低空智聯(lián)云技術(shù)研究報告1.0

目 錄一、政策趨勢市場解讀 1（一）政策發(fā)布解讀 1國內(nèi)政策解讀 1國外政策解讀 1（二）市場趨勢解讀 2二、低空智聯(lián)云體系概述 4（一）技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 4（二）現(xiàn)階段發(fā)展挑戰(zhàn) 4挑戰(zhàn)一：低空設施種類繁多異構(gòu)性高，導致互聯(lián)難度大 4挑戰(zhàn)二：空域環(huán)境復雜無法得到全面監(jiān)管，導致飛行器起降受限 5挑戰(zhàn)三：缺乏行業(yè)云平臺用以支撐低時延、智能化業(yè)務場景 6三、低空智聯(lián)云技術(shù)應用 7（一）低空智聯(lián)云技術(shù)架構(gòu) 7基礎設施 7協(xié)同平臺 9頂層應用 11（二）低空智聯(lián)云特色行業(yè)應用 12特色應用一：政務場景 12特色應用二：民生場景 13一、政策趨勢市場解讀（一）政策發(fā)布解讀國外政策解讀20237（FAA）發(fā)布《先進空中交通（AAM）實施方案》V1.0，包括運營、基礎設施、電力網(wǎng)絡、安的發(fā)展，并在無人機監(jiān)管方面建立完善的法規(guī)體系。201611SESARU-sapce，20176SESAR20181252025國內(nèi)政策解讀我國大力推進現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系建設，加快發(fā)展低空經(jīng)濟新興產(chǎn)202435——202435（以下簡稱《報告》）中首次把低空經(jīng)濟寫入政府工作報告。《報告》提出“”（2024—2030（）針對未來低空經(jīng)濟的實際工作推進發(fā)布了具體行動方案?！斗桨浮?G”各地積極響應國家號召，出臺促進低空經(jīng)濟發(fā)展行動方案，從低空產(chǎn)業(yè)鏈上、中、下游全方位推動地方低空產(chǎn)業(yè)建設。低空飛行器制造方面，提出通過整機牽引，加快低空有人、無人飛行器核心零部件技術(shù)攻關(guān)；基礎設施保障方面，加強起降及服務保障場地建設及利用，并完善無人機通信、導航、感知、氣象、定位、監(jiān)視等設施建設；監(jiān)管及運行服務方面，大力發(fā)展智能化飛行器控制，加強數(shù)字基礎設施建設；應用場景方面，鼓勵開展應急救援、巡視巡（二）市場趨勢解讀我國低空市場發(fā)展受到政策支持作用的鼓勵，在技術(shù)發(fā)展、試點飛行、多種場景應用等多個領域呈現(xiàn)出迅速發(fā)展態(tài)勢。據(jù)中國民2022eVTOL2023eVTOLEH216-S已取得中國民航局頒發(fā)的型號合格證（TC），eVTOL1851211022012等城市開通43條航線，并累計完成訂單超36萬單。eVTOLeVTOLAAMJobyAviationPrimeAir二、低空智聯(lián)云體系概述（一）技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀作為推動低空經(jīng)濟發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)的支撐，低空智聯(lián)云技術(shù)體系正持續(xù)取得顯著進展。一方面，云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等前沿技術(shù)的深度融合與應用顯著增強了低空智聯(lián)云的數(shù)據(jù)處理與分析能力，使其能夠更高效地處理和分析海量數(shù)據(jù)。這些技術(shù)的結(jié)合讓低空智聯(lián)云能夠?qū)崟r監(jiān)控和管理低空環(huán)境，為低空經(jīng)濟的發(fā)展提供了強大的數(shù)據(jù)支持。另一方面，低空通信、導航、感知等關(guān)鍵技術(shù)的突破，也為低空智聯(lián)云的發(fā)展奠定了堅實的基礎。這些關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新使得低空智聯(lián)云能夠更精確地進行定位和導航，提升了低空交通的安全性和效率。5G5G（二）現(xiàn)階段發(fā)展挑戰(zhàn)大低空業(yè)務執(zhí)行需要對起降空域、航線周邊進行實時全面的環(huán)境監(jiān)測，保證飛行器的起降安全、飛行安全。并且伴隨同一空域內(nèi)飛行器數(shù)量增多，如何高效安全地保證多架次無人機，有序開展低空作業(yè)也是亟待解決的問題。低空環(huán)境不同于傳統(tǒng)民航空域，會存在地面建筑阻攔，飛行環(huán)境復雜。且低空飛行器多為輕量化小機型，對環(huán)境、氣象要求都會更高。但目前對于飛行空域的全量化、實時性監(jiān)測仍處在起步階段，尚無法達到可以大范圍支撐無人機起降的程度。且無人機單機智能已可以實現(xiàn)對劃定航線上的建筑物避障，但伴隨群體飛行任務的出現(xiàn)，單機智能對飛行任務的智能化識別變現(xiàn)的捉襟見肘，需要邊緣算力的協(xié)助，輔助空域內(nèi)飛行任務的自主決策和智能識別。我國低空經(jīng)濟發(fā)展剛剛起步，行業(yè)內(nèi)部數(shù)字化程度普及程度低，在大量多維低空場景數(shù)據(jù)進入后，當前低空服務平臺運作機制大部分依賴人力處理，在處理效率及準確度上無法匹配目前業(yè)務需求。未來仍需持續(xù)搭建以支撐智能調(diào)度、智能決策等低空特色功能的一體化公共云平臺服務，向上賦能業(yè)務場景，實現(xiàn)快速普及。當前部分場景如外賣、快遞、醫(yī)療物資配送等存在大量需要快速反應，快速處置的低時延、高并發(fā)需求場景，需要進行極低時延網(wǎng)狀智能交付，需要智能化系統(tǒng)輔助實時計算最優(yōu)航線、最佳飛行計劃。但目前的機端設備、系統(tǒng)無法滿足上述需求，同樣需要在基礎設施層面和行業(yè)平臺方面同步布局規(guī)劃成體系的低時延業(yè)務反饋云平臺，以支持大規(guī)模低空業(yè)務開展。三、低空智聯(lián)云技術(shù)應用參照云計算基礎的分層方法，低空智聯(lián)云整體技術(shù)架構(gòu)按圖1所示為基礎設施層、協(xié)同平臺層、頂層應用層。圖1低空智聯(lián)云整體技術(shù)架構(gòu)（一）低空智聯(lián)云技術(shù)架構(gòu)基礎設施基礎設施層主要涵蓋低空智聯(lián)網(wǎng)及其下設的各項基礎設施以及云主機、云存儲、云網(wǎng)絡、云安全等云上基礎設施。作為整體低空智聯(lián)云技術(shù)體系架構(gòu)的基礎設施，可以對協(xié)同平臺提供最原始的業(yè)務數(shù)據(jù)、網(wǎng)絡服務、云存儲、算力支撐等重要資源。0-30002圖2低空飛行器分布示意圖并且空中的具體情況瞬息萬變，會存在天氣變化、飛行器沖突、障礙物阻擋等多種異常情況，需要緊急介入處置。單一的中心控制系統(tǒng)無法對極低時延、高并發(fā)的多重任務沖突展開針對性處理，需要在飛行任務空域周邊安排相應的邊緣處理中心，對低時延需求做到先分流、再處置的效果，剩余的非低時延需求則可以繼續(xù)回傳至當?shù)氐闹行脑瓶刂葡到y(tǒng)做進一步的統(tǒng)計分析。上述業(yè)務處理邏輯正是低空智聯(lián)云分布式基礎設施部署架構(gòu)可以具備的優(yōu)勢。圖3低空智聯(lián)云分布式基礎設施部署架構(gòu)3作歸類。協(xié)同平臺協(xié)同平臺層主要包含兩大部分，分別是低空數(shù)字平臺以及低空業(yè)務平臺。圖4空間數(shù)據(jù)應用流程圖低空業(yè)務平臺包含智慧飛行、監(jiān)控管理、安全管理的三個業(yè)務平臺。智慧飛行服務平臺主要負責對無人機自身的自主飛行提供支撐，保障無人機在飛行過程中的業(yè)務運行順暢，以及一些自主決策的執(zhí)行；監(jiān)控管理平臺主要負責對飛行器飛行的航線、狀態(tài)、異常情況進行識別、監(jiān)控，并及時提醒后臺監(jiān)管中心工作人員，對應急情況進行干預；安全管理平臺主要保證無人機的主動及被動安全，技術(shù)方面，協(xié)同平臺層中無人飛行器與人工智能大模型技術(shù)的結(jié)合，也是低空智聯(lián)云研究布局中的重點。無人機在通用場景中擁有部署容易、靈活性強和應用范圍廣等優(yōu)點，但隨著低空場景的豐富也暴露出一些挑戰(zhàn)，比如其十分有限的電池容量和相對較弱的計算能力。因此，無人機匱乏的機載資源約束使得在無人機上部署計算密集型應用變得十分困難。將人工智能與基于無人機的邊緣計算結(jié)合，能夠利用智能方法解決無人機邊緣計算中的連接策略、資源管理等問題，同時也能為地面用戶或無人機用戶運行的智能應用提5使無人機群可以具備集體潛意識的“蜂巢式”思維智能大腦，可以使任務執(zhí)行及生產(chǎn)作業(yè)得到極大的助力和改善，這也是大力發(fā)展人工智能大模型的核心訴求。在群體智能中，無人機使用無線網(wǎng)絡協(xié)議相互通信，并交換有關(guān)其位置、速度和任務目標的信息。在災害響應場景中，集群無人機可以進行快速空中偵察，在危險環(huán)境中搜尋幸存者，并將應急物資運送到難以到達的地區(qū)。

圖5無人機群體智能執(zhí)行路徑圖頂層應用層主要明確了有哪些特色場景如城市管理、林業(yè)巡檢、河道巡查、能源設施檢測可以使用低空能力進行賦能，從而大幅提高場景中的任務執(zhí)行效率，優(yōu)化執(zhí)行體驗，并且也為低空智聯(lián)云的進一步發(fā)展，提供了方向指引，并和基礎設施層及協(xié)同平臺層進行呼應，利用其技術(shù)向特色場景賦能，并結(jié)合特色場景的任務數(shù)據(jù)反哺技術(shù)迭代升級。（二）低空智聯(lián)云特色行業(yè)應用特色應用一：政務場景基于低空智聯(lián)云在支撐低空運輸中通信、導航、感知、管控、協(xié)調(diào)算力資源、支持數(shù)據(jù)互聯(lián)互通等方面的優(yōu)勢，目前已在多種政務場景中得到應用。在高速公路巡檢方面，面對傳統(tǒng)交通路政管理存在監(jiān)管困難、人手不足等問題，尤其是高速路況實時監(jiān)測巡檢等方面，依托于低空智聯(lián)云，高速公路巡檢無人機可以實現(xiàn)更長距離、更長時長的路況監(jiān)控，為政務部門更加高效、精準掌握交通路政路況提供有力支撐。在城市消防應急處置方面，無人機在監(jiān)視災情、監(jiān)控反饋消防緊急情勢等方面，借助低空智聯(lián)云，對特定任務區(qū)域?qū)嵤那樽詣友矙z。精準定位火源，危險區(qū)域，迅速抵達現(xiàn)場，有效降低損失，提高消防應急處置效率，構(gòu)建消防安全“空中通道”。在智慧水利方面，在低空智聯(lián)云的支撐下，可實現(xiàn)更廣范圍、更高頻次、更加精準的河道水質(zhì)監(jiān)測、河道、堤壩巡查，可實現(xiàn)無人夜間值守、高效低空數(shù)據(jù)采集、突發(fā)事件的及時響應等，大大提在光伏巡檢方面，低空智聯(lián)云架構(gòu)下的無人機低空在線巡檢也得到了有效推廣應用，大幅提升了監(jiān)測效率水平，為光伏電站的管理提供了強有力支撐。在城市管理方面，針對沿街建筑物立面不潔、高層違建、建筑工地土質(zhì)裸露等城市管理突出問題，智聯(lián)云架構(gòu)無人機在智慧城市建設、管理方面正發(fā)揮出越來越突出的優(yōu)勢。特色應用二：民生場景低空物流領域，地面物流承載壓力大，而低空智聯(lián)云技術(shù)的出城市交通領域，隨著生活水平的提高，人們開始探索更新