【作者简介】

刘　泉，深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司副总规划师， 高级工程师

陈瑶瑶，深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司研发专员

洪晓苇，深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司研发助理

李　昊，中规院（北京） 规划设计有限公司高级城市规划师， 通信作者

钱征寒，深圳市蕾奥规划设计咨询股份有限公司副总经理、总规划师、研发总监，高级工程师

提要

当前，低空经济发展和城市空中交通成为热点，城市中无人机快递物流等活动逐渐兴起，将对城市低空空域的结构带来巨大改变，影响城市低空空域的安全、效率和容量水平，并对城市空间的形态、利用和管理产生巨大影响。未来城市的立体发展将不再限于地面、地上和地下等3 个层次，而是与低空空域结合，形成更加完整的空间结构。这一发展趋势将带来城市规划的新变化和新问题。因此，有必要从空域与空间关系角度出发，分析无人机发展带来的影响，总结案例，对面向无人机的城市低空空域规划方法进行综述研究，从而对我国城市规划的创新提出参考。

关键词

智慧城市；低空经济；无人机；城市空间；空域；立体城市；城市规划

1 面向无人机的城市低空空域发展及其空间影响

长久以来，在面向未来发展的城市愿景畅想中，上空布满飞行器往往是未来城市的主要意象之一，空中汽车是科技城市的首要特征。如：1900年，《波士顿环球报》对城市上空飞艇的畅想；1930—1940年代，勒·柯布西耶（Le Corbusier） 的未来城市和弗兰克·劳埃德·赖特（Frank Lloyd Wright） 的广亩城市（Broadacre City） 中涉及对城市飞行器的描绘；以及2023年，日本的日建设计公司的未来实验室（NIKKEN Future Lab） 提出的一种包含了无人机和飞行汽车的AOD （air-mobility oriented development）模式的未来城市设计。在现实世界，无人机（UAV; drones） 和电动垂直起降飞行器（eVTOL, electric vertical take-off and landing vehicle） 等技术的应用越来越成熟，对城市空域和城市空间形成了全新且具有现实意义的影响。

在我国，随着低空飞行器技术的发展，城市低空空域正在发生新的变化，低空经济（low altitude economy） 得以迅速发展，越来越受到重视。2021年，中共中央、国务院印发《国家综合立体交通网规划纲要》，首次将“低空经济”概念写入国家规划。2023年，低空经济作为万亿元级新兴支柱产业，进一步受到关注。

从城市规划建设的视角来看，与以往高空飞行的通用航空飞行器相比，城市中飞行器所处的位置大多属于低空空域（low altitude airspace），与城市居民活动需求愈加相关，也与城市地面的建成环境更为邻近。城市中无人机快递物流等活动正在逐渐兴起，影响城市低空空域的安全、效率和容量水平，并对城市空间的形态、利用和管理带来巨大改变。

在现代城市规划时期，汽车的使用被看作是用地与交通的核心议题，如同汽车的发明对现代城市规划的影响、无人驾驶汽车技术对当前城市交通体系的影响，低空经济的发展和无人机技术的成熟可能为智慧城市发展时期的城市空间形态重塑带来新的重大影响。

在无人机技术快速发展的背景下，未来城市的立体发展将不再限于地面、地上和地下等3个层次，而是与低空空域结合，形成第4个层次，构建更加完整的空间结构。与eVTOL大多位于120m以上高度飞行不同，无人机更多位于地面之上120 m以下高度的范围，离地面更近，可能将在面向未来的智慧城市规划建设中成为对地面空间与低空空域之间关系影响更加直接的对象。

因而，有必要从空域与空间关系的角度出发，分析无人机发展带来的意义，总结国内外案例，对面向无人机的城市低空空域规划方法进行综述研究，从而对我国城市低空空域管理与城市空间规划的创新提供参考。

2 城市低空空域

2.1 城市低空空域的界定

随着低空经济的发展，城市空中交通（UAM, urban air mobility） 正在成为重要的趋势，无人机在城市中形成了多种用途，如运输、防火、防灾和测绘等，成为各国发展的重点，无人机的发展将带来空域利用方式的变化。所谓“空域”一词，与飞行器密切相关，一般是指地表以上可供飞行器飞行的空气空间。按照国际民用航空组织（ICAO） 提供的空中交通服务和飞行要求，空域分为受控空域和非受控空域两种，共计7类（A、B、C、D、E、F和G）。受控空域包括A类、B类、C类、D类和E类，而非受控空域包括F类和G类。

低空空域原则上是指真高（离地高度） 1000 m（含） 以下空域，超低空空域一般是指真高120 m（含） 以下空域，属于非受控的G类空域。按照中国民航局2019年第一季度统计：超低空空域以下的无人机占96.5%，低空空域以下的占99.9%。低空空域与无人机飞行密切相关。我国2024年公布的《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》提出面向无人机的适飞空域是指120 m以下空域，120m 以上是管制空域。因此，本文以120 m以下为重点研究城市范围内的无人机适飞空域。这一空域主要包括两种无人机，一是消费型无人机，二是小型物流运输无人机。

无人机的使用增加意味着城市中低空空域的使用增加，这就产生了如何管理低空空域的问题。这部分空域是以往空域管理和城市规划较少关注的空间部分，是智慧城市发展趋势下城市未来发展重要的空间组成部分，同时也是具有潜在空间管理问题的区域。因而，这一范围的空域对未来的城市规划管理十分重要，如保罗·丘尔顿（Paul Cureton）提出，城市空中交通是智慧城市的一个方面，低空无人机实际上补充了一个以往飞行器和地面之间缺少利用的真空空域（void space）。

2.2 空域与空间的关系及问题

城市低空空域由于位于城市范围内，而与城市空间概念形成了关联。要对城市低空空域进行界定，就需要对空域与空间两个主要概念进行梳理。在城市中，空间及空间权受到重视，其概念描述及法律权属均较为清晰。与之不同，我国现有法律未能明确空域概念的具体内涵，对空域权的界定并不充分。这是因为空域范围的确定并不能从过于泛化的视角进行描述，而是特指以航空器理论上能够安全飞行的空间。特别是所谓低空空域如何从城市规划角度探讨的地上空间视角进行区分，尚不明确。

在城市低空空域，无人机的运行将直接影响地面的建成环境，导致无人机与城市本身交界处的关系发生变化，涉及载客运输、医疗运送、快递货运、急救服务和基础设施维护等多方面内容。随着无人机数量增加，低空空域作为空间资源的属性得以凸显。由于相关法规并未对无人机活动的最低高度进行限定，在近地空域，空域权与空间权呈现出一种重叠的状态，无人机在城市低空空域的应用“打破了载人航空时代空域权与地面既有权利二者之间的权利缓冲层”。随着城市低空空域无人机数量的增多，空域和空间管理的难度将会增加。

2.3 城市低空空域规划的内容

空域规划概念与空中交通管理及空域管制密切相关，是指空中交通管理模式的战略布局，是对空域资源进行的分配和筹划，旨在确保空中交通的安全与效率。目前，通用航空空域规划的内容包括程序设计、空域结构的架构规划、提供空中交通服务的责任界定、空中交通服务空域分类的确定等。但城市低空空域的开发利用仍处于早期探索阶段，其规划内容的详尽程度尚未达到通用航空空域规划的成熟水平。

关于城市低空空域规划的内容，张洪海等、李诚龙等认为空域规划应包括空域划分、空域结构与空域容量等三方面。在当下发展阶段，无人驾驶航空主要进行典型运行环境和情景下的试点示范运行，空域规划以具体的航线划设为主。在无人驾驶航空的成熟阶段，随着无人机流量激增，空域规划将以空域划分和空域结构为重点，每个无人机兼具安全、公平和效率的航线划设将由“自动飞行规划系统”来设计。

3 城市低空空域规划的国际经验综述

城市空域的结构设计与无人机飞行方式密切相关，按照空中客车公司的图示，无人机飞行方式可以被划分为基础模式（basic flight）、自由模式（free route）、管道模式（corridor） 和混合模式（mixed route）。基础模式是指飞机的基本飞行状态；自由模式是指飞机可以在任何路径上飞行，与其他飞机的路径协调而不冲突；管道模式是指被界定的廊道空间，用于管理高需求的空域或交通流；混合模式是当交通密度高或在任何需要结构化以确保安全操作的位置时，构建的固定飞行路线和相关设施。见图1。

结合无人机的飞行特性，城市空域可以被划分为完全混合、分层、分区和管道化等4种空域结构的基本模式，涉及不同方向、高度和速度自由性上的差异（图2）。低空空域规划可以从空域划分、空域结构与空域容量等三方面进行综述。

3.1 低空空域划分

部分国家、城市和机构已经开始尝试对低空空域进行分层分区规划管理的研究与实践。如美国联邦航空管理局（FAA, Federal Aviation Administration）结合国际民用航空组织的空域划分，将地面以上至120 m以下的超低空非管制空域作为小型无人机的适飞空域。FAA和美国国家航空航天局（NASA） 的无人机交通管理系统计划尝试将无人机操作与其他空域类别进行整合，通过创建过渡区域为无人机保留空域范围，将无人机与受控空中交通隔离开。见图3。

在分区方面，空域分区与无人机飞行的功能要求和城市地面空间的功能要求密切相关，如无人机的起降区域、禁飞区域应进行专门的划设与管理，城市中心区、一般地区、乡村及机场周边等不同功能区域对无人机飞行的要求不同，安全风险不同，规划要求存在差异。在分层方面，相关研究实践结合现阶段无人机的技术特点，对低空空域的层次进行了细分，如亚马逊公司将城市上空的低空空域分为不同层次：60 m以下的空域部分被界定为本地低速交通区域，用于测量、摄像和检查等终端非运输业务，以及装备技术较低的飞行器；60—120 m的空域部分被界定为高速交通区域，用于技术水平较高的飞行器；并在120—150 m的高度设置用于缓冲的禁飞区域；而城市以外的部分则被界定为预定义低风险区域。见图4。

空域划分需要考虑飞行的风险，与无人机需要规避的人与物的场景相关。针对娱乐用途的消费型无人机，FAA提出不得飞越人群、车流和不得夜航等要求。相关研究对不同国家无人机对人群、财产、拥堵区域、建筑物、基建等邻避距离的地理围栏约束范围进行了总结，具体距离从30 m到5 km不等。丘尔顿总结出无人机规避空间要素的原则，分成4种类型：首先，无人机需要远离机场等航空设施；其次，无人机需要远离禁止飞越的城市区域，距离需要达到150 m以外；再次，无人机需要远离特定设施50 m；最后，无人机需要远离集聚人群50 m。见图5。部分研究提出，无人机起降和飞行中的保护范围在半径10—60 m的区间内。

3.2 低空空域结构设计

随着无人机数量的增多，需要为低空空域设计更加精细化的空中交通结构，以提升交通效率，保障交通安全。NASA在其研究中提出多层划分的城市空域结构，每层都包含1个位于城市上方的空域结构，在密集的高层建筑之间形成多层网络，包括空中通道（sky-lane）、空中管道（sky-tube） 和空中廊道（skycorridor）不同类型。每个结构提供不同数量的自由度。空中通道在高度、航向、速度和位置方面限制最大，而空中廊道则允许最大的自由度。城市低空空域结构可参照图6所示的G类空域结构，形成包括空域分层及水平、垂直和斜向廊道的完整设计。

Rakesh Shrestha等基于6G高速通信技术的视角进行研究，总结了无人机飞行的空域结构，进行空域分层，然后设计廊道（corridor），廊道在水平方向、垂直方向甚至对角方向上与层内或层之间的每个交叉点处的节点相连。航路（air way） 被配置为使无人机能够根据引导进行飞行。航路的横截面尺寸基于无人机的技术特性进行界定，而其长度由路线上是否存在静态障碍物、交叉口或节点决定。见图7。

3.3 低空空域容量评估与规划

空域容量原则上是指特定空域环境下单位时间内能够接收到最多的航空器架次，不同类型的空域结构设计将导致不同的空域容量。城市低空空域相较于完全没有静态障碍物的传统受控高空空域，环境更加复杂。由于城市的空间布局、建设强度和空间环境具有复杂性，城市中超过百米高度，甚至数百米的建筑物并不罕见，当无人机以120 m为飞行高度上限时，就不可避免地在运行中需要考虑地面上这些建构筑物及空间环境的特征，从而做出相应的调整。因而，在相关研究实践中，城市低空空域的结构设计和规划管理均参照城市地面的建筑形态特征开展相关工作。

相关研究提出低空空域规划需要开展容量评估，充分考虑低空空域环境的复杂性，结合航空器性能、应用场景进行科学规划，如：荷兰代尔夫特大学提出“地理矢量化（geovectoring） ”概念，通过降低无人机的交通复杂性来提高空域容量；新加坡南洋理工大学用容量和吞吐量两个指标衡量城市低空航路网络；NASA对城市低空空域交通密度进行了研究，总结为低中高3个不同密度时期，提炼提高城市空域容量的技术路径。

容量的控制也与飞行安全密切相关。针对空中飞行器碰撞风险的问题，空域规划需要对不同高度每小时容纳的无人机最大密度进行划定，以减少飞行碰撞危险，如采用临时增加管制空域或隔离空域的排他性解决方法。

4 城市低空空域规划方法的前瞻性思考

低空空域是一种不可移动的空间资源，具有与其他空间资源类似的显著区位价值特征，越是人口密集地区，其低空空域的使用需求越高，偏远地区低空空域的使用需求则较低，形成价值差异。特别是随着无人机技术的发展，大量低空飞行器投入实用，城市低空空域的利用变得越来越紧张，必将带来城市低空空域的细化和重划，从而进一步推动融合了低空空域使用的城市空间重构。

低空空域的充分利用将推动城市范围内形成物质实体要素与低空空域相结合的更加完整的空间结构。从航空视角对城市低空空域进行分层分区的研究实践成果较为丰富，但是从城市规划角度对这一问题的关注尚不充分。基于低空空域与城市空间融合带来的创新，前瞻性地探讨面向无人机的城市低空空域规划方法的重点内容有其必要性。

4.1 低空空域与城市空间协调的整体规划

FAA的无人机廊道设计与欧洲单一天空空中交通管理研究项目（SESAR AMU-LED） 较为充分地考虑了无人机廊道在城市中心、城郊、乡村和机场地区等不同空间环境下的布局情况（图8，图9）。相关图示大多反映了无人机在城市的中心、城郊和乡村不同区位的规划布局。这些特点凸显了城市低空空域的划分与城市空间形态规划管理之间的关系，说明了空域规划中城市空间要素的重要性，但较为缺少针对面向无人机的120 m以下空域的细化管理。从城市规划视角来看，城市空间形态的规划可以用形态准则（form-based code） 中的城乡横断面（urban-rural transect） 进行表现，而城市低空空域规划可以理解为在城乡横断面上“补充”低空空域部分的规划管理内容，从而为城市低空空域划分与城市规划管理之间构建共同的空间框架。

按照城市区位的差异，基于形态准则的基本模式，融合低空空域划分与城市空间管控的两方面需求，可以尝试探索面向无人机的城市规划新方法。一是结合城市中心、一般地区、城市郊区、乡村及机场等地区的差异提出城市规划的要求，在此基础上，补充相应区域低空空域的分层高度、速度和设施等管理要求，形成空域划分与空间管控的结合方法；二是规划中充分考虑无人机的产品性能、场景特点以及相应的起降、通信、充电和控制设施的要求，并将这些设施的布局与城乡横断面的模式进行关联，形成分区分类的统筹规划；三是整体规划需要考虑对地风险、空中风险、应急措施等内容，为避免无人机在空中相撞、对路面行人和行驶车辆的安全威胁而进行有针对性的设施布局、容量控制等工作。

4.2 分层、分区、廊道构成的结构设计

空域设计的核心是确定其结构，空域的结构和限制性会影响容量、安全性和效率。结构较少的空域，如图2中自由模式允许更大的容量和路线效率，但需要更强的技术能力，以确保飞行的安全性；而更具限制性的结构，如管道模式，使技术较为简单的飞机能够可靠运行，但可能会减低效率并增加延误。相比之下，结构设计越简单可靠越好。空域结构的设计需要促进空域接受不同技术能力的飞行器安全飞行，具有较好的包容性，同时也要保障飞行的效率，避免延误和迟滞。

综述相关研究实践，从城市规划的视角出发，面向无人机的城市低空空域的结构设计，涉及分层、分区和廊道等3个方面。一是按照空域高度进行分层，如亚马逊公司，在低空空域进一步划分为高速交通区域和本地低速交通区域，有针对性地进行空域层次细分；二是按照空域类型和地面空间及设施特征进行分区，界定许可区域和禁飞区域；三是设计低空飞行的廊道，具体包括垂直廊道、水平廊道和斜向廊道等，确定廊道的数量、位置和节点，如深圳美团无人机外卖采用线路逐一审批的方式确定廊道。

4.3 无人机设施的规划布局

城市低空空域适飞的小型无人机产品类型多样，性能和尺寸各不相同，对空间、空域和配套设施的要求也不相同。从产品特征上看，美团无人机在满电状态下可满足半径3 km内的配送需要，配送时间不超过15 min，而迅蚁利用智能无人机物流服务站为中心建立半径10—15 km的配送圈，二者的无人机产品性能和对应服务的空间尺度存在差异。

从配套设施上看，不同无人机产品和利用方式所需要的配套设施也存在差异，相关设施应进行系统规划布局，针对不同规模物流需求，开展分级分类的城市物流无人机起降点布局规划。一是低空空域规划应该结合不同无人机产品，对相应的起降、通信、充电和控制设施进行规划布局，并融入结构设计之中；二是除了交通物流设施以外，针对无人机多样化的功能，低空空域规划也应该关注地面控制站或起降场等应急设施的规划布局。

4.4 针对空地关系的机制标准研究制定

随着无人机在城市中的应用，低空空域的利用价值得到提升，低空空域从自然资源向经济资源转变，但相关法规并未对低空无人机活动的低限（即能飞多低） 予以明确。“这种权利冲突依照传统的物权法观点表现为空域权对空间权的限缩”。这一矛盾类似汽车路权在城市中的作用以及无人驾驶技术带来传统汽车路权是收缩还是拓展的变化影响，城市沿街界面中退让用地存在的“公权”与“私权”长久以来的矛盾冲突，以及容积率赋值、奖励和转移的管理方法等。与之类似，空间权与空域权变化的影响值得进行前瞻性的探讨。

针对无人机在城市低空空域的发展需求，部分学者提出应在低空权利冲突中运用物权二元论，以国家干预下的公共产品利用权为核心构建空域权，从而使“空域使用权”转化为类似“土地使用权”的新型生产要素。在城市规划领域，应针对空地交界区域的权利关系进行空域和空间管理机制标准的研究制定。一是按照不同用地区域的空间特征和价值差异，有针对性地开展低空空域规划管理的技术研究；二是针对这一公有制财产同私有财产的交集领域，如参考城市中容积率管理及开发权转移的经验，对不同用地上空低空空域的价值进行评估，研究相应的管理模式，并设计机制标准。

5 结论

低空空域资源的价值在本质上依然是“地租”，来源于对低空空域资源的垄断性所有权。城市区位差异导致空间价值差异，也将带来空域价值差异，从而带来空间价值差异的再次变化。针对这一趋势，城市低空空域规划将形成创新发展，从而推动城市空间规划的整体革新。由于城市低空空域与城市地面建成环境邻近，低空空域与城市空间的关系如何协同将成为城市低空空域规划的重点，而针对城市不同区域，低空空域的规划将与地面城市空间规划形成更加紧密的联系。城市低空空域的规划能否顺利开展涉及能否充分融合空域划分与空间管控的方法理念，能否合理确定低空空域的结构设计，以及能否高效解决空地交界权利关系等问题。未来的城市规划或许将走向空域规划与空间规划融合的新方向，这需要航空领域、信通领域、城市规划领域和法律领域等多方面人员进行协同合作，共同努力。

本文引用格式：刘泉, 陈瑶瑶, 洪晓苇, 等. 面向无人机的城市低空空域规划的国际经验[J].城市规划学刊, 2024(5): 64-70. (LIU Quan, CHEN Yaoyao, HONG Xiaowei, et al. International Experience of Urban Low Altitude Airspace Planning for Drones[J]. Urban Planning Forum, 2024(5): 64-70.)