五个思考：从美国低空分类管制看中国低空规划管理
曾馥琳 詹丽娜 张力
2024年3月全国两会，“低空经济”首次出现在政府工作报告中，标志着其已成为新质生产力的代表。近期，自然资源部印发《关于全面开展全民所有自然资源资产清查工作的通知》，清查范围包括全民所有土地、矿产、森林、草原、湿地、水、海洋等7类自然资源资产，但同样作为自然资源资产的低空空域，却被自然资源部忽视了。
1958年，美国国会通过《联邦航空法案》，正式成立了联邦航空管理局 （FAA）。作为全球通用航空最为发达的国家之一，美国在低空空域管理领域一直走在世界前列。本文旨在对美国空域分类管制进行分析探讨，以低空空域管制为核心，提出我国自然资源部今后可以从低空管制、低空地图、飞行程序、管理架构和效益测算五个方面展开工作，以提高空域自然资源资产的利用效率，启动国民经济新增长的引擎。
国际民用航空组织（ICAO）将航空运营划分为军用航空、商用航空和通用航空，一般所说的低空常指通用航空。美国对于空域的划分类似于一个“倒立的蛋糕”。从图1中可以看出，低空范围包括B、C、D 和 E类空域，即 18,000英尺（5,500米）以下的全部管制空域。通常情况下，美国通用航空业航线飞行的一般高度为 6,000 到 12,000 英尺（1,800到3,700米）。
图1 美国空域划分，来源：Airspace Guidance for Small UAS Operators
2023年，中国交通管理委员会办公室发布《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》（以下简称《条例》）将中国空域分为两级七类，管制空域（A、B、C、D、E类）和非管制空域（G、W类）（图2）。其中，低空范围包括3,000米以下的E、G、W类（美国5,500米）。
图2 中国空域基础分类示意图，来源：《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》
相较于美国，中国主要以飞行器的类型、飞行速度以及高度对空域进行划分管制（图3）。
图3 中国空域基础分类图表，来源：《中华人民共和国空域管理条例（征求意见稿）》
而美国对B、C 和 D类空域的界定主要以某一主要机场为中心，从地表标高延伸到某一指定高度，并且划分时很大程度上依据的是相应机场中飞行量的繁忙程度（表1）。
表1 美国各类空域划分依据，来源：ACP《美中航空合作项目》报告
如表1，B类空域围绕美国最繁忙的机场划定，确保低空飞行在这些交通量大、移动迅速的环境中保持安全。这些环境一般都紧靠人口众多的中心地区和大城市，类似我国北京、上海、广州等地。
确定其空域的具体范围需要经历一系列复杂的步骤。通常，联邦航空管理局会首先进行独立研究，这包括分析航空交通流量、考察当地所有机场的位置、评估地理特征以及考虑人口中心的分布情况。值得提及的是，美国B类空域所包括的机场虽然不到40座，但大部分的起降操作都发生在这些地区。
除此之外，中美同时结合空域限制类型、使用用途等因素，划分出特殊空域控制区。比如中国包括空中禁区、空中限制区、空中危险区、空中保留区、航路航线、进出境点、等待空域、空中放油区、试飞空域、训练空域、防空识别区、临时空域等（图4）。
但是，美国对低空飞行施加额外限制的空域表达形式更为精细，包括对禁飞区、受限区、警示区、军事行动区、警惕区和管制射击区都采用图表的形式，对各个城市的限制飞行建筑物的上空都有定点定位报告（图5）。所有这些区域，特别是那些靠近对国家安全具有高度重要性的地点，都会在《联邦公报》上详尽地公布，并且标注在所有航空地图和航图上。如，华盛顿哥伦比亚特区大部分关键的建筑物便分布在这一地区。为了协助将特殊用途空域的信息传达给公众，美国联邦航空管理局还建立了一个专用网站（http://sua.faa.gov），它以图像和文本两种格式提供空域状态的信息，这样做的目的是确保所有人都能遵守相关规定。
图5 美国特殊空域控制示意图，来源：美国联邦航空管理局JO 7400.9V号指令《空域定名及报告点》
目前，中国已有29个省市在2024年的政府工作报告中提及了相关内容。例如，珠三角和长三角地区已经设定至2025年的具体短期量化发展目标。与此同时，“低空经济”的应用场景也在持续扩大，尤其是在旅游、物流以及城市空中交通(UAM)等领域。在“低空经济”的产业链中，飞行器的制造和运营服务贡献约55%的份额。预计到2025年，中国民用无人机产业规模将突破2000亿元。而eVTOL因其独特的优点，被视为“低空经济”的强劲增长点，未来有望成为低空出行的主要载体。到2026年，中国eVTOL产业规模预计将达到95亿元。
但是，目前中国低空空域管制缺乏一个由国家引领的顶层设计，此外，各地区和各部门在执行过程中大多都是“摸着石头过河”。未来，可以选取整体竞争力更强的城市作为政策试点，形成以国家引领、地方部门牵头、市场主体参与的行业格局，推动不同层面的低空空域管制办法的实施，以高效促进“低空经济”的发展。
在美国繁忙日子里的高峰时段，空域系统中大约有7,000架飞机进行仪表飞行。其中，约2,500架属于通用航空。另外还有多达7,500架飞机在进行目视飞行，这些大多也是通用航空飞机。出于安全考虑，飞行员获得目视航图（低空空域航图）的成本很低（少于10 美元），这些航图可以在FBO飞行员商店和网上零售商处购买。中国虽然已有成熟的高空空域（A类空域）和繁忙航站区域（B类空域）地图系统。但是，低空目视航图（低空空域航图）还处于空白状态。
一般情况下，航图比例有世界航图采用的1:1,000,000，分区航图采用的1:500,000，以及 VFR航站区域航图通常使用的1:250,000。其中，1:500000 比例扇区航图（图6）是广泛接受的中低速飞机目视导航的最佳比例，美国全覆盖这个系列的图表，每年更新两次。
分区航图使用的比例能够很好地帮助飞行过程中完成管制空域、受限区域和任何特殊用途空域周围的导航，包括机场、空域、无线电导航设备、目视设备、障碍物和有关数据。
VFR航图（图7）提供靠近B类空域更详细的内容，比例为1:250,000，也称为区域图（Sectional Chart）。包括地面高程、高程点和地标建筑、障碍物轮廓、城镇、村庄和其他居住区、河流和小溪、道路、铁路等地形信息。
世界区域航图（图8）的细节比分区航图提供的细节少，比例为1:1,000,000。
图8 西班牙航图（1:1,000,000），来源：网络
图9-1 左图：凤凰城B类空域示意图，右图：纽约奥尔巴尼C类空域示意图
图9-2 左图：威斯康辛州D类空域示意图，右图：考德威尔E类空域示意图
欧洲使用的低空目视航图主要由德国JEPPESEN航图公司提供。JEPPESEN公司是全球最大的航图公司（图10），该公司与欧洲各国签有低空航图数据共享协议，定期收集数据，制作更新低空航图并向各国发行。
美国联邦航空局下属的国家航图办公室负责制作各类航图及电子化产品（图11），供军方、航空公司及通用航空用户使用，其建有各类数据库，并有专门渠道定期获取最新信息数据，对数据库进行更新维护。
图11 美国联邦航空局下属的国家航图办公室网页，来源：网络
尽管中国目前在低空目视航图（即低空空域航图）方面尚存不足，但各市县的自然资源部门仍有机会运用测绘管理地形图的经验，通过与规划数字技术研究中心或科技公司的数据研究中心（例如顺丰、大疆、华为、百度、腾讯等）合作，完全有可能建立起一套完善的低空目视航图系统。
一般情况下，美国空中有四分之三的通用飞机不需要航空交通管制（ATC）服务或使用控制员和ATC设施资源，其原因是有一套结合GPS信息技术的完备交通飞行程序。
首先，在每次低空飞行之前都需要报备飞行计划，如图12包括飞机的型号及注册号、起飞机场、目的地机场、计划飞行路线、机上燃油量、机组信息及机上人员数量、预计起飞时间、预计飞行时间、预计飞行高度。飞行计划和城市规划中的土地招拍挂很像，依次对应起来可以看成地块编号以及用地性质、现状用地、规划用地、税收收益计划、成本估算、开发主体、开发时序、容积率管控。
飞行计划和土地招拍挂一样，以确保飞行员在飞行前有一套计划（土地开发前有一套计划），并使空中管制部门（规划部门）能够据此提前准备应急方案。通过预期性的指挥和管理，确保在飞机遇到紧急情况时（土地开发困难、烂尾等情况）能够迅速识别并实施救援行动。
同时，交通局方要求运输机场必须建立飞行程序（类似地面交通专项规划）。飞行程序包括离场程序、进场程序、进近程序、复飞程序和等待程序等（图13），分为仪表飞行程序和目视飞行程序两类。美国交通局要求必须先仪表飞行程序，然后可以按需建立目视飞行程序（易受天气影响），只有通用机场才可以在仪表和目视飞行程序中二选一。但中国的运输机场来说，绝大多数只有仪表飞行程序，没有目视飞行程序，目前应该只有拉萨和乌鲁木齐有目视进近程序。
图13 左图：新泽西泰特伯勒机场的目视离场程序，右图：华盛顿里根机场的目视进场程序
根据定义，B、C和D类空域都包含着设有塔台的机场。在E类空域不设塔台的机场则按“目视避让”（“see and avoid”）的原则来工作。这种情况下，每位飞行员都在参与航空交通管制，并同时独立负责自身的安全操作。对于没有塔台的机场，飞行员利用公共交通咨询频率(CTAF)自行报告他们的活动和意图。在这些机场，飞行员依据风向观测和自动天气信息来决定最合适的起降跑道，并且飞机在接近时会采用特定的高度编队模式（图14）。
图14 空中交通编组的标准模式 图片来源：Aeronautical Information Manual.
此外，在某些特定的城市或地区，存在特殊的航路设计（比如交通规则中的禁左禁右等）。例如，在洛杉矶这样拥挤的地区，航路是通过易于识别的地标建筑来定义的，这些建筑包括两条高速公路的交汇点、体育场、大型矩形公园以及跑马场（图15）。每一条这样的航路都配有一份详细的洛杉矶航站区域图，图中不仅描绘了航路的轮廓，还包括了任何高度限制的信息，以及联系南加利福尼亚进场管制的相关频率。
美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration, 简称FAA），是当今世界范围内航空大国强国政府管理机构的代表（图16），具有丰富的管理方法和经验。其中，空中交通服务部Air Traffic Services（AJT）负责管理美国本土空域500多万平方英里（约1300多万平方千米）以及海洋上方空域2400多万平方英里（约6240多万平方千米）。此外，还负责管理联邦政府所有的和合同委托管理的空调塔台、终端雷达进近管制设施、航路管制中心，以及引导航空器通过各个飞行阶段的综合装置设施，通过间距管制等手段，保证飞行安全高效。
图16 美国联邦航空管理局FAA机构图（2023），来源：网络
在美国联邦航空管理局的空中交通组织（Air Traffic Organization）中，空域与规则组（Airspace and Rules Group）承担制定与国家空域系统相关的管制政策的责任。因此，该团队需负责起草旨在确保空域安全、高效使用的规则、政策和标准。他们还需对提出的空域划分变更可能产生的影响进行仔细审查和分析，并为设立特殊用途空域提供指导，同时向国家政策提出建议。
特定类型空域的划定需遵循既定的规则制定程序，如A至E类空域、禁飞区以及受限区的设定。根据美国的《行政程序法》（Administrative Procedure Act），政府有义务向公众通报拟议的规则草案，并为他们提供对这些规则进行评论的机会。这些规则草案会发布在《联邦公报》上，这是美国联邦政府的官方出版物，用于刊登政府机构的公告和通知。大部分空域规则的公示评议期为45天，但对于B类和C类空域规则，评议期会延长至60天。
在美国联邦航空管理局的空域设计流程中，关键步骤是召开非正式空域会议，以便收集公众的意见和信息。这些会议的目的是为了获取与联邦航空管理局正在考虑的行动方案相关的事实和数据。特别是对于B类和C类空域的任何变更提议，都必须举行此类会议。此外，如果预计设计方案可能会引发争议，也会召开非正式空域会议。
在空域设计过程中，美国联邦航空管理局还需与各种用户团体紧密合作，以收集他们对空域变更方案的意见。这些用户团体是非正式的临时组织，代表着航空业的不同利益方，成员通常包括航空公司、通勤运营商、公务机运营商、通用航空、固定基地运营商、飞行学校、州政府航空官员以及机场运营商的代表。这种听取用户团体意见的做法促进了空域系统各用户之间的有效对话。在达成共识后，提出的建议往往比标准的B类或C类空域设计更能全面考虑到所有用户的利益。这种做法的效率明显高于各个航空组织单独问联邦航空管理局提出变更请求的方式。尽管美国联邦航空管理局支持并鼓励这种听取用户团体意见的做法，但法律限制了它们作为这类实体组织者的角色。
美国对多层次航站空域（B、C和D类空域）都有详细的设计办法，主要目的是管理从附近较小机场起飞的空中交通，以及在航站区域附近进行的目视飞行规则（VFR）交通。即便是针对美国最不繁忙的塔台机场，D类空域也常常具有独特的设计特征或办法，确保能够有效地平衡通用航空的收支运维。
其收支平衡的关键在于，各类空域机场塔台的设立并非取决于飞机起降操作的数量。美国许多没有塔台的机场仍然承载着大量的飞行活动，有些机场的年度飞行次数甚至能达到10,000至20,000次。（就此，大多数设有塔台的机场每年的飞行活动次数会被要求超过30,000次。）此外，美国的一些主要机场同时服务于商业航空和通用航空。例如，拉斯维加斯国际机场从繁忙程度而言是位居美国第12位的机场，通用航空占总飞行量的10%（每年飞行量为38,000架次）。
美国联邦航空管理局的FAA-APO-9O-7号报告《机场飞行控制塔设立与废止的标准》给出了这方面的标准和成本效益分析计算方法，以确定某具体机场是否应当设立航空交通管制塔。其中，主要效益包括防止飞机相撞、防止其他事故以及减少飞行时间，其成本分为年度运营成本以及投资成本（年度运营成本包括人工、维护、设备、补给品以及租赁服务，投资成本包括场地、设备以及运营起步。如果效益超过成本，那么美国联邦航空管理局就会考虑设立塔台）。
