防预算比例 约 0.4%，预计 2023 年我国军用无人机市场需求约 60 亿元。 3）我国无人机军贸市场：根据 SIPRI 数据，中国 2010-2020 年全球军用无人机 市场规模占比为 17%，排名第三，主要出口机型为“彩虹”和“翼龙”无人机。 4）我国民用无人机市场：根据 Frost&Sullivan 1）重点推荐：航天彩虹（彩虹系列无人机+射手系列导弹双驱动）、中无人机 （翼龙系列无人机，2010-2020 年无人机军贸出口订单数量位列国内第一）。 2）重点关注：航天电子（无人系统装备填补高速无人系统领域空白）、宗申动 力（填补我国无人机装备国产航空活塞发动机空白）。 ❑ 风险提示：1）军品内销需求不及预期；2）军贸出口订单不及预期；3）工业级 无人机需求不及预期。 行业评级: 看好(维持)

天津腾云智航科技有限公司是中海达旗下致力于无人机产品销售及研发制造于一体的子 公司，公司拥有一支以高水平技术带头人为核心的研发团队，凝聚力强、创新力强，有多年 大型国企研发经验，公司坐落于天津自贸区空港经济区创业创新中心，目前拥有 500 多平米 的现代化办公场所。公司依托于中海达集团的优势，扎根于测绘行业，致力于打造测绘行业 无人机系统第一品牌。 图 3.1 公司外景图 3.2 产品线汇总

经济高质量发展行动方案》提 出， 2027 年产业规模突破 1000 亿元，建设 30 个通用机 场和 600 个起降点。 合肥骆岗低空融合飞行试 验区 全球首创：建成全球首个低空 交通枢纽港，开展 eVTOL 常 态化演示飞行，计划 2025 年 取得商业运营许可证（ OC ）。 西安西咸新区无人机试飞 基地 功能定位：集研发、试飞、培 训于一体，获批空域 78.5 平 方公里，年试飞架次超 国内首个“智慧全出行链”自动驾驶开放测试区的建成，为自动驾驶技术的研发和测试提供了绝佳的实践平台；上海交通基础设施数 字孪生试点——杨浦大桥项目，利用数字孪生技术实现了对桥梁的精准监测和管理；“临港 - 嵊泗”低空客运试点航线的开通，更是 开拓了低空经济在交通领域的应用新场景。这些创新成果不仅推动了智能交通技术的进步，还为产业链融合创造了更多可能。 城市空中高速路网的实施策略 实施城市空中高速路网需要综合考虑飞行器的

• 军地民低空协同管理机制尚未建立 ，企业需与多部门进行沟通审批 ， 涉及环节多且流程繁琐 • 空域资源有限 ，亟需建立有限空域高效利用机制。 事故处理 职责分工 • 工信、交通、发改、规自、住建等各部门之间职责尚未明确 ，面临监 管缺少、服务不足等问题 • 以驾驶员为中心构建的通航事故侵权责任制度难以适用 ，需市探索市 公安和民航部门联合机制 《条例》框架和重点内容 低空经济发展难题挑战 年内实现设施投资建设商业化闭 ） 4 多场景低空飞行融合应用 深城交内部机密 ，禁止分发 （ 三 ）投建营服务 深城交联合宝安交投 ，建成深圳首个 eVTOL 起降及运营中心（ 欢乐 港 4 3.1 基础设施投建营 - 先进空中交通 AAM 综合枢纽案例 深圳福田口岸深空之城 AirShenzhen ，打造先进空中交通 AAM 综合枢纽

一级市场：以北美为主，该市场成熟度高，品牌知名 度高，以购买转化为目的的推广； 3. 二级市场：以英、德、法为主的欧洲市场，该区域市 场集中在英国，品牌加大德、法等市场的覆盖人群， 并加强定制化产品推广； 4. 三级市场：以日韩港为主的亚洲及澳洲市场，这些市 场还处于开拓阶段，大疆着重提高品牌知名度。 5. 除关注消费级市场外，还积极拓展专业及商业级市场。 针对不同应用场景的产品和解决方案推出多个产品。 亿航智能（ Nasdaq: 综合保税区，２０ 14 年 长沙县委托深圳新摩尔公 司策划长沙空港２平方公 里综合保税区产业规划和 功能配置，２０１６年６ 月国务院批准了长沙空港 综合保税区，未来这里将 成为湖南自由贸易区的核 心区，与金霞港，衡阳综 合保税区，湘潭保税区， 郴州出口加工区共同组成 湖南省自由贸易区，突出 文化产品的进出口贸易， 体现湖南省文化大省特点。 欢迎进出口贸易和国际物流服务和高科技制造进驻长沙 综合保税区 •

间需权衡取舍。 “配送方式“构成了低空经济系统的最终环节。投递柜可在公共或住 宅区域提供安全的卸货点；屋顶站点则利用城市垂直空间，适应高密 度环境；移动载具可作为移动枢纽，提升灵活性；而无人机港则支持 大批量的运营需求。送货上门服务虽然便捷，但也带来了隐私和安全 方面的挑战。 在垂直城市中，屋顶站点与共享配送点通常比直送服务更具可行性。 在复杂的城市环境中，采用混合模式——即由无人机与将与地面车辆

流配送"项目，通过无人机配送将平均配送时间从 2 小时压缩到 5 分钟，修车效率提升 3 倍，人力成本减半，库存周转率提升 200%。 典型企业自建园区案例： 顺丰无人机物流枢纽：顺丰在全国多地布局无人机物流枢纽，其中在天津临港试 运行"跨海钻井平台物流线"，通过 3 个月零事故的百万条避障数据积累，为后续载人 奠定基础。在安徽金寨用无人机打通山区物流"最后一公里"，年配送农产品超千吨。 京东无人机运营中心：京东在江苏 络，实 现了跨城医疗物资配送，提高了物流效率，降低了成本。 区域布局与差异化发展： 无人机企业自建园区注重区域布局和差异化发展，根据不同地区的特点和需求， 布局不同类型的园区。如顺丰在天津临港的无人机物流枢纽，重点发展跨海物流和应 急救援；在云南的无人机物流枢纽，则重点发展山区物流和跨境物流。 4.2 eVTOL 企业自建园区的战略规划 eVTOL 企业自建园区是低空经济领域的新兴力量，其战略规划主要围绕以下几个