什么是城市空中交通——交通规划角度的思考

2024年热词

新质生产力代表

——“低空经济”

你听说过吗？

早在2021年2月，“低空经济”已经写入《国家综合立体交通网规划纲要》。2023年底，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年全国两会，“积极打造生物制造、商业航天、低空经济等新增长引擎”写入政府工作报告1。“低空经济”的热度从国家到地方，从政府到企业，迅速扩张，强势蔓延。

**城市空中交通是我国低空经济发展的核心，也是一种新兴的交通模式。**本文是城市空中交通系列文章的开篇，旨在从系统层面，站在交通规划的角度，为大家勾勒出城市空中交通的基本轮廓，为后续深入了解城市空中交通发展布局奠定基础。

新的突破口

上下班的路上

是不是总有一个声音对你说：

前方拥堵

请提前减速慢行……

多年来，城市交通拥堵一直是一个世界性的难题，是许多城市面临的普遍挑战。根据全球行业领先企业TomTom公司发布的2023年交通指数报告，全球55个国家共387个调查城市中，均存在不同程度的交通拥堵情况。其中近半数的城市因交通拥堵引起的额外损失时间占比超过了30%2。

在我国超大城市中，除了道路交通拥堵问题，居民通勤还存在长距离、长时耗的负面现象。以北京市为例，根据《2023年度中国主要城市通勤监测报告》，北京市60分钟以上的极端通勤占比约28%，单程平均通勤距离长达11.7km，单程平均通勤时耗约47min，平均通勤速度仅14.94km/h。除此之外，我国已进入新型城镇化阶段，发展形态从单一城市转变为城市群及都市圈，居民主要的生产生活边界扩大，出行距离将进一步增加。在此背景下，缓解交通拥堵、改善出行条件、提升出行服务水平依然是我国未来很长时间要面临的挑战之一。

图 1 道路交通拥堵示意图（图片来源：京报集团记者 饶强 摄）

目前，优化城市空间布局、发展公共交通、加强道路基础设施建设、优化交通管理等被认为是缓解拥堵的主要手段，但收效甚微。随着工业及信息技术的快速发展，城市空中交通（Urban Air Mobility，简称：UAM）的概念被再次提起并迅速成为社会各界关注的热点。在交通运输领域，城市空中交通也被认为是解决城市拥堵问题的又一个新的突破口。

百年演变

城市空中交通并非是一个全新的概念，在历史上可以追溯到20世纪40年代。1947年到1971年，美国洛杉矶航空公司使用直升机在洛杉矶地区开展短途运输业务，主要运送旅客和邮件，航线包括迪士尼乐园和洛杉矶国际机场之间，道路距离约57千米，如图2。1953年到1979年，纽约航空公司使用直升机在曼哈顿地区和纽约市的三个主要机场（纽瓦克国际机场[EWR]、拉瓜迪亚机场[LGA]和约翰·肯尼迪国际机场[JFK]）之间运送乘客，道路距离约15km-30km之间。该服务持续约20年的时间，最终均因为机械故障引起的事故而停止了运营。

图 2 迪士尼乐园-洛杉矶国际机场道路距离示意图（地图截取时间点：2024.05.10）

图 3 曼哈顿与纽瓦克国际机场（上），拉瓜迪亚机场（下） 道路距离示意图（地图截取时间点：2024.05.10）

从2000年至2014年，城市空中交通的概念得到进一步发展，其中最具代表性的为PAV飞行器。2003年，时任NASA高级工程师的Moore提出了一种面向个人的飞行器（Personal Air Vehicles，简称PAV）[1]。研究中将PAV定位为一种个人或家庭可承担的（affordable）、门到门的（doo-to-door）、按需响应(on-demand)的交通方式，可供人们在城市内部以及城市与乡镇之间进行短途出行。为了完成上述目标，除了要大力发展飞行器制造技术，还需要考虑到其他特性，包括PAV的易操作性、低噪声性、环境友好性等。Moore对于PAV的设想在当时来讲十分超前，然而在短短的20年间，很多想法正逐渐演变成现实。

2014年至今，UAM的运载工具高速发展，其中无人机得到了广泛应用，利用无人机进行航拍、表演、环境监测、电影制作等已经成为常态，无人机配送服务也正在推进当中。载人工具方面，电动垂直起降飞行器（electric Vertical Take-off and Landing，简称eVTOL）的成功面世掀起了载人低空飞行的浪潮。

纵观UAM的发展历程，城市空中交通从概念转变为落地应用示范仅用了不到百年的时间，随着新技术的发展，UAM将会焕发出新的活力，迎来蓬勃发展的时代。

概念辨析

目前针对城市空中交通的具体含义，美国国家航空航天局（简称：NASA）给出了以下定义：城市空中交通是一种在城市地区，利用有人驾驶飞行器或者无人驾驶飞行器实现安全、高效运输的空中交通运输模式（Urban Air Mobility is defined as safe and efficient air traffic operations in a metropolitan area for manned aircraft and unmanned aircraft systems）[2]。

从上述定义来看，城市空中交通有三个基本特征，一是交通运载工具的特殊性；二是行驶空间在空域范围，而非地面或地下；三是运输行为发生在城市内。城市空中交通并不仅仅局限在客运范畴，也包括货物运输。

在相关概念上，**城市空中交通常常与先进空中交通有所混淆，难以区分。**根据NASA的研究，先进空中交通（Advanced Air Mobility，简称：AAM）旨在将高度自动化的飞行器安全高效地整合到国家空域系统，建立一个安全、自动化、价格合理的客、货运空中交通体系，服务之前难以到达的城市和农村地区3。相比而言，UAM与AAM的区别主要体现在两方面，包括服务范围和运载能力。服务范围上，AAM面向的运输范围更大，包括城市、农村、区域范围等；UAM则主要面向城市。运载能力上，AAM不仅涉及小型无人机，还包括大规模货运系统等；UAM以中低运载能力为主。可以说UAM是AAM在城市环境中的子系统，另一个子系统为区域空中交通（Regional Air Mobility，简称：RAM）。

图 4 UAM 与 AAM的关系示意图

除此之外，有关学者也将UAM与地面交通和民航进行了对比，从交通流、管控方式、服务范围等角度分析了区别与联系，详细信息如下表。

表 1 UAM、地面交通与民航的区别与联系[3]

主要构成

一般而言，UAM的主要构成部分包括：飞行空域、航路、运载工具、基础设施、导航与定位系统等。

飞行空域类似于道路交通的地上或地下空间，是城市空中交通运行的主要区域。不同运输方式其允许使用的飞行空域范围也会有所不同。2023年底，我国发布了《国家空域基础分类方法》，为充分利用国家空域资源、规范空域划设和管理使用提供了依据。目前颇受关注的低空飞行，其运营的空域边界还处于研究阶段，国内外尚没有形成统一标准。

航路相似于道路交通中的路径。与道路交通不同的是，航路不依赖物理设施（如道路），而是更多地依赖数字化设施（如定位系统），具有更高的灵活性。航路的数量、密度、飞行高度、方向等特征直接影响到空中交通的安全性、运营效率、空域使用率等。

运载工具是城市空中飞行的核心之一。UAM的运载工具种类较多，无人机和eVTOL（电动垂直起降飞行器）是目前最具应用前景的两类。由于城市中存在较多的限制因素，如高层建筑、高密度住宅、密集人群等，UAM运载工具的标准也随之提高。除了要保障安全外，还要求运载工具能够尽可能地降低噪声、避免环境污染、减弱对地面物的影响。

本文所说的基础设施是狭义的、具有实体的基础设施，如起降场、能源补给站（如充换电站）、航空器机库、应急服务站等。基础设施既要满足运载工具正常运转的需求，也会作用于航路网络的设置。因此合理的基础设施布局是UAM成功的关键要素之一。

实际案例

1

亿航智能作为城市空中交通（UAM）的科技企业，在无人驾驶载人航空器领域取得了显著进展。2023年10月，中国民航局为亿航EH216-S型无人驾驶航空器系统颁发了全球首个eVTOL航空器型号合格证，为亿航智能在全球低空飞行领域的发展奠定了基础。EH216-S型无人驾驶航空器最快飞行速度可达130公里/小时，续航时间为25分钟，设计航程30公里。此外EH216-S充电速度极快，可在两小时内充满，为远途出行提供保障。

亿航智能EH216-S无人驾驶载人航空器在广州九龙湖、合肥骆岗中央公园、深圳梅沙等地已进行过商业载人飞行演示。2023年12月，亿航智能与广州开发区交投集团签署协议，EH216-S将投入九龙湖常态化运营项目，更多空中观光、物流应用的飞行航线与运营点正在规划当中。除了载人运输外，亿航智能还积极探索空中物流服务的应用，通过利用无人驾驶航空器的优势，为城市提供快速、高效的空中配送服务。

图 5 EH216自动驾驶飞行器在珠海横琴实现多机载客首飞(图片来源：亿航智能)

2

2024年2月，峰飞航空自主研制的5座eVTOL航空器“盛世龙”进行了模拟飞行，成功完成了全球首条电动垂直起降航空器跨海跨城空中航线（深圳-珠海）的首飞，原本单程2.5-3小时的地面车程在空中只需要20分钟。

峰飞航空研制的V2000CG在2024年3月取得了中国民航局的合格证，是中国民航系统颁发的首个无人驾驶吨级eVTOL航空器型号合格证。2024年5月份，上海峰飞航空科技2吨级eVTOL电动垂直起降航空器“凯瑞鸥”在阿联酋完成海外首飞，飞行时长41分钟，飞行航程123公里。中东地区是峰飞eVTOL布局海外的重要市场之一，峰飞已先后与阿联酋e&公司、阿联酋猎鹰通航服务公司等企业达成合作意向，在中东地区就eVTOL技术落地和市场运营展开一系列合作4。此外，峰飞航空科技也正式向日本AAM(先进空中交通)先锋运营商交付首架盛世龙，用于城市空中交通展示飞行，并全力推进在2025年大阪世博会实现eVTOL演示飞行的目标5。

图 6 深圳蛇口邮轮母港——珠海九洲港码头“盛世龙”执飞（图片来源：峰飞航空科技）

3

2024年3月，小鹏汇天飞行汽车旅航者X2，从广州天河区的天德广场超甲级写字楼群垂直起飞，通过自动驾驶，顺利完成城市CBD“天德广场—广州塔”的低空飞行。旅航者X2早在2022年10月，就取得迪拜民航局颁发的特许飞行证，并成功在迪拜举行过全球首飞。2023年1月，旅航者X2正式获得由我国民航监管机构颁发的特许飞行证，成为国内正式提出申请，并成功获颁的有人驾驶eVTOL产品6。

图 7 小鹏汇天飞行汽车X2在迪拜完成海外公开首飞（图片来源：小鹏汽车）

城市空中交通的一次次实践就像是一连串掷地有声的脚印，预示着新时代的脚步正缓缓走来。

注释及参考文献

1.https://www.gov.cn/yaowen/liebiao/202404/content_6943071.htm

2.https://www.tomtom.com/traffic-index/ranking/

3.https://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/aim_html/chap11_section_6.html

4.https://export.shobserver.com/baijiahao/html/746832.html

5.https://news.cnstock.com/news,bwkx-202404-5213300.htm

6.https://www.xiaopeng.com/news/company_news/4499.html2022

参考文献
[1].Moore M D. Personal air vehicles: a rural/regional and intra-urban on-demand transportation system[J]. Journal of the American Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA), 2003, 2646: 1-20.

[2].Thipphavong D P, Apaza R, Barmore B, et al. Urban air mobility airspace integration concepts and considerations[C]//2018 Aviation Technology, Integration, and Operations Conference. 2018: 3676.

[3].廖小罕,屈文秋,徐晨晨,等.城市空中交通及其新型基础设施低空公共航路研究综述[J].航空学报,2023,44(24):6-34.