2024年低空智联算力网应用实践研究报告

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低空智联算力网 应用实践研究报告 算网云协同系统工作委员会 中国信息通信研究院云计算与大数据研究所 2024 年 12 月 版权声明 本报告版权受法律保护，转载、摘编或利用其它方式使用本报告 文字或者观点的，应注明来源。违反上述声明者，编者将追究其相关 法律责任。 编制说明 编写单位：算网云协同系统工作委员会、中国信息通信研究院云 计算与大数据研究所、中移（苏州）软件技术有限公司、浪潮电子信 息产业股份有限公司、中国铁塔股份有限公司、联通数字科技有限公 司、中兴通讯股份有限公司、中国电信股份有限公司天津分公司、华 为云计算技术有限公司（排名不分先后） 编写组：黄天昊、周丹颖、雷昊、刘如明、马龙飞、邢鑫雨、张 志宏、孙小霞、郝文杰、卢红金、闫亚旗、马鸿泰、李涣暾、梁煌浩、 谢培新、杨海明、刘蒎、赵涵、宋杰、刘振亚、蒙宏星、于勇 引 言 低空经济作为数字经济的重要组成部分，正逐渐成为推动经济社 会发展的重要力量，在多领域展现出巨大的潜力和广阔的发展前景。 2024 年 3 月，《政府工作报告》指出“积极打造生物制造、商业航天、 低空经济等新增长引擎”。2024 年 7 月，二十届三中全会审议通过的 《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》中 明确“发展通用航空和低空经济”，这也是中共中央历次全会的决定中， 首次写入“低空经济”。 2024 年是低空经济发展元年，作为全新的经济增长空间，低空 经济的崛起推动了传统交通网和地面互联网向立体空间拓展，实现了 数字经济布局从“平面”向“立体”的转变，形成了新的数字经济形态， 将催生万亿产业新空间。 低空智联算力网是低空应用场景面向算力应用与调度需求进行 能力增强和系统升级形成的新型基础设施和技术产业体系，以云、边、 端协同的低空算力网为核心，以低空云平台为载体，为无人机等低空 飞行器以及其他低空经济活动提供算力支撑、数据存储/处理和分析、 智能化等服务。本报告旨在全面分析低空智联算力网的发展现状及挑 战、探讨其未来发展趋势和前景，为相关政策制定者、企业决策者以 及研究人员提供参考。 本报告分为五个章节，第一章从产业结构、发展历程、支持政策、 市场表现等方面梳理低空经济产业发展现状；第二章研究低空产业技 术体系，剖析低空智联算力网的概念内涵；第三章探讨低空算力网体 系架构与发展现状，探索未来建设路径；第四章分析低空云平台的三 层体系架构；第五章给出低空智联算力网的典型实践场景，为落地应 用提供指引；第六章总结低空智联算力网融合发展趋势，为下一步发 展提供思路。 目 录 一、 低空经济产业概述...........................................................................1 （一） 放大空域价值，低空经济焕新产业结构...........................1 （二） 从培育到落地，低空经济发展前景良好...........................4 （三） 政策大力扶持，我国低空经济遍地开花...........................6 （四） 市场表现活跃，低空经济是万亿级蓝海...........................9 二、 低空智联算力网概述.....................................................................10 （一） 低空产业技术视图.............................................................10 （二） 低空智联算力网内涵.........................................................11 （三） 低空智联算力网交互流程.................................................12 三、 低空算力网体系架构.....................................................................13 （一） 算力互联网构筑低空算力网发展根基.............................13 （二） 低空算力网五大核心能力，为低空供算赋智................ 15 （三） 低空算力网建设仍处初期，存在诸多短板.................... 17 （四） 低空算力网需持续升级，深化场景赋能效用................ 19 四、 低空云平台体系架构.....................................................................20 （一） 低空云平台三大层级，赋能低空场景可用可控............ 20 （二） 基础设施层：夯实底座能力.............................................21 （三） 协同平台层：实现统筹管理.............................................22 （四） 顶层应用层：提升场景价值.............................................23 五、 低空智联算力网典型实践场景.....................................................23 （一） 青岛低空城市治理.............................................................23 （二） 凤凰山自然保护区空天地一体化监测.............................25 （三） “三断”场景无人机应急救援.........................................28 六、 低空智联算力网融合发展趋势.....................................................29 （一） 赋能广视野多视角低空场景链接：视联网+低空智联算力 网........................................................................................................29 （二） 赋能全链条多环节低空智能升级：人工智能+低空智联算 力网....................................................................................................30 （三） 赋能多维度立体化智慧城市建设：城市大脑+低空智联算 力网....................................................................................................30 低空智联算力网应用实践研究报告 1 一、 低空经济产业概述 （一）放大空域价值，低空经济焕新产业结构 低空经济是指在真高 1000 米以下（可扩展到 3000 米）的低空空 域中，以各种有人驾驶和无人驾驶航空器的各类低空飞行活动为牵引， 辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。低空经济是一个融合 发展的综合经济形态，既承继了传统通用航空业态，又融合了以无人 机为支撑的新型低空生产服务方式，依赖信息化、数字化技术的赋能。 低空经济产业不仅仅是航空领域的细分产业拓展，更是跨行业、 多领域资源整合与协同创新的经济新形态，在促进区域经济结构优化、 推动新兴技术应用落地以及提升社会综合服务效能等方面具有不可 忽视的战略意义与发展潜力。其产业范围主要包含四个部分： 1. 航空器研发制造 航空器研发制造是低空经济的关键起始点与核心竞争力源泉。在 无人机研发制造层面，既包含面向大众消费市场的无人机产品，侧重 于小巧轻便、操作简易、拍摄功能卓越等特性，以满足个人娱乐、摄 影创作等非专业领域需求；也涵盖工业级无人机的深度开发，依据农 业植保、电力巡检、物流配送等特定行业的专业诉求进行定制化设计。 在有人驾驶航空器制造领域，聚焦于轻型直升机、小型固定翼飞机等 适宜低空飞行任务的机型研发与生产，从航空器的空气动力学设计优 化、先进航空材料的选用，到高性能动力系统的匹配、航空电子设备 的集成等多方面进行技术攻关与创新突破，旨在为低空旅游观光、应 急救援、商务通勤等多样化的应用场景提供安全可靠、性能卓越、经 低空智联算力网应用实践研究报告 2 济适用的航空器产品解决方案。 2. 低空飞行运营 低空飞行运营在低空经济体系中占据着承上启下的关键地位。从 运营主体来看，既有专业的航空运营企业，凭借丰富的航空运营经验、 专业的飞行团队以及完善的运营管理体系，开展大规模、常态化的低 空飞行业务；也有一些新兴的创业型企业，专注于特定细分领域或创 新型低空飞行服务模式的探索与实践。从运营模式来看，一方面是基 于市场需求导向的商业运营，通过精准定位不同客户群体的需求，来 设计并提供多样化的飞行服务产品组合，制定灵活的价格策略与服务 套餐，以实现运营效益的最大化。另一方面是与公共服务相结合的运 营模式，在应急救援、公共事业保障等领域，与政府部门、公益组织 等建立紧密合作关系，承担社会责任，在突发事件应对、基础设施维 护监测等方面发挥低空飞行的独特优势，提升社会整体应急响应能力 与公共服务水平。 同时，运营过程中还涉及飞行计划的制定与审批、飞行资源的调 配与管理、飞行服务质量的监控与提升等多个环节，这些环节相互关 联、相互影响，共同构成了低空飞行运营的复杂而有序的运作体系， 其运营效率与服务质量的高低直接决定了低空经济在市场中的竞争 力与可持续发展能力。 3. 配套服务保障 低空飞行基础设施建设是低空经济稳健发展的基石。通用机场的 规划建设与运营管理，包括小型固定翼机场、直升机起降点等多种类 型，为航空器提供了安全可靠的起降场地、燃油补给、设备维护、候 低空智联算力网应用实践研究报告 3 机服务等一系列基础配套服务，其合理的布局选址与完善的设施配备 对于构建高效便捷的低空飞行网络、拓展低空飞行服务覆盖范围具有 决定性影响。 飞行培训与教育是低空经济产业人才培养的关键环节，针对无人 机驾驶员与有人驾驶航空器飞行员开展系统、专业、全面的培训课程 体系建设，培养出具备扎实专业知识、熟练飞行技能、良好安全意识 与应急处置能力的低空飞行专业人才队伍，为低空经济产业的持续健 康发展提供充足的人力资源保障。 航空器维修保养服务专注于保障航空器的持续适航性与运行可 靠性。专业的航空器维修保养机构通过建立完善的维修保养标准与流 程，及时发现并排除航空器在运行过程中出现的各类安全隐患与故障 问题，确保航空器始终处于良好的运行状态，有效延长航空器的使用 寿命，降低航空器的运营成本与安全风险，为低空飞行运营企业提供 坚实的技术后盾与保障支持。 4. 关联延伸产业 低空旅游产业在低空飞行服务的带动下呈现出多元化发展态势。 除了传统的载人低空飞行旅游项目外，还进一步拓展到旅游餐饮、旅 游纪念品开发与销售、旅游住宿等多个领域的协同发展。同时，结合 低空旅游线路规划与开发，带动周边旅游住宿设施的升级改造与新建， 形成完整的低空旅游产业链条，提升低空旅游的综合经济效益与品牌 影响力。 低空数据应用与服务产业则是基于低空飞行作业过程中所采集 的海量数据资源而兴起的新兴产业领域。通过对农业植保数据、工业 巡检数据、测绘地理信息数据等多源异构数据的采集、传输、存储、 低空智联算力网应用实践研究报告 4 处理、分析与挖掘，深度挖掘数据背后的价值与信息，为农业精准种 植、工业智能决策、智慧城市建设等众多领域提供数据驱动的创新解 决方案与决策支持服务。 （二）从培育到落地，低空经济发展前景良好 1. 萌芽探索期 20 世纪初，飞机的诞生开启了航空时代，低空飞行活动也随之 初步兴起。这一时期，低空飞行主要集中在少数飞行员进行的飞行表 演、简单的航空邮件投递以及一些基础的航空测绘尝试。1909 年， 法国的布莱里奥成功飞越英吉利海峡，其飞行壮举引发了全球范围内 对飞行表演的热潮，众多飞行员驾驶着简易飞机在各地进行低空飞行 展示。1911 年，意大利的皮亚扎上尉首次尝试使用飞机进行航空邮 件投递，虽然此次投递规模较小且面临诸多技术和运营挑战，但为低 空飞行在物流运输方面的应用奠定了初步基础。20 世纪 20 年代，美 国在开始利用飞机进行局部地区的地形地貌信息采集，通过手绘地图 的方式记录地形特征，尽管精度和效率相对有限，但展现出了低空飞 行在地理信息采集领域的潜力。 2. 初步发展期 二战期间，军事需求极大地推动了航空技术的飞速发展，低空飞 行技术也取得了显著进步。直升机在这一时期得到广泛应用，其独特 的低空悬停和垂直起降能力使其在战场救援、侦察、特种作战等任务 中发挥了关键作用。战后，部分军事低空飞行技术逐渐转为民用。在 农业领域，美国在 20 世纪 40 年代末开始出现利用直升机进行农药喷 洒和农田巡查的尝试，初步形成了低空飞行在农业植保方面的应用雏 低空智联算力网应用实践研究报告 5 形。在旅游客运方面，20 世纪 50 年代，夏威夷等旅游胜地开始引入 小型固定翼飞机和直升机开展空中游览项目，尽管规模不大且服务相 对简陋，但标志着低空飞行在旅游客运方面开始起步。在工业方面， 20 世纪 60 年代，石油公司开始使用直升机对偏远地区的石油钻井平 台和输油管道进行巡检，提高了设施维护的效率和及时性，保障了石 油工业的稳定生产。 3. 快速崛起期 进入 21 世纪，随着信息技术、材料技术、电池技术等多领域技 术的迅猛发展，低空经济产业迎来了爆发式增长。无人机技术的成熟 和普及是这一时期低空经济发展的重要驱动力，消费级无人机市场迅 速扩张。 工业级无人机在农业植保、电力巡检、油气管道检测、地理测绘 等多个行业得到广泛应用，大幅提高了作业效率、降低了人工成本和 作业风险。极飞科技的农业植保无人机在我国东北、华北等粮食主产 区实现了精准施药和大面积农田快速巡查，大大提高了农业生产效率。 在物流配送领域，京东、顺丰等电商和物流企业纷纷开展无人机 快递配送试点项目，在一些山区和偏远地区，无人机将包裹从物流中 心运送到村庄，尝试构建低空物流配送网络，以解决城市最后一公里 配送难题和提高偏远地区物流效率。 载人低空飞行方面，优步等公司提出城市空中交通概念，电动垂 直起降航空器（eVTOL）横空出世，旨在打造新型的城市短途通勤和 区域交通解决方案。 此外，低空飞行的基础设施建设逐渐受到重视，我国各地开始规 划和建设通用机场、直升机起降点等，如浙江省德清县莫干山通用机 低空智联算力网应用实践研究报告 6 场的建设，为周边地区的低空旅游、航空培训等业务提供了便利。政 府部门也在积极探索和制定更适应低空经济发展的政策法规，为低空 经济产业的进一步腾飞创造了良好的环境。 （三）政策大力扶持，我国低空经济遍地开花 我国对低空经济高度重视，为充分发挥其经济属性，出台了一系 列政策推动其发展。2021 年，中共中央、国务院印发的《国家综合 立体交通网规划纲要》首次将“低空经济”概念写入国家规划。2023 年 12 月，中央经济工作会议提出，“打造生物制造、商业航天、低空 经济等若干战略性新兴产业”。2024 年，习近平总书记在中共中央政 治局第十六次集体学习时强调，“要做好国家空中交通管理工作，促 进低空经济健康发展”。低空经济作为新增长引擎也被写入中国政府 工作报告，强调以科技创新引领现代化产业体系建设，打造低空经济 等若干战略性新兴产业。 为积极响应国家的号召，全国各地积极推进低空空域管理改革， 已有近 30 个省份将发展低空经济写入政府工作报告或出台相关政策。 北京、上海、杭州、合肥等 15 个城市与企业携手共建低空经济生态 圈，计划到 2025 年，打造涵盖低空飞行路线、低空应用示范区等多 个领域上百个示范项目。部分政策详见表 1： 表 1 低空政策汇总表 发布部门 发布时间 政策名称 相关内容 国家层面 中共中央 办公厅、 国务院办 公厅 2024.11 《有效降低全 社会物流成本 行动方案》 鼓励发展与平台经济、低空经济、无 人驾驶等相结合的物流新模式，健全 和优化管理标准规范，支持企业商业 化创新应用。 低空智联算力网应用实践研究报告 7 工业和信 息化部、 科学技术 部、财政 部、中国 民用航空 局 2024.3 《通用航空装 备创新应用实 施方案 （2024-2030 年）》 包括增强产业技术创新能力、提升产 业链供应链竞争力、深化重点领域示 范应用、推动基础支撑体系建设、构 建高效融合产业生态等重点任务。 国务院 2024.3 2024 年《政府 工作报告》 明确积极培育新兴产业和未来产业， 积极打造生物制造、商业航天、低空 经济等新增长引擎。 中央经济 工作会议 2023.12 中央经济工作 会议 打造生物制造、商业航天、低空经济 等若干战略性新兴产业。 国家空管 委 2023.11 《中华人民共 和国空域管理 条例（征求意 见稿）》 明确提出空域用户定义并提出空域 用户的权利、义务规范。 国务院、 中央军委 2023.6 《无人驾驶航 空器飞行管理 暂行条例》 包括民用无人驾驶航空器及操控员 管理、空域和飞行活动管理、监督管 理和应急处置等内容。 民航局 2022.06 《“十四五”通 用航空发展专 项规划》 《规划》从通用航空服务领域多元、 特点各异出发，按照“五纵两横”组织 框架，明确重点任务。 中共中 央、国务 院 2021.2 《国家综合立 体交通网规划 纲要》 包括优化国家综合立体交通布局、推 进综合交通统筹融合发展、推进综合 交通高质量发展等重点内容。 地方层面 北京市 2024.5 《北京市促进 低空经济产业 高质量发展行 动方案 （2024-2027 年） （征求意见 稿）》 提出持续加强低空经济技术创新引 领、巩固低空制造全产业链竞争力、 构建监管及运行服务技术支撑体系、 打造全国低空飞行应用创新示范、优 化低空基础设施、形成低空安防反制 全国标杆六大方面重点任务。 上海市 2024.8 《上海市低空 经济产业高质 量发展行动方 从领军企业培育、关键配套供给、软 硬设施建设、空间载体打造、管理服 务提升、商业场景推广等六大方面支 低空智联算力网应用实践研究报告 8 案(2024-2027 年)》 持低空经济产业发展。 广东省 2024.5 《广东省推动 低空经济高质 量发展行动方 案 （2024—2026 年）》 从加快推进低