低空空域安全与空地一体应急管理

《低空空域安全与空地一体应急管理》融合了作者近年来在低空安全运行理论、低空飞行碰撞风险评价、低空空域安全容量、空地一体应急管理等方面的主要研究成果。本书揭示了多种低空飞行场景的风险耦合作用机理，提出了低空飞行碰撞风险等级标准以及空域安全容量判定方法，并从灾害风险防控角度深入探讨了空地一体应急管理体系构建及评价模型。本书丰富了低空安全理论及应用研究成果，有助于提升我国低空空域安全管理水平和空地一体应急管理体系防灾减灾能力，可为我国低空空域飞行安全管理提供参考，保障国家低空空域开放和通航安全运行。
本书可以作为空域规划与管理人员、城市立体交通管理人员、低空交通管制人员、低空飞行服务专业人员、通航机场管理人员、低空飞行器运营与管理人员、政府应急管理人员，以及高等学校飞行技术、交通运输、安全工程、应急技术与管理等专业学生的参考用书。

低空经济2021年2月被写入《国家综合立体交通网规划纲要》，2023年12月被中央经济工作会议明确为战略性新兴产业。低空开放背景下，低空空域将形成不同类型的飞行器混合飞行、管制与非管制空域耦合运行等场景，空地一体化的新型复杂混合空域面对的核心问题是飞行安全和飞行器动态监控问题。国际上关于新型复杂低空空域的安全容量与空地一体应急管理问题尚没有特别深入的研究成果，该问题也正成为国际通航安全研究学者关注的焦点。
近年来，国家和地方政府均在积极推动释放低空空域资源和低空安全运行相关保障技术的研发。目前我国共批复了26个通用航空产业综合示范区、20个民用无人驾驶航空试验基地（试验区），低空空域飞行场景的加快实现，正助推实施低空空域开放试点，促进低空空域改革和资源有效利用。空中智慧城市是通用航空产业综合示范区和民用无人驾驶航空试验基地（试验区）建设的典型应用场景，正在成为国内各区域探索低空空域开放试点的动力来源。面对国家通用航空和空地融合发展的重大需求，笔者将近些年来的研究成果，凝练为国内外低空飞行与空中交通流量管理知识图谱分析、复杂低空多飞行器飞行安全风险研究、复杂低空空域安全容量研究、面向自然灾害的空地一体应急管理体系研究等内容，构成本书的核心架构，以期为低空空域飞行安全管理提供参考，助力国家低空空域开放和通航安全运行。
本书共包含6章内容：第1章绪论，第2章国内外低空飞行与空中交通流量管理知识图谱分析，第3章复杂低空多飞行器飞行安全风险研究，第4章复杂低空空域安全容量研究，第5章面向自然灾害的空地一体应急管理体系研究，第6章应用研究。低空安全内涵广泛，涉及多个学科领域，基于笔者研究专长，本书仅从空域安全与空地一体应急管理两个方面开展了理论和应用研究，未涉及空域划设、空中交通管理、低空飞行器适航、应急装备等，有待进一步扩展。应用研究中鉴于场景验证的局限性，仅选用一个低空运行典型空域开展了复杂低空多飞行器飞行碰撞风险耦合模型和低空空域安全容量模型的应用，对应用成果的验证尚不够深入，下一步还有很多细致性工作可以深入开展。
本书出版得到了河南省自然科学基金面上项目（项目编号：252300420070），河南省科技攻关项目（项目编号：262102240023），河南省中央引导地方科技发展资金项目（项目编号：Z20251831071），河南省重点研发专项项目（项目编号：241111242200），河南省重大科技专项（项目编号：251100240100），郑州航空工业管理学院科研团队支持计划专项（项目编号：24ZHTD02002），郑州航空工业管理学院青年科研基金支持计划专项（项目编号：25ZHQN01007），河南省通用航空技术重点实验室开放基金（项目编号：ZHKF—250202）等项目的支持，以及硕士生聂维丽、郑娟娟、李俊艳、赵永航、张浩、郝卓豪的辛勤付出，在此一并表示感谢；同时衷心感谢化学工业出版社对本书出版所做的工作，衷心感谢本书所引用的参考文献的所有作者。
由于笔者水平有限，书中肯定有疏漏和不妥之处，恳请读者批评指正。

佀庆民
2025年8月

第1章 绪论	001
1.1 研究背景及意义	001
1.1.1 低空空域开放稳步推进	001
1.1.2 研究意义	004
1.2 国内外研究现状	005
1.2.1 空地一体救援体系逐步建立	005
1.2.2 安全容量研究	006
1.2.3 空域容量评估研究	008
1.2.4 低空飞行与安全研究	009
1.2.5 自然灾害风险评价研究	011
1.2.6 自然灾害应急管理与应急救援研究	013
1.2.7 现有研究述评	015
1.3 本书研究内容与主要观点	016

第2章 国内外低空飞行与空中交通流量管理知识图谱分析	020
2.1 国内低空经济发展现状	020
2.1.1 政策方面	020
2.1.2 产业规模方面	022
2.1.3 各省低空经济发展优势	023
2.2 国内无人驾驶航空器发展现状	025
2.2.1 我国民用无人驾驶航空器试验基地	025
2.2.2 国内各省工业无人机行业政策	027
2.2.3 国内无人机生产地分布	028
2.3 国内外低空飞行知识图谱分析	029
2.3.1 国外低空飞行知识图谱分析	030
2.3.2 国内低空飞行知识图谱分析	036
2.4 空中交通流量管理知识图谱分析	048
2.4.1 数据来源	048
2.4.2 研究基本情况分析	049
2.4.3 研究主题和热点分析	054
2.5 本章小结	062

第3章 复杂低空多飞行器飞行安全风险研究	063
3.1 复杂低空多飞行器飞行碰撞风险辨识与分析	063
3.1.1 无人乘坐无人驾驶飞行场景风险辨识	064
3.1.2 有人乘坐无人驾驶飞行场景风险辨识	069
3.1.3 融合飞行场景风险辨识	071
3.2 复杂低空多飞行器飞行碰撞风险分析	074
3.2.1 风险耦合衍生过程	075
3.2.2 无人乘坐无人驾驶飞行场景风险耦合作用关系分析	075
3.2.3 有人乘坐无人驾驶飞行场景风险耦合作用关系分析	077
3.2.4 融合飞行场景风险耦合作用关系分析	078
3.3 复杂低空多飞行器飞行碰撞风险耦合模型	080
3.3.1 常用风险耦合模型对比分析	080
3.3.2 基于平均互信息理论的复杂低空多飞行器飞行碰撞风险耦合模型	082
3.3.3 复杂低空多飞行器飞行碰撞风险耦合度模型	086
3.3.4 复杂低空多飞行器飞行碰撞风险耦合测度模型	088
3.4 本章小结	090

第4章 复杂低空空域安全容量研究	091
4.1 复杂低空空域安全容量相关概念	091
4.1.1 空域安全容量	091
4.1.2 单体风险与单体风险场	091
4.1.3 社会风险与低空风险场	092
4.2 基于网格的风险叠加模型	093
4.2.1 空域网格划分	093
4.2.2 风险叠加模型	094
4.3 复杂低空空域安全容量确定的原则	097
4.3.1 单体风险的ALARP原则	097
4.3.2 社会风险的ALARP原则	098
4.4 基于风险等级标准的复杂低空空域安全容量模型	099
4.4.1 不同城市低空空域风险系数	099
4.4.2 复杂低空空域安全容量	099
4.5 本章小结	101

第5章 面向自然灾害的空地一体应急管理体系研究	102
5.1 自然灾害风险分析	102
5.1.1 自然灾害风险要素及形成机制	102
5.1.2 山丘区洪涝灾害风险因素分析	104
5.1.3 山丘区洪涝灾害风险指标评价模型	110
5.1.4 灾害风险指标与应急管理能力的对应关系	113
5.2 面向自然灾害的空地一体应急管理体系建立	115
5.2.1 空地一体灾害应急管理体系介绍	115
5.2.2 体系建立的基本原则	117
5.2.3 体系指标的选择	118
5.2.4 体系指标说明	124
5.3 面向自然灾害的空地一体应急管理体系评价	130
5.3.1 指标权重计算	130
5.3.2 山丘区洪涝灾害空地一体应急管理体系评价云模型	135
5.4 本章小结	143

第6章 应用研究	144
6.1 复杂低空空域安全容量模型应用	144
6.1.1 安阳航展低空空域情况	144
6.1.2 复杂低空多飞行器飞行碰撞风险耦合模型应用	145
6.1.3 复杂低空空域安全容量模型应用	155
6.1.4 建议	157
6.2 山丘区洪涝灾害空地一体应急管理体系应用	159
6.2.1 郑州市某山丘区概况	159
6.2.2 郑州市某山丘区洪涝灾害风险指标评价	159
6.2.3 山丘区洪涝灾害空地一体应急管理体系评价应用	163
6.3 本章小结	172

附录A 山丘区空地一体应急管理体系指标重要性调查表	174
附录B “郑州市某山丘区洪涝灾害空地一体应急管理体系”调查问卷	182
附录C 洪涝灾害风险因素综合影响矩阵 	186

参考文献	188