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 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 以及相关配套设备，包括无人机、eVTOL、直升机等；低空基础设施 包括算力网、感知网、导航网、通信网四张网，满足低空飞行场景的 飞行导航、路径规划、环境感知、天气感知、数据处理、信息传输、 计算任务等需求。低空云平台是指借助一体化公共云平台实现空域管 理、数据管理、飞行管控等统筹管理能力；低空应用场景是指低空经 济落地实践的典型场景，依托底层技术对上层应用的赋能，实现农林 植保、工业

式的重要组成部分。 阶段三 普及阶段 2035~ 自主驾驶系统成熟 高效新能源出现， 高速、远航程产品出现，传 统航空器eVTOL化 产品个性化，出现“性能”、 “豪华”等卖点 空管系统实现了更高的计算 分配能力，使得空域共享度 提升并基本实现了按需分配 空域。旅客个人申请和自动 批复的流程得以实现。 ➢ 空中立体出行成为刚 需 ➢ 起降点类似地面交通 站点 ➢ 立体式起降点普及 ➢ 与私家车类似，进入 每两个 月使用一次航行距离在150公里左右的出行服务，年度出行量为600万次。假设到2030年，eVTOL能够获取其中15% 的市场，即为90万次，以每架eVTOL每年可以提供350次包机 服务计算，则需要超过2570架。 ◥ 医疗转运：参考《客运eVTOL应用与市场白皮书》，2020年日本人口每百万人口拥有约 0.42 架。假设中国航空医疗救援能力在 2030 年达到日本 2020 年水平，按人均比例 资料来源：亿航、时的科技、峰飞等公司官网，新材料公众号，《复合材料机体成本计算方法及其在飞机综合设计中的应用》尹海莲，新飞行器公众号，国联证券研究所 ◥ 单台eVTOL碳纤维需求测算：机身占最大起飞重量比例为25%-30%，假设为25%。→机身复合材料用量假设为80% →机身结构占复材用量90% →碳纤维复合材 料重量占复材90% →废料率为1.3（参考博士论文《复合材料机体成本计算方法及其在飞机综合设计中的应用》）得出预浸料使用量→参考赛奥碳纤维年度

Power CISC RISC GPU NPU DSP NP Other computing units 围绕计算与融合数据处理构建数据基础设施 数据计算 数据存储与处理 CPU 多样性的计算 数据价值 海量数据 7 Huawei Confidential HPC 核心应用 HIS EMR RIS 质控 海量数据 OceanStor 分布式存 储 对象 HDFS 》 》 19 Huawei Confidential 科研分析 基因测序 医疗影像 虚拟化 文件 HDFS 块 块 计算 平台 HDFS MPI NFS S3 POSI X 统一数据服务 存储资源 基于存储资源池满足多样算力需求， 支撑医疗科研敏捷创新 OceanStor 100D ML ， DL 框架 作手法， 为师生提供面对面体验 高清实时体验 • 全链路高清视频直播、录播和点播 • 5G/WIFI 等低延时网络，为远程示教和远程会诊实时体验 统一平台 • 视讯、网络、计算、存储产品统一规划和统一管理， 资源充分利用，降低建设难度。 PACS 影像存储池 PACS 视频存储池 音视频存储池 PACS 系 统 视讯

依 托其安全、环保、经济、高效等独特优势， 已在低空旅游、农林作业、空中物流等领域 展现出巨大潜力。同时，eVTOL 产品的发展 将持续推动空气动力学、飞行力学、结构力学、 仿生学、材料学、计算机控制等多学科交叉 融合发展。面向未来，其在缓解城市交通阻塞、 提升城市应急响应能力、推动航空业互补发 展乃至国防军事领域都将拥有无可比拟的巨 大潜力。 诚然目前低空产业仍处于早期探索和市场培 术的不断进步带来续航里程的不断增加，充 电时间逐渐缩短，为智能化设备在车端稳定 运行提供了持续可靠的能源基础。电动化促 使汽车的电子电气架构从分布式架构向集中 式架构转变，从而更好地将车辆控制功能集 中到少数几个高性能计算平台上，提高了数 据处理效率和系统协同工作能力，为智能化 时代下自动驾驶、智能座舱等复杂场景应用 提供了强大算力支持和数据传输保障。另外， 电动化浪潮在供应链端带来关键零部件的技 术成熟和成本降低，车企可在不大幅提高售 通过探讨运营商视角下eVTOL业务的商业经 济性，进一步识别商业化运营过程中可能存 在的机遇与挑战。 财务测算将基于保守、中性和乐观三大情境 下对应的参数变量与典型取值。同时，具体变 量的数值计算亦着重参考了现有通航、民航 等成熟行业内财务测算的部分通行算法。另 外，鉴于不同构型、不同能源路线的eVTOL飞 行器在巡航速度、最大航程、最大载荷、能耗 效率等方面均存在差异，本文成本测算的主

依 托其安全、环保、经济、高效等独特优势， 已在低空旅游、农林作业、空中物流等领域 展现出巨大潜力。同时，eVTOL 产品的发展 将持续推动空气动力学、飞行力学、结构力学、 仿生学、材料学、计算机控制等多学科交叉 融合发展。面向未来，其在缓解城市交通阻塞、 提升城市应急响应能力、推动航空业互补发 展乃至国防军事领域都将拥有无可比拟的巨 大潜力。 诚然目前低空产业仍处于早期探索和市场培 术的不断进步带来续航里程的不断增加，充 电时间逐渐缩短，为智能化设备在车端稳定 运行提供了持续可靠的能源基础。电动化促 使汽车的电子电气架构从分布式架构向集中 式架构转变，从而更好地将车辆控制功能集 中到少数几个高性能计算平台上，提高了数 据处理效率和系统协同工作能力，为智能化 时代下自动驾驶、智能座舱等复杂场景应用 提供了强大算力支持和数据传输保障。另外， 电动化浪潮在供应链端带来关键零部件的技 术成熟和成本降低，车企可在不大幅提高售 通过探讨运营商视角下eVTOL业务的商业经 济性，进一步识别商业化运营过程中可能存 在的机遇与挑战。 财务测算将基于保守、中性和乐观三大情境 下对应的参数变量与典型取值。同时，具体变 量的数值计算亦着重参考了现有通航、民航 等成熟行业内财务测算的部分通行算法。另 外，鉴于不同构型、不同能源路线的eVTOL飞 行器在巡航速度、最大航程、最大载荷、能耗 效率等方面均存在差异，本文成本测算的主

字化空间层：指通过对低空空域自然环境、飞行活动、基础设施等进行数字化重构，构建数字低空的数字孪生系统 或数 字低空元宇宙，实现对空域的模拟仿真、规划管理、运营调度和应用支撑等。 √ 建立一套体系性的计算模型方法， 生成基于人工智能模型或规则模型的低空运行方案： 达成目标：实现低空空域及交通路线的动态规划、空域与交通管制的协同管理效能优化、低空态势感知和异常警告等功能，全面 提 高空中交通等空域管理实时性及响应能力。 ■ 基础设施层的关键技术： 低空通信关键技术、低空导航定位关键技术、低空感知探测关键技术、低空气象监测关键技 术、低空算力网络关键技术。 √ 低空通信关键技术： 5 G 低空专网、网络切片及边缘计算技术、端到端 SLA 保障技术； √ 低空导航定位关键技术：卫星导航定位技术、惯性导航技术、视觉导航定位技术、多传感器融合定位技术； √ 低空感知探测关键技术： 低空雷达探测技术、光电探测技术、 5 低空气象监测关键技术：低空气象监测和实时感知技术、面向低空通航的灾害性天气预报预警技术、城市近地面大气边界层精 细 化数值模拟技术； √ 低空算力网络关键技术：弹性计算技术、边缘计算技术、分布式计算技术、安全及隐私保护技术。 ■ 低空空间数字化关键技术： 低空空域的总体思路“可视化建模、可度量分析、可计算决策”。包括空域数字化关键技 术、 基础设施数字孪生关键技术、数字低空规划及管理与运营关键技术。 √ 空域数字化关键技术：空间剖分技术、空间编码技术；

能技术优化网络资源分配，如智能调度算法可根据无人机飞行路线预测网络负载，动 态调整网络资源，以保障关键任务的通信需求。为了提高数据处理的效率和降低延迟， 需要将边缘计算深度集成到低空经济的信息化架构中。通过在无人机或近地面站点 部署边缘计算节点，可以实现数据的快速处理和响应，同时结合云计算的强大计算能 力进行深度分析和存储。 请务必阅读报告末页的重要声明 9 行业报告│行业专题研究 图表11：算网融合服务示意图 入 使得 5G 基站能感知到低空无人机的位置、速度、轨迹等，从而使得 5G 网络在提供 低空通信的基础上，具备定位，导航、轨迹监测等能力。 此外通过算力基站提供的算力，可实现感知数据计算，包括感知计算、目标识别、 请务必阅读报告末页的重要声明 10 行业报告│行业专题研究 轨迹预测、监测控制和视频处理等，并且通过能力开放，可将感知数据共享给低空管 理平台。最终中兴

中国电信无人科技有限公司 中国电信股份有限公司卫星通信分公司 中国电子科技集团有限公司总体院 中国电子信息产业发展研究院 中国工程物理研究院总体工程研究所 中国航空工业发展研究中心 中国航空工业集团计算所 中国联通研究院 中国民航大学 中国民用航空飞行学院 中国汽车工程研究院股份有限公司 中国汽车技术研究中心有限公司 中国铁塔股份有限公司 中航通飞通用航空有限公司 中汽研汽车检验中心（天津）有限公司 可用空域划设示意 4.航线规划与设计 （1）航线规划基础数据分析 航线规划需基于多源空间数据融合分析，主要围绕运 行安全约束、环境承载能力与空间可用性展开，核心目的 是为航线布局提供量化、可比、可计算的风险与条件基础。 输入需整合人口密度与地面敏感目标分布，以评估航线经 过区域的潜在第三方风险暴露水平，并结合可用空域边界、 空域分层及使用规则，明确航线可布设的空间走廊与避让 区域。同时，应融入地形地貌与建成环境数据，用于识别 础。任务描述需明确运行类型、任务频度、暴露时间、运 行高度与航段特征等参数，以界定评估场景与风险暴露尺 度。任务区域的人口密度是衡量地面第三方风险的关键因 子，应提供空间化人口数据及敏感点分布，用于计算事故 后果影响。运行安全间隔作为前序环节的输出，是风险模 型中影响冲突概率、链式事故触发及失效冗余要求的直接 变量，需按场景提供对应参数。此外，目标安全水平是判 23

行活动带来的空防安全和公共安全挑战。两层安全均需要军地协作，齐抓共管。 泛在可信的数据与信息服务：数据与信息服务是低空数字化运行的基础支撑。 泛在强调服务的无所不在、随遇接入的多源分布特征；可信强调服务的来源可信、 传输可信、计算可信、存储可信。 （三）阶段目标 近期（2025年）：先行先试补齐短板。在农村、城乡结合带以及城市低空示 范区等公共安全风险相对可控区域内，重点聚焦农林植保、国土测绘、应急救 援、城市安防、 单一起降场功能，提供面向低空航空器飞行作业的自动化起降服务和保障服务。  第二阶段（中期）：融合近场通信感知监视功能的复合型起降场 面对空域感知和数字化管理、空地协同交通运输等任务，通过近场通信感知 监视技术、多模态数据融合计算、自适应空域网格化建模技术，增强起降场近场 空域立体感知和监视网络，提升空域数字化管理，实现功能更完备可靠、智能化 程度高、服务作业容量大、支持全天候作业的复合型起降场支持空地协同转运。  空器数据标准的统一管理、航空器组网管理存在阻碍、需建立传统监视网络与低 空监视网络数据协同机制。  第二阶段（中期）：声光电增强监视网络 技术深度融合与智能决策支持的监视网络结合了云计算、边缘计算、物联网、 人工智能等多种先进技术，实现了对监视数据的深度挖掘和智能分析，为决策提 供了强有力的支持，以应对低空飞行日趋频繁，尤其是城市低空飞行海量业务增 长的需要。该阶段监视网络的建设，重点加强城市区域监视能力，支撑精细网格

这一看似可行且具有颠覆性的场景至今无法实现应用。本案 例充分说明，作业装备的缺位会直接导致一个潜在的高价值 场景被悬置。 当前，作业装备正朝着模块化、标准化、智能化方向加 速迭代。随着传感器微型化、边缘计算及人工智能等技术的 深度融合，未来作业装备有望实现“即插即用”，这将显著 增强载运装备在多任务场景下的适应性，而日益丰富的载荷 方案也将有效解决各行业的痛点与难点，从而开拓出更为广 阔的应用领域。 当前，低空空域正经历从“试点开放”向数字化、动态 化、自主化与法治化方向演进。未来，基于数字化平台的统 — 11 — 一、智能空域管理将成为主流方向，人工智能、大数据、时 空计算、物联网等技术的深度融合将推动低空空域从一种有 待开发的“自然资源”转变为可精准管理、高效运营、持续 增值的“生产要素”。 1.2.2 基础设施：场景运行的物理底座 低空基础设施是低空经济场景落地不可或缺的物理保 公安机关报备。表 演图案与文字需 符合《广告法》及 相关文化宣传管 理规定。（D3） 景的安全风 险被控制在 极 低 水 平 （D4） 术成熟度高，深度融合了航 空飞行控制、通信导航、灯 光艺术与计算机编程技术， 是低空经济在文化创意、城 市营销与夜间消费领域的 高度集成化应用，开创了 “空中视觉艺术”的新形 态。 — 38 — 3.2 八大高价值场景剖析 3.2.1