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【规划广角】低空经济视阈下城市空中交通的影响评估与设施更新
规划师杂志社   2025-07-24 11:47:43
 

摘 要

低空经济带来的城市空中交通与城市的深度融合,将改变城市的形态和功能,使城市空间规划和城市管理面对全新的城市环境。然而,现有的城市基础设施无法应对大量的城市低空飞行。基于此,通过全面梳理低空经济和城市空中交通对城市的系统性影响,提出应建设城市低空基础设施,同时充分考虑低空基础设施与城市的兼容性,鼓励地方政府将低空基础设施建设纳入城市的规划、建设和管理工作,并梳理分析城市在低空经济和城市空中交通发展过程中可能出现的社会问题及风险,对其未来的发展进行展望。

[关键词] 低空经济;城市空中交通;城市低空飞行;低空基础设施;智能城市;未来城市

[文章编号] 1006-0022(2025)03-0033-09

[中图分类号] TU984.11+3、F293、F294

[文献标识码] A

[引文格式] 李翔,甘惟,申程,等.低空经济视阈下城市空中交通的影响评估与设施更新[J].规划师,2025(3):33-41.


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1 研究背景


1.1 低空经济发展相关国家战略和政策

2019年9月,中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》,提出建设交通强国的重大战略决策;2021年,中共中央、国务院发布《国家综合立体交通网规划纲要》,提出到2035年基本建成现代化、高质量的国家综合立体交通网。

低空经济是以低空空域为依托,以各种有人或无人驾驶航空器的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,对于推动经济增长、提升社会福利水平及支持国防建设等具有重大意义。低空空域通常指距离地面的垂直高度在1000m以内的空域,有着比地面交通更高维度、更丰富多样的产业和应用前景,拥有巨大的发展潜力和想象空间,亟待进一步开拓与发展。城市低空飞行指在城市低空空域进行的飞行活动。2021年2月,“低空经济”被写入《国家综合立体交通网规划纲要》;2023年5月,国务院、中央军委公布《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》,为无人驾驶航空器的规范化运行设立了法律依据;2023年12月,中央经济工作会议将低空经济提升至战略性新兴产业的高度;2024年2月,中央财经委员会第四次会议强调鼓励发展低空经济;2024年3月,“低空经济”首次被写入政府工作报告,成为新质生产力的代表。当前,已有北京、上海、广东、江苏等至少29个省(区、市)将低空经济纳入政府工作计划,出台低空经济行动方案,提出当地低空经济发展的产业定位和发展目标。低空经济逐渐成为一种时代发展趋势,将对现有的城市空间产生冲击,促使新的基础设施和空间类型的产生。


1.2 发展城市低空经济的意义

发展城市低空经济不仅可以拓展城市空间、提高运输效率、带动经济增长和技术创新,还能提升社会运行效率、改善公共服务、促进区域发展。

在城市层面,发展城市低空经济可以激活立体空间资源。低空经济的开发可以充分利用低空空域资源,向空中拓展城市交通,为城市提供新的发展空间,缓解城市空间紧张问题;可以点对点的快速运输促进要素流动,有效缓解地面交通压力,提高运输效率;可以提升应急响应能力,如低空飞行器可快速到达受灾区域,为区域运送救援物资,并给予消防、医疗等支持;促进形成全新和高效的城市生产生活方式。

在宏观层面,低空经济可以催生新的产业和商业模式,如城市空中交通、低空旅游等;可以促进技术创新,推动飞行器研发制造、低空飞行基础设施建设运营、飞行服务保障等领域的技术进步和创新,形成具有全球竞争力的产业集群,创造新的就业机会,促进经济增长和产业升级;可以加强城市内部和区域的联系,促进资源共享和区域经济融合。

城市是实现低空经济应用场景的空间载体,城市空中交通则是实现低空经济的重要抓手,是城市智能化的重要内容。城市低空空域的管理涉及多个部门,主要包括中央空中交通管理委员会、军民航空管部门及地方政府等(图1)。目前,城市视角的低空经济研究尚为空白,现有的基础设施也不适用于低空经济发展。因此,应根据低空经济的发展趋势,研究低空经济与城市的互动机制,将低空经济与城市充分融合,通过科学的城市规划和城市管理,从城市的角度谋划低空基础设施的建设,实现城市低空经济应用场景的落地。

图1 城市低空空域和航线的管理


2 城市空中交通的内涵界定与研究综述


城市空中交通是一种新兴的运输方式,主要是利用自动驾驶或有人操控的飞行器在城市范围内进行人员和货物的运输。其中,电动垂直起降飞行器(electric Vertical Take-off and Landing,以下简称“eVTOL”)作为城市空中交通的核心工具,因具有安全性、智能性、经济性和环保性的优势被视为解决城市交通拥堵的有效工具(表1)。尽管国际上尚未形成统一的“城市空中交通”概念,但是无人机的应用已经相当广泛。经过数十年的发展,城市空中交通的理论基础日益成熟。近年来,城市空中交通在全球多个城市逐步发展,同时得益于分布式电力推进、自动驾驶、电池和电机等领域的关键技术的突破,eVTOL的发展势头迅猛。


表1 城市空中交通与传统交通的区别和联系

国际上一些城市已经进行空中运输实践。例如:Blade和Uber在美国纽约开通了从曼哈顿到机场的空中交通服务;美国Flytrex与多家餐厅合作,利用eVTOL配送食品;Urban Footprint与FAA合作,为美国农村地区提供药品和疫苗的空中运输服务;Airbus通过Voom平台,使用直升机按需为巴西和墨西哥提供城市空中运输服务。各国也制定了国家层面的城市空中交通产业政策规划,积极探索城市空中飞行的应用场景。同时,美国进行了针对性的空域划分与法规体系建设实践。

我国同样高度重视城市空中交通的发展。2022年8月,民航局发布了《民用无人驾驶航空发展路线图V1.0》(征求意见稿),提出从货物运输到人员运输、从通用航空到运输航空、从隔离运行到融合运行的发展策略;上海提出以浦东机场和铁路东站为核心建设综合交通枢纽,引入新型交通工具和方式,推广使用eVTOL;深圳作为低空经济先行先试城市,正在构建海陆空一体化的新型城市交通体系,并制定了《深圳经济特区低空经济产业促进条例》,从基础设施、飞行服务、产业应用、技术创新、安全管理等方面助力低空经济产业发展,同时积极探索“低空经济+城管业务”的融合应用。此外,众多企业也在积极推动城市空中交通的发展,如亿航智能利用自动驾驶飞行器开发低空游览项目、美团与上海金山区合作建立城市低空物流运营示范中心、迅蚁在杭州开通全国首条常态化城市空中急救送血航线。民航局也积极响应发展低空经济的号召,落实相关空域管理政策,并修订了30余部民航法规。

现有的城市空中交通主要依托较为成熟的飞行器行业来发展,具有零散性和试验性的特征。由于城市空间环境的日趋复杂,城市低空飞行环境的不确定性显著增加,城市环境、建筑物、人口密集区、恶劣天气、噪声污染和社会问题等因素都会影响飞行安全与飞行效率。在Web of Science和中国知网以“Urban Air Mobility”“城市空中交通”为关键词进行文献检索,总结目前的研究,发现国内现有的空中交通研究主要集中在航空航天工程、交通运输经济、公路水路运输、工业经济等领域,国际研究主要集中于工程、计算机、自动控制、通信、机器人、交通、仪器仪表等领域;国内部分学者开始探讨技术驱动下未来城市空间规划的实践路径,但未涉及城市空中交通;国内外对城市角度的低空经济发展制度供给的研究尚有不足,这与城市空中交通与城市深度融合的初衷不相符。城市作为低空经济的运行空间,除了重视航空、交通、机械、通信等领域的研究,还应重视城市空中交通理论、体系、基础设施、政策、标准、社会经济等方面的研究。

低空经济的发展需要低空基础设施来支撑,低空基础设施的科学规划会直接影响交通网络的运行效率。然而,目前的低空基础设施多为飞行器制造商临时搭建的,普遍缺乏城市整体层面的低空基础设施规划。通过研究发现,目前我国暂无低空基础设施与城市融合的研究,未从城市规划和城市管理的角度对低空基础设施进行深入探讨,缺乏设施的选址、新建和改建对城市功能与形态的影响,以及城市空中交通与城市系统的高效融合等研究。


3 城市空中交通与城市的融合


在低空经济和城市空中交通的影响下,城市内各要素的空间流动速度更快、空间集聚范围更广,这势必会对城市的形态和功能产生影响。城市是复杂的巨系统,从城市的复杂性和城市形态衍生的角度来看,城市空中交通介入后将与城市的各系统进行互动,将在物质和社会层面衍生新的城市形态。在物质形态上,城市空中交通将影响城市各系统,城市用地、基础设施、建筑的空间组织和外部形态将发生显著变化,形成新的城市物质形态。在社会形态上,城市空中交通会影响社会机制,影响城市中社会、经济、文化、生活生产习惯等无形要素的分布和流动,形成新的城市社会形态。

同时,城市空中交通将带来新的城市功能。当前,传统的城市功能难以满足城市空中交通发展的需求,亟待转型升级。城市是由交通系统、物流系统、能源系统、景观视线系统、文旅系统等功能系统以及建筑设施、低空基础设施、通信设施等设施组成的复杂的巨系统。城市空中交通的介入将促使城市各要素的流动形式由二维升至三维,并对城市各功能体系产生巨大的影响,形成新的城市功能体系,以适应城市空中交通的发展。

城市规划和城市管理是连接城市空中交通各系统与各要素、解决多学科整合问题、实现资源合理配置、联合多学科编制城市空中交通专项规划,以及融入国土空间规划体系、实现各种应用场景的重要途径。对此,应打破现有的缺乏城市规划专业全面参与的局面,充分发挥城市规划专业的跨学科及其与社会互动的优势,建立科学的空间规划体系,以科学的城市管理为出发点,将城市空中交通规划的内容融入国土空间规划体系,实现资源的合理配置和城市各种复杂系统的融合(图2)。

图2 城市空中交通与城市规划及管理的融合

本文重点关注城市基础设施与城市空中交通的融合,探讨现有基础设施如何转型升级以应对城市空中交通的发展。基于城市空中交通与城市的深度融合,提出建设低空基础设施,以实现各低空交通场景,促进城市低空经济的发展(图3)。

图3 城市空中交通与城市的融合


4 城市空中交通基础设施


低空经济作为战略性新兴产业,是产业发展的新赛道,也是经济增长的新引擎。城市基础设施的布局、数量会影响交通网络的运行效率。然而,现有的城市基础设施无法满足城市空中交通的发展需求,急需优化升级并配套低空基础设施。对此,应将现有的城市基础设施升级为对低空经济友好的新城市基础设施,以适应城市空中交通的发展;在城市规划和城市管理中,应充分考虑低空基础设施与城市的兼容性,鼓励地方政府将城市空中交通基础设施建设纳入城市的规划、建设和管理工作。

本文将城市空中交通基础设施分为专项设施建设和协同系统建设两类,专项设施建设类为硬件基础,是城市的基础设施和设备,是保障低空经济和城市空中交通发展的基础设施;协同系统建设类为体系设计,是城市的子系统对低空经济和城市空中交通的系统性应对与资源整合。本文通过探讨城市低空基础设施的转型升级、规划和管理问题(图4),剖析城市低空经济和城市空中交通的发展趋势,构建城市低空经济的基础设施建设范式。

图4 城市空中交通和基础设施的日常行政管理


4.1 专项设施建设类

4.1.1 建筑辅助设施

当前,城市空中交通各细分行业已经在理论和技术上实现了主动适应城市空间环境的飞行,如主动避障、航线规划等。城市虽然不需要对建筑系统的建筑限高、容积率、建筑密度等整体功能和形态做出较大改变,但是也需要对功能和形态进行适当改造,以满足城市空中交通的发展需求。

宏观上,过高的建筑高度、容积率和建筑密度都会增加低空飞行器在城市中飞行的难度。例如,超高建筑对于低空飞行航线的阻挡、高容积率和高密度建筑对于起降点布局及人群的影响,以及因高容积率和高建筑密度形成的城市建筑风廊对低空飞行与雷达信号的干扰等。

微观上,起降平台或垂直起降机场将成为建筑物需配置的标准基础设施。对此,应考虑垂直起降机场的空间尺度与建筑的适应性,设计安全高效且与建筑融合的起降设施空间。为满足低噪声控制和安全起降的需求,起降点应尽量远离人群或做好物理降噪。虽然低空飞行器可在复杂的城市空间内进行垂直起降,但是仍需保持起降点垂直上方及周围区域的空间畅通。

此外,过于复杂和密集的建筑群、建筑形态会影响飞行信号的传递,应在建筑和建筑群的设计上充分考虑这一因素。通过在屋顶加装起降点或将屋顶改造成起降点,使屋顶成为城市空中交通的起降基础设施。同时,这种“空中+地面”的新型经济形态要求建筑及其附属空间、周边空间做出相应的变化。在应用场景持续创新、低空经济政策法规稳步推行和逐渐完善的背景下,部分城市开始对存量建筑进行改造升级,为无人机等低空飞行器的起降提供合适的空间环境。例如,在办公楼、产业园区的建筑楼顶平台或露台安装和改造无人机起降平台、Vertiport、信号收发、环境监测等设施设备。

4.1.2 低空基础设施

低空基础设施为低空飞行器提供起降、备降、停放、充电、通信、应急、存储、运输及运营等多种服务,涵盖以下几个关键组成部分:①垂直起降机场,专为垂直起降无人机或eVTOL设计的设施,能够满足其特殊的起降需求;②飞行器机库,专用于存储和维护飞行器的设施,确保飞行器在非飞行状态下的安全并为其提供保养服务;③飞行器应急服务站,在紧急情况下为飞行器提供快速响应和必要的服务支持;④飞行器物流集散地,主要作为物流无人机的中心枢纽,负责货物的收集、分发和转运;⑤飞行器综合验证场,用于测试和验证飞行器的性能与安全性,确保其符合行业标准。

此外,为了提高设施的安全性和功能性,还可以考虑配套以下辅助设施:①防护栏,用于隔离飞行器活动区域,保护人员和设备的安全;②隔音屏,用于降低飞行器运行时产生的噪声,减小低空飞行对周边环境的影响;③通信、充电等设施,这类设施为标准配置,布置于各低空基础设施中。这些设施既可以作为新建项目独立开发,也可以通过对现有的城市基础设施进行改造和升级来实现。例如,可以在现有建筑物上增设起降点(垂直起降机场)、充电设施、飞行器机库或飞行器应急服务站,或在市政设施上增设防护栏、隔音屏等,以满足城市空中交通的需求。通过建设综合性的低空基础设施,可以有效地促进城市空中交通与城市各系统的融合,提高城市低空经济运行的效率和安全性。

4.1.3 垂直起降设施

在城市低空经济和城市空中交通的环境中,垂直起降机场作为航路网络的关键节点,其布局设计对公共航路网络的布局与发展具有显著影响。现有的垂直起降机场大多从飞行器和航线的视角布局设计,较少从城市整体系统视角进行统筹。根据交通流量和需求可将垂直起降机场分为垂直起降中心(I级)、垂直起降场(Ⅱ级)和垂直起降点(Ⅲ级)三级,分别满足不同种类飞行器的起降需求。垂直起降机场的布局选址是一个复杂的过程,涉及城市规划、交通工程、地理信息系统等多个领域,是传统城市TOD从二维空间拓展到三维空间的升级,考虑的因素更复杂,包括但不限于交通需求分析、交通换乘、站点可达性、交通辐射范围、运营模式等。

垂直起降机场的布局策略和选址分析是城市规划与城市管理的核心内容,对城市空中交通的整体效率有重要影响。垂直起降机场如同立体版的地铁站,其功能服务需辐射周边的居民,因此应具有高可达性、高交通效率、高换乘率、高辐射效应等特点。其选址布局应从城市整体系统的视角出发,通过城市规划科学分析交通需求、人口密度、社会构成、用地功能、建筑密度、社会经济、自然环境、地理地形等影响要素,合理规划布点。垂直起降机场的规划可以充分利用现有的城市资源,三级起降点可根据需求布置于屋顶、空地、建筑平台等,可新建也可利用已有存量资源更新配置。例如,可以考虑将起降点设置在重要的交通枢纽或建筑物顶层、直升机停机坪等现有设施上。这种策略不仅能降低初期基础设施建设的成本,还能提高设施的利用效率。然而,将建筑物顶层作为垂直起降机场也带来了一系列挑战,如场地使用权限、飞行器噪声、屋顶载荷及空间隐私等问题,这都需要政府多部门的协调。

4.1.4 通信导航设施

在现代通信技术领域,5G移动通信技术及其相关设施在提升低空通信能力方面发挥着重要作用。这些技术及设施不仅为城市空中交通提供高精度的位置RTK服务网和气象预报服务,还为eVTOL提供监测服务。为了确保eVTOL在复杂的城市低空环境中安全运行,必须构建低时延和高稳定性的通信链路。相较于传统的甚高频通信系统和卫星通信,5G毫米波蜂窝数据链路在成本效益、可靠性和覆盖范围等方面的优势显著。

然而,当前的5G通信基站设计以满足地面用户的需求为主,尚未充分考虑低空通信的覆盖,而且对于飞行器起降的复杂城市建成环境也缺乏考虑,如复杂建筑和构筑物对信号的遮挡与干扰。因此,为了实现基于5G网络的城市空中交通通信,必须依据城市空中交通的发展规律,从城市整体层面进行地面通信基站的基础布局规划,以及加强针对起降和巡航信号收发的布局规划。例如,可编制城市空中交通通信设施专项规划,充分利用现有建筑和设施,在起降点、建筑物、地面道路、生态用地、水系、地面基站及市政设施等关键位置部署通信设施,在宏观上确保城市整体层面的通信设施规划布局科学合理,在微观上确保飞行器在起降和巡航时的信号不被建成环境的复杂形态干扰,为城市空中交通提供必要的通信导航支持。

4.1.5 气象环境设施

低空飞行安全气象保障技术是确保低空飞行活动安全进行的关键技术之一,涉及地面气象探测、低空雷达监测、卫星辅助观测等多个方面,以形成全方位的低空飞行安全气象保障体系。其中,与城市相关的基础设施包括地面气象探测和低空雷达监测。地面气象观测站主要承担收集温度、湿度、气压、风速和风向等基础气象数据的任务,这对于准确预警低空气象至关重要;低空雷达监测,指使用低空雷达系统进行实时监测,以探测低空风切变、湍流等可能影响飞行安全的天气现象。

通过这些技术和措施可以有效地监测及预警可能影响低空飞行安全的天气状况,为低空飞行提供坚实的气象保障。具体而言,以存量更新设施为主,以新建设施为辅,利用现有城市用地、建筑和设施(如生态用地、道路、起降点、建筑物、地面基站及市政设施等)部署通信设施,为低空飞行提供城市气象监测支撑。现有城市微气候和热环境的相关研究印证了城市微气候与建筑密度及布局、绿化量、下垫面特征、人为热等诸多因素存在关联,这些因素也会影响低空飞行。因此,应通过城市规划和城市管理,充分统筹城市的气象环境因素,避免微气候对低空飞行的影响。


4.2 协同系统建设类

4.2.1 空域划分

精细化管理城市低空空域是提升飞行安全与效率的关键,而城市空域是城市国土空间的重要组成部分,因此空域管理应系统融入城市空间规划,以实现更高效的城市低空经济管控。本文主要介绍一种通用的空域划分方法,具体数值根据各地的需求和标准有所差异。在垂直维度,低空空域可依据高度层级细分为6个类别,以满足不同类型飞行器的城市低空飞行需求。其中,60~90m、120~150m、270~300m的高度区间被定义为保护带,为隔离区域。在这些区域,一旦发现存在潜在的空中碰撞风险,飞行器应采取相应的避让措施,如通过减速、悬停、改变飞行高度或降落进行避让。在水平维度,可以根据飞行器的性能指标和所处的垂直空域进行航路规划。其中:90~120m的高度区域为多旋翼飞行器区域,适用于超低速和轻型无人机的飞行;150~210m、210~270m的高度区域为混合翼飞行器区域,分别适用于低速和轻、小型无人机的飞行以及中速和中型无人机的飞行;300~1000m的高度区域为控制区,适用于高速和大型无人机/eVTOL的飞行(图5)。

图5 通用的城市低空空域分层

4.2.2 航线规划

通过精细化的空域和航路管理策略,可以显著提高城市空中交通的安全性和流畅性,为未来的城市空中交通网络建设提供科学依据和技术支持。对此,可通过对城市空中交通航线进行系统的风险评估,结合城市的空间规划制定城市航线规划。航线规划主要考虑人、机、管理措施、环境等因素,通过对线路布局和操作规则的设计,构建线路网络。其中,起降点的规划应综合考虑位置布局、内部结构、运行方式等因素,结合机载设备和飞行平台的建设进行设置,保障飞行器的平稳起降。同时,针对不同类型的城市区域,如高密度城市中心区、中密度城市中心辐射区、低密度城市扩散区及特殊需求区,应设计不同的航线网络和起降设施,以差异化的航线规划满足城市空中交通在不同类型城市区域的需求,确保飞行安全并提高运行效率。

4.2.3 交通系统

城市空中交通作为低空经济的关键构成要素,正引领着城市交通运营模式的革新,对现代城市发展具有深远的影响。面对城市人口急剧增长和交通拥堵问题日益严峻的情况,城市空中交通开辟了城市交通的新维度,提供了创新的解决方案。通过开发城市上空这一未被充分利用的空间资源,发展城市空中交通,有望显著减轻地面交通的负担,提升城市交通网络的整体承载力,为市民提供更高效、更便捷的出行方式。同时,城市空中交通不仅能够独立发展运作,还具备与现有城市交通系统整合的潜力,包括与地面、地下及水运交通模式的有机整合。这种整合策略能够充分利用现有的交通基础设施,通过在现有设施的基础上增设静止或移动的起降平台,增设换乘功能,提高运输效率,实现资源共享。这种多模式交通系统的整合,不仅能够提升城市交通的互联互通性,还能够促进城市交通网络的可持续发展,为城市规划和城市管理提供新的研究方向及实践路径。

4.2.4 物流系统

城市空中交通作为新兴的城市交通模式,正逐渐在城市的运输体系中发挥作用。与传统的物流运输系统相比,城市空中交通中的立体运输无人配送系统的速度更快、精度更高,受地面交通状况的影响较小。当前,多样化的配送形式能满足不同商品和不同人群的需求,在快递服务与紧急物资配送领域展现出独特优势。例如,通过无人机携带货物与包裹,实现自动化的路径规划、风险识别与感知以及高效的包裹投递等。在城市人口密集区域,无人机物流运输主要利用低空空域,以应对具有高价值、长距离运输需求以及对时效性和即时性有严格要求的应用场景。当前,低空经济产业界和学界的关注重点在航线优化、风险管控、投送效率等方面,较少关注城市基础设施的优化。现有的设施如起降收发站均为厂商临时配套的设备,很少从城市整体层面对设施布局进行统筹。

基础设施的建设对于确保无人机物流系统的高效运行至关重要。为实现城市空中交通的物流应用场景,必须构建相应的基础设施支持体系,适应复杂的城市空间环境,相关基础设施包括配送无人机空中运行管理中心、常态化航线末端的无人机配送站、物流仓储点及智能换电站等。其中,空中运行管理中心能够对飞行路径进行实时监控与调度,无人机配送站则提供货物装卸与临时存储的场所,物流仓储点考虑了物流存储的空间布局,智能换电站则为长距离运输提供能源补给。

4.2.5 能源系统

无人机、eVTOL或飞行汽车的发展是由电池、分布式电力推进及自主研发技术的进步推动的。然而,飞行器大量的用电需求与现有的城市用电规划形成矛盾,传统城市规划和城市管理未充分考虑以城市空中交通为主的城市低空流动形式,造成了低空领域能源系统理论和技术发展的滞后。在低空经济时代,城市空中交通产生的能源需求以及能源基础设施升级需求,对城市基础设施提出了新要求,因此需对现有的输电、储能、充电和换电等设施进行重新定义与设计。对此,能源物联网的应用可从宏观上升级城市的能源系统,优化能源分布,提升能源效率,助力城市空中交通的发展。在宏观层面,应从城市整体层面布局城市能源,升级能源结构;在微观层面,可将低空基础设施中的垂直起降机场作为能源的供给、储备设施。

4.2.6 景观系统

无人机、eVTOL等飞行器集群的运行容易干扰市民的视线,分散其注意力。飞行器也会对城市的景观风貌、城市天际线等造成影响,易造成城市景观视觉污染。例如:飞行器的飞行路径、起降点及相关的基础设施可能会影响城市的视觉美感;飞行器的灯光,尤其是夜间的导航灯和信号灯会造成夜间光污染。因此,应运用城市景观风貌规划和管理的思维,结合城市空间规划,合理布置起降点、规划航线并开展景观视线和光污染等专项规划,避免飞行器对城市景观视线的影响。从积极的角度看,技术进步的展示也可能成为城市现代化和创新能力的象征,巧妙的空间设计也可以营造全新的兼具未来感的城市风貌。

4.2.7 文旅系统

发展城市低空文旅并将其与城市景观风貌融合,可以为游客提供体验城市风光的全新视角。通过精心的空间规划和文旅资源配置,能够带来更加丰富、独特的旅游体验。

低空经济在城市文旅领域的发展是一个多维度、跨学科的研究课题。要实现低空经济与城市文旅场景的有效融合,需对城市的空间结构、文化资源分布情况及旅游需求进行深入分析。在此基础上,构建综合的低空文旅交通网络,通过低空航线将城市的文化地标、旅游景点及商业区域连接起来,通过空中飞行、在建筑屋顶观景平台停留等形式,为游客提供一种全新的观景视角和体验方式。适合城市文旅场景的低空飞行器需具有低噪声、高安全性和环境适应性的特征,如eVTOL和飞行汽车等,同时需要规划设计和建设适合低空文旅场景的城市基础设施及附着在建筑屋顶的可临时停留的高层观景平台等,以支持飞行器的运行和维护。

4.2.8 应急系统

城市空中交通可在应急处置、医疗救护、消防救援、灾情侦察、有害气体监测、通信保障、高层建筑火灾救援、物资运送、交通监控和指挥等领域发挥重要作用。城市空中交通应急系统的基础设施包括应急起降点、通信与导航、环境传感、能源补给、维修与保养等设施系统。目前,低空飞行已经在野外和低密度环境中得到应用,在高密度复杂的城市环境中的应用仍面临诸多困难。因此,通过系统的空间规划可挖掘低空交通的应急资源优势,通过分析复杂的城市巨系统的特性,使城市空中交通与城市系统高效融合,并合理配置各类应急资源,实现各类低空应急应用场景。


5 讨论与总结


城市空中交通可有效缓解城市交通拥堵,并通过向空中扩展交通空间,加速点对点的要素流动,提高通行效率;将改变人们的出行、物流、旅游、工作、学习、消费等生活习惯,形成更高效便捷的生活方式。同时,城市空中交通的发展也将产生一系列的社会问题和风险,急需城市规划和管理者的关注。


5.1 讨论:问题及风险

5.1.1 社会问题

(1)运行噪声污染问题。城市空中交通在追求效率的同时,还应考虑环境保护和公众的接受程度,如应重视低噪声着陆条件和市民接受度。例如,eVTOL的碳排放量少且噪声更小,仅产生气动噪声,噪声值远低于直升机,其他飞行器的噪声也在不断优化。NASA对Joby预生产的四座eVTOL航空器进行测试,发现其在500m的高度以185km/h的速度巡航时产生的噪声为45.2dB,在城市街道中几乎听不到噪声。飞行器在巡航时产生的噪声几乎不扰民,而在起降时的噪声最大,因此在进行基础设施设计时,应尽量使起降点远离人群,或采取隔音屏等物理降噪手段,并根据城市人口和建筑密度调整巡航航线的高度,以最大限度地减少飞行器对市民的干扰。

(2)视觉干扰、光反射干扰问题。建筑物的顶面反光对低空观光、空中的士等载人飞行器使用者有一定的视觉影响,需要进行建筑屋顶设计和第五立面的统一规划,以避免光污染。

(3)市民的心理担忧问题。大量的飞行器穿梭在城市中,人们对其安全问题有一定的担忧,这源于人们对城市空中交通的技术和安全性缺乏认知。对此,应加大对低空经济和城市空中交通的科普宣传与教育力度,使人们了解其超低事故率、高安全性和技术稳定性的优点,促使人们积极接受城市技术的变革。

5.1.2 社会风险

(1)低空运行风险。这类风险主要包括对其他飞行器的空中风险和对地面第三方造成的风险。对其他飞行器的空中风险主要为相撞,目前的飞行器有先进的防撞系统,这可以在很大程度上避免相撞。对地面第三方造成的风险主要是飞行器坠地,城市规划和管理层面尚缺乏这方面的相关研究。因此,城市规划和管理应统筹规划应急起降点,以应对突发状况,确保飞行器的应急降落安全。航线规划应避免途经建筑密集区和穿越人口密集区上方,尽量沿着水系、绿地等生态廊道规划,以预防坠落、减少噪音干扰及保护隐私安全。此外,城市风廊形成的微气候、低空风切变、湍流等会对低空飞行造成影响,虽然目前的飞行器可基本解决在此类气候环境中飞行的问题,但是相关规划仍需考虑这一问题。例如,应在城市设计中充分考虑建筑形态、城市界面对气流的影响,进行建成区气候模拟,规划合理的航线和起降点,避免飞行器穿越气流紊乱区域。

(2)机载摄像窥探隐私的风险。飞行器携带的摄像头可能会拍摄到市民(尤其是在较为隐蔽的场合),由此带来了隐私安全问题。对此,应加强法律法规建设,明确无人机飞行的规范和限制,在技术上开发隐私保护功能,在城市层面基于城市模型进行航线隐私视线模拟,最大限度地避免隐私风险。


5.2 总 结

作为一个在全球范围内尚处于探索阶段的新兴概念,城市空中交通尚缺乏成熟的案例作为参考。面对这一新兴课题,城市规划和城市管理领域必须从城市发展的视角出发,规划未来城市交通的蓝图。国家大力支持低空经济发展,城市空中交通的发展预示着现有城市运行模式将发生重大变革。因此,立足于城市的宏观视角,前瞻性地探索城市空中交通与现有城市架构的整合问题,不仅是当务之急,更是推动城市低空经济蓬勃发展的核心策略。

低空经济作为新质生产力的代表,国家层面正积极推动其发展,各地也迅速出台了城市低空经济发展的计划并设立低空经济示范区。这一新兴经济形态不但能够促进经济增长、推动技术创新,而且在提升社会运行效率、优化公共服务及促进区域均衡发展等方面具有较大潜力。城市空中交通作为低空经济发展的核心,被认为是缓解城市交通拥堵的有效解决手段。然而,尽管城市空中交通在交通、工程、机械、自动化等领域的研究和产业应用方面取得了较大进展,但其与城市建成环境的深度融合仍处于探索阶段,相关研究还存在不足。此外,基于城市规划和管理的城市空中交通与城市融合的政策制定、技术标准、空间规划设计、城市治理以及规划建设规范等的研究与实践仍然匮乏。随着未来城市空中交通与城市的深度融合,城市的形态和功能将发生巨大变革,这对城市的空间规划和管理提出了全新的挑战,现有的城市基础设施显然难以满足日益增长的城市低空飞行需求。

基于此,本文全面梳理了低空经济和城市空中交通对城市的系统性影响,提出低空基础设施应对城市空中交通发展的路径,认为应建立科学的空间规划和城市管理体系,联合多学科形成城市空中交通专项规划并将其融入国土空间规划体系,实现资源的合理配置及城市各种复杂系统的融合,以适应低空经济的发展。此外,梳理了在低空经济和城市空中交通发展过程中可能出现的社会问题与风险,并提出相应的解决策略,其中不仅涉及技术层面的创新,还包括政策、法规、社会接受度等多方面因素。本文从城市规划和城市管理的视角研究低空经济,旨在为低空经济下城市空中交通的可持续发展提供系统的理论支撑。


【注 释】

①城市低空飞行通常指的是在城市上空一定高度范围内进行的飞行活动,这个高度范围一般指的是低空空域。低空空域是指距离地面较近的空间区域,根据不同国家和地区的规定,这个高度范围可能有所不同,但通常指的是距离地面垂直高度在1000m以下的空域。

②本文的低空飞行器包括无人机、电动垂直起降飞行器和飞行汽车。

③eVTOL、无人机和飞行汽车三者在概念上有明显的区别:eVTOL适合作为城市空中交通的载运工具,进行点对点的交通运输,是低空经济的核心;无人机更多地用于执行特定的任务;飞行汽车则是一种尚在研发阶段的新型交通工具,其实用性和商业价值还有待进一步验证。



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