數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)研究報(bào)告（2024年）

CAICT中國信通院數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)研究報(bào)告(2024年)中國信息通信研究院廣州智慧城市研究院中國信息通信研究院產(chǎn)業(yè)與規(guī)劃研究所蘇州工業(yè)園區(qū)大數(shù)據(jù)管理中心2024年12月版權(quán)聲明本報(bào)告版權(quán)屬于中國信息通信研究院、蘇州工業(yè)園區(qū)大數(shù)據(jù)管理中心，并受法律保護(hù)。轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用本報(bào)告文字或者觀點(diǎn)的，應(yīng)注明“來源：中國信息通信研究院、蘇州工業(yè)園區(qū)大數(shù)據(jù)管理中心”。違反上述聲明者，編者將追究其相關(guān)法律責(zé)任。報(bào)告。低空經(jīng)濟(jì)作為國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，已成為社的新熱點(diǎn)、新動力和新機(jī)遇。隨著低空經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高水平部署基礎(chǔ)設(shè)施、高質(zhì)量推進(jìn)場景建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)推動數(shù)字化賦能等成為數(shù)字孿生與低空經(jīng)濟(jì)互相促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展。一方面，數(shù)字孿生技術(shù)為低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供技術(shù)支撐。依托精準(zhǔn)映射、虛實(shí)交互、模擬仿真、智能干預(yù)等功能特性，數(shù)字孿生能夠助力實(shí)現(xiàn)低空空域環(huán)低空經(jīng)濟(jì)帶動數(shù)字孿生城市向“空地一體”發(fā)展。低空空域是城市空間的重要組成，開發(fā)城市低空空域能夠更有效地組織和利用數(shù)字本報(bào)告通過總結(jié)當(dāng)前低空經(jīng)濟(jì)的內(nèi)涵特征、發(fā)展態(tài)勢、問題挑戰(zhàn)和發(fā)展需求，對數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)的內(nèi)在機(jī)理、典型場景、 1 1（二）低空經(jīng)濟(jì)是基于飛行活動形成的 2 4 6（一）發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體通用航空發(fā)展較早，產(chǎn) 6（二）我國率先提出“低空經(jīng)濟(jì)”概念，低空 9 13 13 14 15 16 16 18 20 27 27 28 28 29（五）創(chuàng)新探索：探索數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)可 30 21一、低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景與內(nèi)涵特征2021年2月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)（一）低空經(jīng)濟(jì)政策頻發(fā)，制度體系逐步完善低空空域管理改革拉開序幕，低空經(jīng)濟(jì)概念初現(xiàn)雛形。自20102（二）低空經(jīng)濟(jì)是基于飛行活動形成的綜合性經(jīng)濟(jì)形低空經(jīng)濟(jì)包括傳統(tǒng)通用航空業(yè)態(tài)和以無人機(jī)為支撐的低空生產(chǎn)低空經(jīng)濟(jì)是指以各種有人駕駛和無人駕駛航空器的低空飛行活動為業(yè)，涵蓋上中下游整個發(fā)展鏈條，具有“多領(lǐng)域、跨行業(yè)、全鏈條”W類（大致對應(yīng)300米以下非A-E類）空域作為低3）：）：4來源：中國信息通信研究院整理（三）低空經(jīng)濟(jì)作為新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表，具有融合、創(chuàng)新、多元、綠色的特征5特征。一是以“應(yīng)用場景融合”為導(dǎo)向。低空經(jīng)濟(jì)自身產(chǎn)業(yè)鏈條長，+”的形式實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級。二是以“關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新”為支撐。多項(xiàng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，滿足實(shí)時信息交互和精準(zhǔn)導(dǎo)航需求。三是以“社會多元參與”6二、低空經(jīng)濟(jì)國內(nèi)外發(fā)展態(tài)勢“低空經(jīng)濟(jì)”為我國率先提出的新概念，2021年“低空經(jīng)濟(jì)”（一）發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體通用航空發(fā)展較早，產(chǎn)業(yè)相對成熟完備據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年全球民用無人機(jī)市場規(guī)模約為266億美元，同億美元。2美歐日等發(fā)達(dá)經(jīng)濟(jì)體在通航產(chǎn)業(yè)政策支持、基礎(chǔ)設(shè)施、空1.政策規(guī)范制度指引通用航空產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展7），），到統(tǒng)一規(guī)劃的先進(jìn)空中交通體系（AAM）發(fā)展過程。歐盟發(fā)布系列國在2021年明確了UAM硬件基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求，發(fā)2.軟硬基礎(chǔ)設(shè)施保障通用航空飛行安全運(yùn)行共計(jì)2500到3000個垂直起落機(jī)場。3二是數(shù)字化軟設(shè)施為通用航空（UTM）為核心，與空中交通管理/空中導(dǎo)航服務(wù)提供83.靈活空域管理促進(jìn)空域資源充分使用級空域和非管制G級空域共占美國空域的80%，G級空域飛行員無業(yè)規(guī)?；l(fā)展。4二是數(shù)字化空域管理有效統(tǒng)籌跨區(qū)域空域配置。歐4.豐富飛行需求有效刺激低空市場繁榮應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，2019年全球無人機(jī)市場規(guī)模約259億美元，其中級，消費(fèi)型無人機(jī)應(yīng)用主要用于娛樂、航拍等用途，2023年美國消費(fèi)級無人機(jī)市場份額達(dá)30%以上6；工業(yè)級無人機(jī)起步較晚但增速驚人，2015年全球工業(yè)無人機(jī)市場規(guī)模僅占全球民用無人機(jī)的25%，95.低空關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)推動全產(chǎn)業(yè)鏈集聚一是以eVTOL技術(shù)研發(fā)集聚低空產(chǎn)業(yè)群（二）我國率先提出“低空經(jīng)濟(jì)”概念，低空產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展1.打造低空產(chǎn)業(yè)生態(tài)，力促低空產(chǎn)業(yè)能級躍升區(qū)，聯(lián)動青浦、長寧、閔行等區(qū)域，發(fā)揮區(qū)域性節(jié)點(diǎn)輻射帶動作用?；蜿P(guān)鍵環(huán)節(jié)企業(yè)10家以上，引育低空經(jīng)濟(jì)鏈上企業(yè)600家以上，全2.筑牢低空基礎(chǔ)設(shè)施，升級數(shù)字化支撐系統(tǒng)施，構(gòu)建數(shù)字化管理平臺，計(jì)劃到2027年，新建5個以上樞紐型垂無人駕駛航空器試飛測試基地，依托涵蓋數(shù)字孿生核心底座CIM平體系。深圳市超前探索低空新基建，加速構(gòu)建市域級“5G+毫米波+3.豐富低空應(yīng)用場景，促進(jìn)重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新應(yīng)用無人機(jī)巡檢、物聯(lián)等融合應(yīng)用場景，培育30個以上具備示范效應(yīng)的4.推動低空科技創(chuàng)新，加強(qiáng)核心技術(shù)攻關(guān)撐低空經(jīng)濟(jì)科技創(chuàng)新、場景拓展、產(chǎn)業(yè)培育5.借鑒成熟產(chǎn)業(yè)發(fā)展路徑，加速產(chǎn)業(yè)能級提升應(yīng)用于低空飛行器研發(fā)，通過復(fù)用新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的三電系統(tǒng)三、低空經(jīng)濟(jì)發(fā)展過程中存在的問題挑戰(zhàn)場景建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)推動數(shù)字化賦能等成為低（一）基礎(chǔ)設(shè)施相對滯后，急需高水平部署（二）經(jīng)濟(jì)社會效應(yīng)不顯著，高價值場景需挖掘難以快速轉(zhuǎn)化為直接經(jīng)濟(jì)效益，致使整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展較為緩慢。此外，安全、續(xù)航、場地等多種因素，場景成熟度（三）技術(shù)與數(shù)據(jù)支撐不足，亟待數(shù)字化賦能四、數(shù)字孿生有力支撐低空經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域（一）低空經(jīng)濟(jì)與數(shù)字孿生互相促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展特征的經(jīng)濟(jì)形態(tài)，低空經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展推動5G-A、衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)低空經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為數(shù)字孿生城市關(guān)鍵技術(shù)的突破提供了豐富的應(yīng)用場景和實(shí)踐機(jī)會。例如，低空空域數(shù)據(jù)采集勘測，以及空域數(shù)據(jù)和BIM、CIM、城市運(yùn)行管理數(shù)據(jù)的融合需求推動GIS與新型測繪技術(shù)、孿生建模技術(shù)發(fā)展；低空制造、低空飛行活動中所產(chǎn)生的飛行器性能模擬、飛行路徑優(yōu)化等場景有助于提升數(shù)字孿生仿真推演技術(shù)發(fā)展。(二)數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)總體架構(gòu)數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)以融合低空智聯(lián)網(wǎng)和城市數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施打造低空數(shù)字底座為基礎(chǔ)，以基于數(shù)字孿生體的數(shù)據(jù)組織建設(shè)為主線，總體架構(gòu)由設(shè)施層、數(shù)據(jù)層、能力層、應(yīng)用層和相應(yīng)的支撐體系構(gòu)成。低空農(nóng)業(yè)無人機(jī)自動化三維立體電力巡檢流域“四預(yù)”低空載人便捷低空文旅虛環(huán)保監(jiān)測無人化應(yīng)用出行擬體驗(yàn)低空數(shù)字孿生能力低空飛行器感知操控能力低空全要素?cái)?shù)字化表達(dá)能力低空環(huán)境可視化呈現(xiàn)能力低空數(shù)據(jù)融合供給低空空間分析計(jì)算低空活動模擬仿真推演能力低空場景虛實(shí)融合互動能力低空運(yùn)行狀態(tài)自學(xué)習(xí)自優(yōu)化能力低空空域數(shù)字孿生體自然實(shí)體孿生體低空智聯(lián)網(wǎng)算力網(wǎng)應(yīng)用層能力層數(shù)據(jù)層設(shè)施層低空基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)同化布局低空制造全流程仿真低空產(chǎn)業(yè)鏈監(jiān)測分析低空空域分析計(jì)算低空物流運(yùn)輸高效流轉(zhuǎn)應(yīng)急救援處置能力強(qiáng)化低空基礎(chǔ)設(shè)施孿生體安全保障體系政策制度體系物聯(lián)感知城管執(zhí)法效率提升城市數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施低空飛行器孿生體低空航路航線規(guī)劃航路航線孿生體運(yùn)載工具孿生體空域網(wǎng)格孿生體建筑物孿城市數(shù)字孿生體物品設(shè)備政務(wù)云孿生體導(dǎo)航網(wǎng)氣象網(wǎng)視頻云通信網(wǎng)圖1數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)架構(gòu)圖設(shè)施層：設(shè)施層包括低空智聯(lián)網(wǎng)和城市數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施兩部分。低空智聯(lián)網(wǎng)以通信網(wǎng)、感知網(wǎng)、導(dǎo)航網(wǎng)、氣象網(wǎng)和算力網(wǎng)為支撐。城空智聯(lián)網(wǎng)和城市數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施共同組成支撐低空經(jīng)濟(jì)以及自然實(shí)體、建筑物、運(yùn)載工具、物品設(shè)備等城市（三）數(shù)字孿生全面賦能低空經(jīng)濟(jì)重要領(lǐng)域1.數(shù)字孿生增強(qiáng)低空保障服務(wù)能力飛行器測試場、起降場（點(diǎn)）、充電站、5G-A通感一體基站等基礎(chǔ)張網(wǎng)”。2.數(shù)字孿生推動低空制造能級提升作為全球知名的航空發(fā)動機(jī)制造商之一，羅爾斯-羅伊斯公司已3.數(shù)字孿生推動低空生產(chǎn)作業(yè)便捷高效4.數(shù)字孿生帶動低空公共服務(wù)精細(xì)精準(zhǔn)管理模式，高效巡查、協(xié)同處置、精準(zhǔn)治理市容臟亂差、違章搭建、式展示，數(shù)字孿生可通過空天、地面的多層面和多級別的數(shù)據(jù)采集，南海區(qū)空天地一體化社會治理平臺通過無人機(jī)巡查拍攝地面圖計(jì)飛行時長超1.2萬小時，發(fā)現(xiàn)疑似問題線索超6900條，問題處理率超95%，覆蓋生態(tài)環(huán)境、市場監(jiān)管、自然資源等6個執(zhí)法領(lǐng)域85蓋站點(diǎn)超過3000座，全面支撐南方電網(wǎng)輸變配聯(lián)合巡檢示范項(xiàng)目。5.數(shù)字孿生培育低空消費(fèi)創(chuàng)新業(yè)態(tài)五、數(shù)字孿生賦能低空經(jīng)濟(jì)的路徑建議（一）夯實(shí)基礎(chǔ)：打造空地一體數(shù)字孿生底座（二）示范帶動：以數(shù)字孿生擴(kuò)展低空經(jīng)濟(jì)應(yīng)用新場景利用