张慎-数字之光照亮城市未来-面向低空经济的多源仿真融合研究.pdf

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1、数字之光照亮城市未来面向低空经济的多源仿真融合研究低空经济概述低空经济融合仿真研究项目实践与探索 未来展望低空空域n 低空空域，通常是指距正下方地平面垂直距离在1000米以内的空域，根据不同地区特点和实际需要可延伸至3000米。国家空域基础分类示意图管制空域和非管制空域低空经济定义及应用场景 在垂直高度1000米以下、根据实际需要延伸至不超过3000米的低空空域范围内作用范围 以垂直起降型飞机和无人驾驶航空器为载体 以载人、载货及其他作业等多场景低空飞行活动为牵引，带动相关领域融合发展的综合性经济业态。特点物流运输快递配送物资调度物流运输高楼灭火地理测绘治安巡逻环保检测电力巡检旅游观光商务飞行

2、医疗急救特殊作业运物运人n“低空经济”是指依托于低空空域，以各种有人驾驶和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，其广泛体现于各类产业形态之中，在促进经济发展、加强社会保障、服务国防事业等方面发挥着日益重要的作用。政策支持p 2021年2月中共中央、国务院印发的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，标志其正式上升为国家战略。p 2023年12月，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”。p 2024年全国两会首次将“低空经济”写入政府工作报告。p 2024年7月，习近平总书记在中共中央政治局第十

3、六次集体学习时强调，“要做好国家空中交通管理工作，促进低空经济健康发展”。p 2025年3月中共中央、国务院印发提振消费专项行动方案支持低空经济发展。发展现状随着2021年中央政府的积极倡导，截至2025年2月底，已有30个省份的政府工作报告中明确提出了发展低空经济和通用航空的目标。产业规模低低空空经经济济产产业业分分布布低低空空经经济济市市场场规规模模n 中国低空经济正处于快速扩张阶段，据赛迪顾问数据显示，我国低空经济在 2023 年规模已达到 5,059.5 亿元，相较于前一年实现 33.8%的显著增长。预计到 2026 年，这一规模将有望突破万亿元，年复合增长率（CAGR）在 2021

4、至 2026 年间约为29.6%。n 低空经济产业分布覆盖面广，形成了从低空基础保障、飞行器制造、低空飞行运营到综合配套服务的完整产业链条，展现出巨大的发展潜力与广阔前景。飞行安全行业痛点巡检与作业效率受限多源传感器数据未充分融合，作业任务分配、路径规划和数据回传缺乏智能化协同，导致巡检效率和数据利用率偏低。飞行安全风险高城市低空和复杂地形中存在强阵风、湍流、建筑尾流等不稳定气流，缺乏高精度实时风场数据与预测，导致航线规划和飞行安全性难以保障。仿真技术与业务场景融合不足虽有风环境模拟和无人机仿真技术，但与低空经济实际应用（如巡检、物流、监测）结合度低，缺乏覆盖任务全流程的多源仿真融合平台，无法

5、在任务前准确评估风险与资源需求。运营标准与监管体系不完善空域划分、飞行规则、数据安全等标准缺失或分散，行业在跨区域运营、任务协同和合规管理方面存在障碍，制约规模化发展。市场需求无人机在城市低空飞行面临楼宇林立、风场扰动等风险，需要通过风环境模拟提前预判飞行风险。城市低空环境复杂，飞行安全性保障需求迫切在复杂风环境下，依靠传统静态航线易导致能耗增加、航程不足甚至失联；需要基于动态风场模拟优化航线，提高任务成功率。高效航线规划，降低运营成本与风险需要集成GIS、无人机群控、实时监测、任务调度与仿真预测的一体化平台，实现从任务规划到执行评估的全流程闭环。智能化平台与数据融合需求010203本章小结产

6、业融合场景 地面指挥系统 无人机网络 航空器网络航空服务站指挥塔台起飞机场城市乡村产业规模：低空经济已迈向万亿级市场应用广泛：物流、巡检、应急等全面展开痛点突出：复杂低空环境挑战飞行安全需求迫切：安全保障与环境模拟成为关键低空经济概述低空经济融合仿真研究项目实践与探索 未来展望城市风场仿真原理n 格子玻尔兹曼方法（Lattice Boltzmann Method，LBM)是一种基于统计物理和离散格点模型的新型计算流体力学方法，通过模拟微观粒子的运动和碰撞来描述流体的宏观行为。其八叉数晶格网格划分简单快捷，能够高效处理复杂几何形状。目前广泛应用于多相流、多孔介质流动、非牛顿流体以及生物医学工程等