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欧盟低空安全管理制度与实践探索 EU Low-Altitude Safety Governance: Institutional Framework and Practical Approaches

中国人民公安大学出版社  2025/7/25 10:38:13
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  文/杨淑芳

  随着无人机技术的快速发展以及对更高效物流、城市交通解决方案和更好连接性的需求增加,低空经济(Low Altitude Economy,LAE)作为一种新兴的经济领域逐渐兴起。无人机和电动垂直起降飞行器(eVTOL)的快速发展推动了低空经济的崛起,其应用场景遍布农林植保扩展、物流运输和城市空中交通(Urban Air Mobility,UAM)等领域。然而,低空经济的快速发展在推动了相关技术进步的同时,也带来了新的挑战。日益频繁的无人机和电动垂直起降飞行器的低空飞行活动给各国带来了安全管理挑战,包括空域整合、公共安全和隐私保护等问题。在此背景下,欧盟积极推动低空安全管理制度的建设,加强法规监管,通过技术创新和试点项目探索解决方案,以平衡行业发展与安全管理的需求。

  一、欧盟层面的低空安全管理制度框架

  欧盟的低空安全管理制度在全球范围内是相对完善的。欧盟层面的低空安全管理制度框架由欧盟航空安全局(European Union Aviation Safety Agency,EASA)制定的相关法规、指令和标准构成,其主要职责包括制定安全标准、进行认证和监督等。欧盟以无人机空域管理系统(U-Space)为核心,构建了完善的低空空域管理体系,制定了无人机空域分类、远程身份识别、地理围栏等标准,以确保低空飞行的安全性与可控性。2019年,欧盟通过了《委员会授权法规》(EU)2019/945 [以下简称“(EU)2019/945法规”]和《委员会实施法》(EU)2019/947 [以下简称“(EU)2019/947法规”],建立了统一的无人机监管法律框架。EASA对无人机的分类、适航要求、运营规则等方面制定了详细规定。EASA将低空飞行器操作按风险等级划分为“开放”“特定”“认证”三种类型。其中,“开放”级适用于风险较低的情况,即无人机的重量不得超过25公斤;“特定”级则需要特定机构对无人机飞行进行授权;对于风险等级最高的“认证”级,需要无人机提前获得相关机构认证,适用于人员、危险物品运输或飞越人员密集场所等情况。
  同时,欧盟在城市空中交通的社会接受度研究的基础上开始构建城市空中交通的法规框架。在适航性方面,EASA于2019年7月发布特别条件以授权小型垂直起降(VTOL)飞机运营。为推动eVTOL、无人机货运等新型空中交通方式在欧洲城市的商业化应用,欧盟提出《城市空中交通倡议》(UMA Initiative),其中U-space空管系统自2021年起分阶段开始实施,用以支持无人机和eVTOL在低空(150米以下)的实时交通管理。2023年开始,EASA全球首个U-Space/UTM法规套餐,即U-Space空域监管框架[(EU)2021/664 ],无人机运营规则修订[(EU)2021/665 ]及U-Space服务提供商(USSP)认证要求[ (EU)2021/666 ]正式起效,为欧洲低空空域(特别是城市空中交通)提供了标准化、安全的运行框架。
  欧盟设立了eVTOL的适航认证标准(SC-VTOL),适用于最大起飞重量不超过5700公斤、最多搭乘9名乘客的eVTOL飞行器。该标准首次在法律层面明确无人机和载人eVTOL共享空域的规则,为莉莉姆航空(Lilium GmbH)、沃珑空客(Volocopter GmbH)等欧洲企业提供了明确的适航认证路径,加速了它们在低空交通领域的商业化进程。这些企业在获得EASA适航认证后,不仅能够在全球市场运营,还能推动行业的标准化和规范化发展,为低空经济的可持续发展奠定了基础。
  近两年,欧盟进一步加强了对低空安全的监管。2023年《欧洲无人机战略2.0》首次将城市空运纳入航空法体系,并于2024年发布《UAM运营框架条例》,重点监管包括货运无人机、eVTOL、医疗无人机等低空城市交通形态的安全、噪音和隐私等问题。2024年,欧盟要求所有新上市无人机必须配备远程身份识别模块(Remote ID),并计划从2026年1月起,对存量无人机强制加装该模块,以加强对低空飞行器的身份识别和管理。

  二、欧盟部分成员国低空安全管理法规与政策

  在低空安全管理方面,欧盟采取了“统一框架+成员国自主”的独特模式。欧盟各成员国根据欧盟的总体要求,结合自身实际情况制定具体实施细则和补充规定。以德国为例,德国在无人机商业运营和特定空域飞行方面实施了更严密的监管,通过“严立法+强技术+重处罚”组合拳,成为全球低空安全管理最严格的国家之一。2017年《德国航空法》修正案引入了无人机监管条款,包括无人机注册、操作限制等。德国严格执行欧盟相关法规,但在转化这些法规时增设了额外限制,在部分细节上结合本国情况进行了额外的规定。例如,德国《无人机操作条例》规定,无人机注册由联邦交通与数字基础设施部(BMVI)负责,所有重量大于250克或配备传感器(如摄像头)的无人机必须在BMVI的无人机注册系统(UAS Register)上备案,注册后,运营者将获得一个电子识别号码(eID),必须在无人机的外部清晰标注该号码,以便执法部门检查。此外,所有无人机操作员必须购买强制责任保险,保险金额需符合德国法律要求,民用无人机保额为100万欧元,商用无人机的保额至少为750万欧元,保险金额为欧盟之最。同时,根据德国《航空法》和《无人机操作条例》,对未经许可的黑飞等违规行为最高处罚款5万欧元并没收设备,屡犯者可能面临最高2年监禁(《航空法》第58条);闯入禁飞区域者将面临1万到2.5万欧元的罚款,并被强制要求参加相关飞行安全培训(《航空法》第59条);无人机未按要求注册者将被处以2500欧元的罚款,在完成注册前将被禁止飞行(《无人机操作条例》第21a条)。
  法国是欧盟低空安全管理的核心国家之一,其低空安全管理的特色之一就是中央集权式监管和技术创新驱动,构建起其严格的无人机和eVTOL管理体系。2023年,法国修改了《无人机使用法令》,对无人机等按重量限制进行分类管理,所有重量超过800克的无人机必须进行在线注册并符合特定的技术要求,这项规定适用于大多数中型到大型无人机,尤其是用于商业操作或高风险操作的无人机。在法国,机场5公里内及巴黎市全境属于禁飞区域,无人机禁止夜间飞行,除非获得特殊飞行许可。基于欧盟的SC-VTOL适航标准,法国将噪音限制限定在60分贝以下(欧盟标准为65分贝以下)。对垂直起降机场附加了额外要求,即必须通过相应安全认证,符合消防和应急疏散标准等。自2024年起,法国与欧盟同步,要求所有无人机必须实时广播唯一识别码,否则将处以3000欧元的罚款。
  西班牙作为欧盟低空安全管理的重要成员国,通过严格的法规体系和高额处罚措施,确保无人机和eVTOL等低空飞行器的安全运行。根据《西班牙航空安全法》,未按要求进行注册的无人机操作员将被最高处以22.5万欧元的罚款,是欧盟最高标准之一。西班牙的空域限制比欧盟标准更严格,绝对禁飞区域包括机场周边8公里、军事基地、核电站、政府设施,以及国家公园和大型活动场所(如足球比赛、音乐节)等,禁止任何未获得国家航空安全许可的夜间飞行,违者处以5000~60000欧元的罚款,屡犯者吊销执照。

  三、欧盟低空安全管理的实践探索

  (一)欧盟低空飞行器的应用实践
  欧盟近年来持续推动低空飞行器技术在物流配送、勘察领域和载人客运的创新应用,并启动了多项新试点,重点关注城市物流自动化、跨境远程配送、可持续能源应用及商用客运等。
  1.城市物流自动化
  欧盟在城市物流配送方面开展了多个试点项目,积累了丰富的实践经验。例如,2020年启动的意大利都灵市的“Leonard”项目,是意大利全球高科技公司莱昂纳多(Leonardo)和意大利邮政集团(Poste Italiane)合作的物流示范项目,被认为是未来城市空中交通的一个重要里程碑。该项目专注于最后一公里物流,使用无人机运输重量小于25公斤的货物,通过运用eVTOL FB3货运无人机技术,可以优化城市物流配送效率,减少地面交通拥堵和碳排放量。
  2023年9月,巴黎市政府联合德国沃珑空客公司(Volocopter)与法国家乐福集团,开展欧洲首个大型城市生鲜无人机配送商业化试点,实现巴黎市区生鲜15分钟急速送达。项目获得了欧盟“城市空中交通创新基金”(UAMIF)的1200万欧元支持,被纳入巴黎智慧城市建设项目。该试点项目的无人机载重能力达200千克(相当于300份生鲜包裹),配备智能温控货舱(保鲜区与冷冻区独立控温)及静音电动推进系统,噪音控制在48分贝以下。该项目站建立了10个“空中物流枢纽”,与地铁货运系统衔接,单日最高配送量达1.2吨,碳排放比货车降低65%(巴黎市政府2024报告)。
  2024年3月,德国邮政敦豪集团(DHL Parcel)联合柏林卫生局、夏里特医院集团(Charité)开展柏林医疗无人机配送试点项目。该项目获得了EASA首个城市夜间飞行许可证。该项目采用的Wingcopter 198第三代医疗无人机(垂直起降固定翼混合设计)载重能力为12(相当于300支胰岛素或20袋血浆),具备温控货舱系统,可用于运送夏里特医院的急救药品、检验样本,向养老院运送药品等。据报道,该项目使急性心梗患者溶栓药物送达时间缩短68%,养老院药品短缺投诉下降92%。
  2.跨境远程配送
  2023年9月,欧盟委员会“连接欧洲设施”(CEF)计划拨款2800万欧元,启动首条跨国无人机货运走廊,连接比利时列日—德国科隆—荷兰马斯特里赫特三角经济区,覆盖320公里空域。测试中使用的混合动力垂直起降无人机,载重量为150千克,航程达450公里,采用伽利略卫星系统+5G冗余链路导航。该项目使列日—科隆间的运输时间由传统陆运的3小时15分缩短至42分钟,三地全程由陆运6小时缩短至85分钟。据麦肯锡2024研究报道,该项目的跨境电商物流成本降低38%,并创造120个无人机交通管理岗位。“无人机走廊”项目的“电子清关围栏”能基于区块链对货物开展溯源,并实时同步三国的关税数据,除因携带可疑货物要降落受检外,无人机从起飞到降落一路自动通关。“电子清关围栏”的监管创新于2024年5月获得WCO“海关创新奖”,并被纳入《世界海关组织无人机跨境监管指南》。
  受到“无人机走廊”项目的启示,2024年2月,由挪威奥德费尔海事集团(Odfjell)与英国洛根航空公司(Loganair)合资成立的北欧无人机货运公司 (NDC)获批设立了“挪威—英国海鲜冷链无人机航线项目”(NSSA)。该项目采用混合动力系统的飞行器,主要负责从挪威向英国运送三文鱼和帝王蟹等生鲜,将跨境运输时间从14小时压缩到了2小时10分。该项目使用欧洲“单一天空”( SES )特别区块“SEG-NS01”进行空域管理,建立了“海鲜电子护照”系统,能实时传输包含捕捞海域、捕捞时间和温度曲线等50项数据,自动完成海产品的欧盟—英国原产地认证。
  3.能源与勘察应用
  为响应《欧洲绿色协议》2030年减排55%的目标,以及落实《欧盟可持续及智能交通战略》中“无人机零排放路线图”,2023年1月,欧盟推出了用于海上风电巡检的“绿色无人机项目”(Green Drones),运用德国空客集团开发的氢燃料+太阳能无人机Zephyr S,巡查位于大不列颠岛与欧洲大陆间的北海海域的风机。无人机搭载高分辨率多光谱成像系统(0.5cm/pixel)和激光超声复合传感器,与通过欧洲量子通信加密链路(QKD)实时通信,对北海风机缺陷识别检出率达到了92%。与传统直升机巡检相比(单次3200欧元),这种氢燃料无人机的单次巡查成本大幅下降,仅为380欧元,单日巡检可覆盖150台风机。该项目获批了全球首个EASA SC-VLA.002氢动力无人机适航认证,其检测数据被全球领先的风险管理与质量保障服务机构DNV GL公司采纳为风机健康评估标准(OS-J201-2024)。
  2024年4月,为解决传统光伏农场巡检效率低、成本高的问题,西班牙开始启动“光伏农场无人机监测项目”(Green Drones项目的示范项目之一),以建立吉瓦级光伏电站的无人机自主监测网络,并推动欧盟2030年光伏运维成本下降40%的战略。该项目运用200架集群组网的无人机,搭载高光谱相机、红外热像仪和激光雷达,对西班牙安达卢西亚自治区的光伏农场的设备进行植被覆盖、灰尘堆积、背板老化等问题的巡查,单日可检测5800块光伏组建,单次全覆盖周期为3.2天(传统巡查需28天),极大地提高了巡查效率。
  4.低空客运实践
  欧洲航空安全局(EASA)在推动城市空中交通方面发挥了重要作用。目前,多个试点项目正在进行中,一些欧洲制造商已经申请了认证,包括用于客运的有人驾驶飞行器。2022年9月,西班牙官宣启动巴塞罗那城市空中交通枢纽项目(Urban-Air Port),并于次年3月正式开始试飞。该项目旨在打造全球首个多模态垂直起降枢纽(集成客运/货运/应急),设计了6个磁悬浮辅助定位的电动停机位,缩短eVTOL对准时间至30秒;地面则运用自动导引车(AGV)接驳地铁线路,能在平均4.2分钟左右完成人、货的转运。项目中载人客运的飞行器使用的是中国亿航(EHang)216机型2座自动驾驶的eVTOL,航程可达35公里,能覆盖市区至机场的范围。物流飞行器使用的是德国邮政的DHL Parcelcopter 4.0,载重为4.2kg,航行速度为120km/h。应急用途的飞行器是西班牙本土企业生产的技术应急操作无人机(TEO Drone),能携带AED除颤仪或血浆等紧急物资,平均响应时间为7分钟,远远短于传统救护车响应时间(15分钟)。其中,空中出租车在2023年完成了2800人次的运送,通勤时间比常规通勤缩短了65%。
  2023年1月,德国慕尼黑开展了空中出租车(AirTaxi)试点项目,这是欧盟首个城市空中出租车商业化试点项目,旨在验证eVTOL在超大城市空域的商业可行性,并建立“机场—市中心”15分钟交通圈示范。为测试eVTOL在慕尼黑市区至机场的接驳服务,该项目在慕尼黑机场T2航站楼、中央火车站屋顶、奥林匹克公园,及施瓦宾商务区(BMW总部)建立了四个垂直起降机场,运用沃珑(Volocopter )18旋翼全电动起降器,可搭载一名驾驶员和一名乘客,航程为35公里。2023年该机型完成了150次试飞,载客率92%。由于能有效规避交通拥堵,该空中出租车的准点率为98.7%,甚至高于当地地铁准点率(96.2%)。 2024年,该项目顺利通过EASA特定运行风险评估(SORA),并计划在2025年开始商业化运营。

  (二) 基于风险评估的空域管理实践
  1.空域分层管理
  欧盟在低空空域风险评估方面采取“分层管理+数据驱动”的系统化方法,涵盖碰撞风险、气象影响、空域冲突等多个维度。U-Space空域监管框架[ Regulation(EU)2021/664 ]明确要求U-Space空域需整合雷达、广播式自动相关监视系统(ADS-B)、飞行警报防撞系统(FLARM)等监视技术,并基于实时数据划分“禁飞区”“动态限制区”等风险等级。2021年9月,由德国空中交通管制公司(DFS)、汉堡机场和EASA联合开展的Lucre试点项目,按照无人机与直升机、小型飞机的碰撞风险,将空域划分为绿色区(自由飞行)、黄色区(需动态授权)和红色区(禁飞区,如机场周边5公里)。据《LUCRE项目最终技术报告》报道,在这次测试中,一架正在执行港口物流任务的Wingcopter 198无人机通过ADS-B接收到了附近某救援直升机的信号。系统检测到两者水平距离仅800米且垂直高度差不足50米(低于安全阈值),该情况随即触发了动态空域管理协议,将该无人机自动重定向至预设的“等待区”(黄色区),直至直升机通过,成功避免了一场空中碰撞事故。
  2.地理围栏技术 
  根据风险评估结果,欧盟及成员国制定了相应的空域管理策略和安全措施,优化了低空飞行路径规划,通过地理围栏(geo-fencing)技术,确保无人机在安全区域内飞行。比如德国柏林勃兰登堡机场周边5公里为法定禁飞区,但经常发生无人机等飞行器的违规飞行。2023年,该机场采用德罗尼克公司(Droniq)的高精度围栏技术,结合机场ADS-B信号与雷达数据,划定了机场的三维禁飞区(地面至海拔500米)。一旦无人机接近该区域,就会触发声光警告、被自动悬停以及强制降落。据该公司2024年白皮书,2023年该机场拦截了42次无人机违规飞行,响应时间都在2秒以内,机场空中碰撞事故率下降了60%左右。
  法国民航局(DSAC)联合泰雷兹集团(Thales)开发的智能空域动态管理平台(GeoSec)专用于无人机和eVTOL的低空安全管控。该系统的数据来源包括航空航行通告、城市大型活动信息、气象数据及航空器实时定位等。通过AI实时分析这些多维数据,基于历史事件库开展训练,预测飞行器冲突概论,并自动计算最优地理围栏形状,避免过度禁飞。这种动态设立的三维禁飞区按飞行高度分层(如0-150米、150-300米),并设立多级告警,可向无人机操作员发送建议规避的提示,或者直接切断未经授权设备的控制链路,实现强制禁飞。据2024年5月法国网球公开赛组委会空管合作声明,赛事期间,GeoSec围绕罗兰·加洛斯球场生成了半径1.2公里的临时禁飞区,并每日根据赛程调整具体禁飞区域。在赛事期间,GeoSec的预警响应速度显著提升,仅为0.5秒(传统的地理围栏通过人工预警,反应时间为15分钟),且预警误报率仅为2%(人工预警的误报率高达23%)。

  (三)新技术在低空安全管理中的应用
  1.数字化和自动化技术的应用 
  欧盟在低空安全管理中广泛采用了数字化和自动化技术。例如,通过通信-导航-监视 (CNS)技术一体化,构建低空数字化管理网络,实现了对低空飞行活动的实时监控和管理。这些技术不仅提高了飞行活动的透明度,还增强了应对突发事件的能力。2023年,意大利都灵市启动的“5G城市智能无人机”项目,利用5G专网远程控制物流无人机实时传输4K视频与传感器数据,其飞行监控响应速度提升80%(传统4G需2秒,5G仅需0.4秒)。2024年巴黎奥运会期间,法国巴黎无人机交通管理系统通过部署蜂窝网络(4G/5G)+广播式自动相关监视,实时追踪全市无人机的飞行情况,日均处理1200架次无人机飞行申请,奥运会期间未发生低空飞行器碰撞事件。
  2.人工智能和大数据技术的应用 
  人工智能和大数据技术在低空飞行风险预测、飞行路径优化和无人机自主避障方面发挥了重要作用。欧洲最大港口——鹿特丹港,每日有超过200架次的物流无人机飞行,但这里存在海鸥群、吊机钢缆、集装箱堆叠区等复杂障碍。荷兰无人机空管技术公司(AirHub)的自主避障系统通过机器学习算法,分析大量无人机飞行数据,结合港口高风险区域的扫描数据,能模拟海鸥群、无人机突发靠近等极端场景,预测潜在的飞行风险。2023年,该公司无人机在执行集装箱巡检任务时,突遇30只海鸥的集群(飞行高度15-20米),规避系统通过摄像头和雷达识别出了海鸥运动轨迹,在0.3秒内决策,使无人机向左绕行,爬升5米,成功避开了海鸥群的撞击。
  结语

  根据“2025年欧盟无人交通管理系统(UTM)一体化计划”,2025年前欧盟要建成“欧洲无人机交通管理网络”(U-space),实现成员国空管数据实时共享、自动化空域冲突预警,2026年起将强制实施无人机远程身份识别全域覆盖,构建可追溯的低空交通网络。未来欧盟可能需要在空域系统整合、远程身份识别强化和城市空中交通三个方面加强立法,通过不断完善相关立法来改进低空飞行器监管模式。同时,欧盟需采取多维度措施,加强数据安全防护,突破芯片技术垄断,完善通信导航系统,并加快垂直起降机场等基础设施网络的建设,推进飞行器能源补给站布局,以此来提高低空飞行器的社会接受度和改善低空产业生态。■
  (本文为湖北省高校人文社会科学重点研究基地社会治安治理研究中心项目“中国海外利益安全保障研究”的部分成果。项目号:2024B003)|
  
  【作者简介】杨淑芳,女,湖南益阳人,湖北警官学院国际警务系副教授,研究方向:涉外警务。
  (责任编辑:冯苗苗)

  
  





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