低空交通在城市(城际)交通运输体系中的应用与探索
以上海城市交通为例切入
编者按:随着信息技术、无人驾驶技术、新能源技术等科技技术的快速发展,以及政策的不断推进,低空交通作为一种新兴的交通模式,在缓解地面交通拥堵、加快物流运输等方面的应用前景,备受行业关注。
在第十四届(2025)智能交通市场年会低空交通产业发展论坛中,上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司规划交通院院长、正高级工程师任晓栋,发表了《低空运输在城市(城际)交通的应用和探索》主题报告。
任晓栋以上海城市交通为例切入,分析了当前城市交通和城际交通的发展现状与问题,探讨了低空交通的特征内涵、发展趋势,分享一些思考并对未来进行展望。
在当今城市与城际交通不断发展演变的背景下,低空交通作为一种新兴的交通模式,逐渐受到广泛关注。
在去年9月合肥举办的2024中国城市规划年会上,我曾就这一主题进行过分享。自那时起,在至今半年多的时间里,低空交通领域在实践应用等方面发生了诸多变化。
接下来,我将围绕这一主题,从多个方面展开详细阐述。本次介绍主要涵盖五个部分,将先从城市交通和城际交通的发展现状与问题切入,进而探讨低空交通的特征内涵、发展趋势,分享一些思考并对未来进行展望 。
01
城市交通现状与问题
以上海为例,作为超大型城市,从上世纪70年代至今,城市道路历经了从平面交通到立体交通,从地面、地上(高架)再到地下(隧道)的发展历程。
当前,当地上的高架和地下的管廊隧道等交通资源已被充分利用时,交通拥堵问题却依旧不断加剧。交通拥堵带来了一系列问题,如通勤交通占比日益增高,综合交通物流成本居高不下。
基于上海市域和部分长三角城市的交通数据资源,上海城建设计集团构建了具有自主知识产权的交通大数据工作台。通过分析上海与周边城市的双向通行联系人次密度,以及上海市内各个新城和中心城之间的交通往来密度,评估区域间交通的密切程度。同时,结合现有道路资源分析需求和供给的关系,探讨在城市和城际交通现有体系中引入新载具新方式——低空交通的必要性。
研究认为,未来城市交通在交通工具、需求模式和治理体系等方面,将向三维空间转换,发生重大变革。
02
低空交通的内涵
关于低空交通的内涵,在国内提出“低空”概念之前,国际上共通的认知是用“通用航空”和“民用航空”来区分。
目前,国内所指的低空通常是指真高1000米及以下的空域范围,并且整个空域已按照国家相关规定进行划分。2024年10月,由上海市交通委牵头对上海市300米及以下的空域进行了第一轮统一提报,后续将与民航华东空管局以及军方进行沟通协调,期望实现对300米及以下空域的地方管控与开放。
垂直起降飞行器是低空交通的重要组成部分。当前主流的垂直起降飞行器类型有多旋翼、复合翼和倾转旋翼三类。基于现阶段的能源系统(电池续航能力),纯电多旋翼机型适用于A点到A点的短距离飞行,主要应用于旅游观光领域;纯电复合翼机型航程可达200 - 250公里,航速也在200公里左右,商业化运营后,能够实现A点到B点的中长距离飞行需求;倾转旋翼机型由于技术突破等方面的原因,短期内其制造成本和适航审批进度可能落后于前两种机型。
03
低空交通运输发展趋势
研究表明,低空交通运输将面向大众,呈现高密度、高频次的商业化应用场景,这与传统的民航和通航有着显著差异。
从全球范围来看,低空经济产业的经济价值呈上升趋势。以2024年为例,国内物流无人机市场规模已达300亿元,低空配送效率也在不断提升。如深圳市已开通30条物流配送航线,上海也有三条航线在正常商业化运营。
未来,我国计划在全国50%人口密集区及重点灾害带构建航空救援体系,要求核心区域30分钟响应,重点灾害带1小时响应,涵盖医疗救护、应急救援、森林消防和短途运输等领域。
从低空的各类垂直起降飞行器的航速和航距来看,它无法替代现有城市城际交通中的任何一种方式,而更适合作为一种差异型需求响应式的补充。
在航距200公里以内低空运输有望作为一种补充方式进行切入。因此,空地一体立体物流系统和空地一体综合立体交通系统将成为未来城市城际交通的重要组成部分。
04
低空交通运输的应用思考
(一)发展目标
上海城建设计集团隶属隧道股份上海城建,是上海低空经济产业发展有限公司的第二大股东。上海城建设计集团作为上海低空经济产业发展有限公司的重要决策咨询单位,为上海市多个区(如金山、奉贤、长宁、宝山、临港等)提供了低空交通的前期规划咨询和应用策划方案。基于此,针对超大型城市和东部沿海经济发达地区的低空交通发展,提出以下三个阶段的目标:
1. 近期(至2026年):响应市场需求,先行先试。载人飞行服务建议以传统直升机为主进行试点;物流配送选用成熟的eVTOL机型进行试点产业导入,大型(一吨级以上)机型预计2025年可陆续取得适航证,进而开展试点;末端配送借鉴美团、顺丰等企业在深圳和上海的经验,打造示范运营航线,形成规模效应。
2. 中期(至2030年):拓展创新,完善体系。此阶段载人飞行服务仍以直升机为主,主要因为载人垂直起降飞行器最快需在2027年下半年才能取得适航证,真正商业化运营预计在2028年,运营后的前三年以辅助直升机运营为主,同时考虑航路安全等标准。物流和末端配送可进行大范围推广和实践。
3. 远期(2031 - 2035年):低空交通日趋成熟,各领域可大力发展。
以上三阶段过程体现了由近至远、从物到人逐步发展的特点。
(二)应用场景
1. 城际低空运输:基于长三角及更大范围的交通大数据进行分析,城际出行需求较大的主要体现在①200公里内的商务出行期望实现60分钟内可达;②现状跨越江湖河海的超2小时的场景期望实现30分钟内可达;③国际国内枢纽高附加值货物的快捷高效运输等方面。
“商务+摆渡”出行定制化一站式服务:以上海虹桥枢纽和虹桥商务区为例,目前正在开展与江浙地区商务出行的相关研究。难点不在于现有航路或航线,而在于如何实现低空载人飞行器(如直升机)能实现点到点的飞行起降。对于虹桥枢纽而言,则是能停靠在机场候机楼附近,甚至实现与民航的无缝换乘。这在国外已有成熟案例,如曼哈顿和华盛顿的3 - 4个机场之间,已实现商务高端直升机点到点接驳,大幅提高了出行效率。
“河海摆渡”:我院主导策划的从上海市临港到舟山嵊泗桃花岛的低空文旅飞行项目于2024年12月首飞,该项目将原先从上海到嵊泗约2.5 - 3小时行程时间缩短至30分钟以内。目前该航线仍处于定期试运营阶段,一方面促进了上海临港、浦东与舟山的文旅联动,有效提升经济效益;另一方面,通过现阶段直升机飞行,探索出安全稳定的空域和航路,为后续逐步开展evtol物流配送奠定基础。预计2027年后,采用取得适航的载人evtol机型替换直升机,可大幅降低票价、增加频次,进一步缓解跨海跨岛交通问题。
2. 城市低空运输:在特大型城市,低空客运潜在需求巨大,有助于提升主城区能级和独立节点综合性城市的对外交通能力。对于双机场城市(如上海、北京、成都),美国已有点到点的空中巴士服务,我国也可探索此类模式的可行性。此外,在新城之间(如上海、宁波等地),主城区与周边新城或县级市存在一定时空距离,低空运输方式可作为一种交通解决方案进行研究。
3.同城跨江运输:以南京为例,其在跨长江运输中已开展低空试点和正常运营。上海城建设计集团目前正在重点研究宝山、浦东与崇明之间的跨长江低空交通运输的可行性。
4.在末端配送方面,上海城建设计集团正在探索研究民航机场飞行管控覆盖区内,采用电子围栏模式,设置120米及以下限高空域,实现小型无人机在该区域的飞行和物流派送,有望给全国各地临空地区的物流配送问题提供一种新的解决方案。
05
城市立体交通未来展望
(一)配套基础设施
低空配套基础设施建议采用分层布局、主辅结合的通道网络系统,布局原则建议基于城市绿道廊道和水系河网进行敷设。
低空起降设施布局,可分为大型起降枢纽、中型起降场站和小型起降点三类。大型起降枢纽建议结合现有的机场、火车站等枢纽建设;中型起降场站与城市交通枢纽(如机场、地铁、公交场站等)相结合;小型起降点可利用城市边角建设用地、停车场及配套设施。上海市级研究课题正在对现有存量建设用地和基础设施改造为小型起降点的规划标准及后续建设进行相关研究。
(二)运营管理模式
目前,低空交通的盈利模式是业内关注的焦点。以深圳和上海的物流配送为例,现阶段仍然主要依靠政府补贴。未来,运营模式可分为对公和对私两大类:
1. 对公服务:类比现有的公交系统,在交通需求旺盛的区域之间,设置固定班次和航线的低空运输服务,以解决物流和客运需求。通过制定固定票价和航线,乘坐者或服务购买者只需支付票价即可。
2. 对私服务:参考城市游艇码头模式,考虑到未来eVTOL飞行器需要存放、维护、充能,以及信号接入、飞手服务等需求,消费者可购买飞行器(类似购买游艇),由运营公司提供全方位服务。这有望成为未来低空交通运营的重要盈利点和产业发展方向。
(三)未来展望
当前,在城市上空开展低空飞行面临一些问题,例如居民对低空飞行噪音等问题的反应,类似于城市建设高架时面临的情况。同时,在现有市政基础设施廊道(如高架、河道等)上方使用低空飞行器也存在一定的限制,主要是担心飞行器坠落造成二次伤害或对市政基础设施系统造成破坏。
从整体来看,低空交通在城市城际交通中的应用并非替代现有任何一种交通方式,而是一种补充。我院一直在着力研究推广的“MaaS(出行即服务)”,低空交通作为信号飞行、安全要求高的交通方式,具备与城市城际的MaaS出行相融合的条件,例如空铁航一体、空路水一体等。埃隆·马斯克提出的电动车闲时共享理念也是MaaS出行的一种体现,这将是未来城市城际交通运输发展的一大趋势。
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