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 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 技术 随着低空经济应用场景逐步清晰与持续深化, 低空领域的信 息服务需求呈现爆发式增长态势. 面对动态复杂的空域运行环境与差异化业务场景, 如何构建具备自 引用格式: 喻鹏, 谭灿, 李文璟, 等. 数字孪生驱动的低空智联网自智管控架构及关键技术. 中国科学: 信息科学, 2025, 55: 2449– 2470, doi: 10.1360/SSI-2025-0071 Yu P, Tan C, Li W J

据包产品。2025 年市场规模预计突破 800 亿元，催生空域风险评估、航路数字孪生等 新兴服务，但数据隐私保护和跨境流通规则仍是关键突破点。 一、引言：低空数据交易发展趋势概况 1.1 政策驱动标准化进程 国家部委加速推进低空数据确权与交易机制建设，工信部牵头制定飞行轨迹、气 象信息等核心数据交易标准，推动建立分级分类的交易目录体系。 国务院明确将低空数据纳入新型生产要素管理范畴，支持福建、广东等试点地区 全周期管理断层使得数据从汇聚、存储、管理、使用到运营的全链条存在断裂。 数据价值无法得到充分释放，数据资产的潜力未能有效挖掘，造成了资源的极大浪 费。 图 1：数据交易成为低空行业数据平台建设主要驱动因素 3 2.2 平台建设驱动因素 业务场景升级需求推动着平台建设的进程。随着低空产业的不断发展，巡检、安 防等场景对数据处理能力提出了更高要求，需要具备实时数据融合分析能力，以便及 时发现问题、做出决策。 提升我国在低空产业领域的 话语权和影响力。通过制定国际标准，推动低空产业数据的规范化和标准化发展，促 进全球低空产业的协同发展。 六、结语 本文通过系统分析低空产业数据治理痛点，创新提出场景驱动的数据湖架构模 型，构建了完整的建设方法论体系。实践表明，该平台有效解决了行业数据割裂问 题，为低空经济数字化转型提供了可复制的实施路径，对推动新型基础设施建设和空 天信息产业发展具有重要参考价值。

规模化的跨越式升级 前期 前期数据、场景、模型 上耗费时间显著降低 70% 50% 40% 数据收集时间 场景适配时间 模型训练时间 算法部署效率 模型赋能 数据驱动 场景适配 模型 流水工厂 配套 落地 数据 百城共建 通过数据、模型、场景的三维融合展示 无人车 n 打造跨域实时协同感知网络： 基于空地异构设备 ，形成多维一体的感知闭环 n 创建智能自适应任务枢纽： 实现跨域任务交互与多模型自我优化 ，驱动决策智能化 实现空地异构协同感知一体化 ，驱动跨域任务效能最大化 建立空地跨任务协同平台 ，实现异构设备、多视角的跨域协同感知 - - 应急救援 协同增益： 检测识别率 mAP 提升 板载执行 最优轨迹确定 低空具身智能 数据基础平台 大规模低空数据平台 仿真 - 物理具身数据基座 集群协同数据基准 低空无人机数据基座建设 面临低空智能感知挑战 ，展开“数据筑基、模型驱动、智能进化、安全护航” 低空安全 低空视觉安全 小 模 型 小 模 型 小 模 型 可拓展的红外 / 雷达 5阶多项式轨迹 MobileNet 轨迹选择模块 MPC 控制器 动态追踪

强调动手能力和问题解决能力。 多元化岗位分布 微专业课程建设 北京航空航天大学开设 “低空经济与智能系 统”微专业 ，整合飞行器设计、 空域管 理等 课程 ，系统提升学生多学科知识储备。 实战项目驱动 中国民用航空飞行学院毕业生需具备无人 机调试、 系统交互问题诊断能力 ，通过实 战训练提高应对突发情况的能力。 跨学科知识融合 无人机系统涉及航空、 机械、 电子、 通信、 导航、 控制、 ，覆盖模拟飞行、 组装调试、 商业项目实习等 环节。 虚实结合训练 济宁某学校建有国内首个无 人机应急救援虚拟仿真实训 中心 ，通过模拟推演与实机 操作相结合的方式提升学生 实战能力。 数据驱动复盘 结合龙翼航空大数据中心接 入 2000 余架飞行器数据， 分析航线规划、 救援路径优 化案例 ，提升学生数据分析 与复盘能力。 企业实战平台 北方天途基于航空植保平台 大数据项目 以项目最终成果作为考核依据， 注重学生实际解决问题的能力 而非单纯知识记忆。 项目任务以小组形式完成 ，成 员分工协作 ，锻炼学生沟通与 协同能力。 项目制教学实施 真实项目进课堂 任务驱动学习 小组协作完成 成果导向考核 实训中心共建 济宁某学校与龙翼航空共建低空经济大数 据中心 ，接入 2000 余个飞行器节点 ， 用于航线规划与路径优化训练。 技术研发合作 北方天途与北京交通运输职业学院联合开

............................................................................ 15 1、CAx 与 EDA ：设计仿真双驱动 ............................................................................................ 15 2、摄像机与传感器 讨论。随着行业标准的细化，数据透明度与合规性的需求 日益迫 切，这将重塑行 业规范，确保低空经济在蓬勃发展的同时，兼顾公正与公平。 在这一进程中，政 4 策与技术的相互作用将不断优化低空经济环境，驱动全球经济的未来形态。 二、上游：原材料及零部件 1、关键原材料种类与特性 在低空经济产业链中，无人机与航空器的制造依赖于一系列高性能的原材 料。 钢材与铝合金依然在传统结构件和框架上占有重要地位，它们以其独特的机 时，企业愈发重 视 可持续性，通过绿色制造和回收利用策略，降低废弃物产生，减轻环境负 担。全 球化合作与本地化生产策略并行，利用跨境电商平台，加速全球化市场 渗透，实 现上下游资源的深度融合，驱动低空经济产业链的全球化布局。 三、中游：低空经济核心部分 1、无人机与航空器制造 低空经济产业的蓬勃兴起推动了无人机与航空器制造技术的飞速进步。这 些 飞行器不仅在军事领域发挥着重要作用，也逐渐渗透到商业、科研和公共服

Risk Minimization 》 提出不变风险最小化 ，学习不变特征 2022 年 “ 数据需求” 2023-2024 年 “ 能力涌现” 充分训练 数据 - 参数平衡 的数据 ， 是驱动大模型能力进阶的 虚实数据增效 世界模型迁移 非线性跃迁 数据质量至上 2020 年 “ 归纳总结” 发现幂律 参数主导 大模型时代技术迭代也对训练数据的样本规模与质量提出更高标准 2025 城空域的数据算法基石 ，让低空经济 " 看得见 " 、 " 管得好 " 。 智能化升级 ，效率倍增长 通过 AI 技术赋能 ， 实现城市巡检从传统人工模式向 智能化、 标准化、 规模化的跨越式升级 模型赋能 数据驱动 场景适配 平台优势 数据收集时间 场景适配时间 模型训练时间 算法部署效率 前期数据、场景、模型 上耗费时间显著降低 后期算法的效率和 准确度显著提升 论文引用量 多任务感知 多模态感知 人群计数 物体追踪 多机感知 目标检测 构建面向低空视角的视觉感知基础模型 DroneNet 研 发基于组件功能驱动的高效模型适配框架 高效 适配器 感知 多任务 适配器 融合 CVPR 2024 ( 一作 ) → NeurIPS 2024 ( 通讯 ) → TIP 2 025 ( 通讯 )

机、电动垂直起降航空器（eVTOL）等航空器为载体，通过载人、载货及各类作业活动， 深度融合并赋能物流、农业、交通、旅游、城市管理、应急救援等多个领域的新型经济形态。 人工智能通过赋予低空飞行器“智慧大脑”，正成为驱动低空经济高质量发展的核心引擎。 它通过多源传感器融合与智能算法，显著提升了飞行器在复杂环境下的感知、决策与控制能 力，例如实现精准目标识别、动态空域调度以及多机协同作业，从而将低空系统从传统的“消 动态精度切换（8bit/16bit）方案虽降低功耗，但模型切换延迟导致关键帧 丢失率增加 17%。定制化 FPGA 加速器可将 720p@60fps 流处理功耗控制在 4.8W，但牺牲 多光谱融合能力。 应用场景驱动的挑战特异性 低空底层视觉技术面临着由多样化低空应用场景所带来的差异化技术需求挑战，这要求 底层视觉技术必须具备高度的灵活性和适应性，以满足不同场景下对精度、效率、环境适应 性等多方面的特定要求。 任务直接面向成像链路中 不可避免的物理或人为退化过程，其目标是尽可能逆向还原图像/视频在采集、传输或存储 环节损失的原始信息与结构。其技术本质是通过算法建模退化过程并寻求其逆过程，或利用 数据驱动学习从退化数据到清晰数据的映射关系。 （2）信息增强任务的核心在于“挖掘潜力，提升价值”。区别于退化恢复的“修复”导向， 这类任务并非严格追求复原理论上的原始场景，而是主动提升图像内容的可辨识度与可利用

攀枝花市东区低空经济发展规划 （2024-2028） 一、规划背景 （一）政策背景 低空经济是依托低空空域资源，以民用有人驾驶和无人驾驶航空 器飞行活动为牵引，以各类技术融合创新为驱动，辐射带动相关领域 和产业链融合发展的综合性经济形态。低空经济是新质生产力典型代 表，是事关国家未来核心竞争力的新型产业体系，在拉动国内消费、 推动产业升级、促进经济社会发展、服务国防现代化建设、提升应急 整、准确、全面贯彻新发展理念，主动服务和融入新发展格局，聚焦 建设“产强城优”人民幸福的现代化区域中心城区，坚持“市场主导、 因地制宜、创新驱动、开放发展”基本方针，加快推动东区低空经济 高质量快速发展，将东区建设成为攀枝花低空经济桥头堡。 （二）基本原则 政府引导，市场主导。充分发挥市场对产业发展的驱动作用和在 资源配置中的决定性作用，遵循市场客观规律，坚持以市场为主体， 强化政府在战略、规划、政策、示范应用、标准等领域的引导作用， 分发挥钛新材料、独特地理区位和特殊应用场景等方面的既有优势， 加快在产业链关键环节和代表性场景应用平台建设等方面布局，力争 在全国乃至全球低空经济发展中独树一帜。 中飞院低空经济中心 10 创新驱动，高效发展。坚持把科技创新、产业创新、政策创新作 为第一动力，统筹抓好创新主体、载体、平台和生态建设，协调推进 技术创新、模式创新和制度创新，以先进实验室和平台型企业为依托， 集聚高端人才、加

风险分析 5  资金压力风险：技术研发和产业化需要大量资金投入  技术不确定性风险：技术发展迅速，存在技术路线不确定等问题  市场竞争风险：市场竞争日益激烈 2.3 市场化资本驱动型入驻主体 市场化资本驱动型入驻主体在低空经济产业园发展中扮演着资源配置、风险 投资和价值创造的重要角色。这类主体通常由私募股权投资机构、风险投资基金、 产业投资基金等市场化资本作为主要投资者。 优势分析