隨著UAVs、eVTOLs和其他低空技術的成熟，低空技術在軌道交通中的應用場景愈發廣泛，并且展現了巨大的潛力。以下介紹低空與軌道交通融合的幾個未來應用場景，這些場景將極大提升軌道交通系統的管理效率、服務質量和安全性。
一、低空經濟助力軌道交通運營優化：提升安全與效率
在管理賦能方面，構建“AI+無人機”系統，通過多機協同作業，結合人工智能、大數據等技術，實現空地協同巡檢、異物侵限監控等功能，深度融入軌道交通管理體系，解決安全、效率和管理痛點，推動行業從人工作業向智能化轉型，開創“低空+軌道”融合新模式。
1.1 設施巡檢與異物侵限監測
在軌道交通系統中，定期的設施巡檢和異物侵限監控一直是保障安全和效率的關鍵任務。傳統人工巡檢費時費力，難以全面覆蓋，尤其在難以到達的區域存在安全風險和效率瓶頸。全自動無人機搭載高清攝像頭、激光雷達和紅外傳感器，可實時監控設施狀態，快速發現損壞、裂紋等問題，自動生成巡檢報告并預警故障，克服人工巡檢的滯后性。
在異物侵限監控方面，無人機技術的引入極大地提升了監控的精度和反應速度。相比傳統的地面巡邏和固定攝像頭，無人機通過實時飛行巡查，尤其在偏遠或復雜地形區域，可快速識別樹枝、垃圾、車輛等威脅列車運行的異物。搭載智能算法的無人機能自動標記侵限物體并觸發報警，迅速通知控制中心處理，大幅提高巡檢效率和準確性，降低人工巡檢的風險與誤差。
1.2 施工區域監控
無人機技術革新了軌道交通施工安全管理。通過高清攝像頭和高精度傳感器，無人機可全面監控施工現場，精準追蹤人員活動，實時識別違章行為(如未佩戴安全裝備、高空作業不規范等)，并將數據即時傳輸至管理人員，確保及時處理，有效降低安全風險。
同時，結合高精度GIS技術，無人機可精確監控施工現場區域，確保施工活動不超范圍，避免安全隱患和法律糾紛。無人機按預定路徑定期或不定期巡查，實時捕捉施工進展，發現超范圍施工并及時上報。同時，無人機還能監控施工現場周邊環境，檢測不合規活動或外來物體，保障內部和周邊安全，避免外部干擾風險。
無人機讓施工現場管理更精細智能，實時全面監控助力管理人員快速發現問題，提升施工效率與安全。其記錄的數據和畫面為工程審計、糾紛解決和安全評估提供重要依據，確保施工過程透明規范。
1.3 保護區巡檢與環境動態監測
軌道交通保護區對環境監控要求高，尤其在高密度城市或復雜地質環境。低空技術如UAVs和eVTOLs結合AI算法和實時數據分析，憑借機動性和空中視角，成為智能化巡檢重要工具，提升保護區管理效率和響應速度。
無人機技術在異常生產活動和環境監控中的應用至關重要。通過定期巡檢，無人機可實時識別未授權的施工活動，如非法建筑或破壞性施工，利用高清攝像頭和傳感器捕捉圖像，通過智能算法分析并及時報警，防止安全事故發生。同時，無人機監控保護區內的堆積物和環境污染，精準檢測建筑廢料或雜物堆積，防止其影響軌道設施安全。搭載多光譜傳感器、紅外成像和激光雷達等設備，無人機可在低能見度下監測非法入侵、設備過熱等異常情況，并檢測地質變化(如土壤沉降、巖體滑移)，提前預警，保障軌道交通安全運行。無人機技術集成應用使軌道交通保護區巡檢從人工模式轉變為高效、精準、智能的監控模式，大幅提升巡檢效率，及時發現并處理異常活動和潛在威脅。
1.4 隧道巡檢與設備維護協同優化
隧道作為軌道交通中最復雜的環境之一，具有空間狹小、作業環境復雜等特點，傳統巡檢方式效率低且存在安全風險。無人機技術的應用顯著提升了隧道巡檢的效率和安全性。通過集成人員識別技術，無人機可實時監控隧道內人員活動，自動檢測未經授權進入危險區域的行為，保障施工安全。同時，配備紅外成像儀和高清攝像頭，無人機能精準巡檢接觸網、照明系統、通風設備等關鍵設施。紅外成像技術實時監測設備溫度變化，發現過熱或故障；高清攝像頭捕捉微小裂紋、腐蝕等隱患，實現設備早期檢測與及時維護，提升隧道安全管理水平。
無人機實時監控與數據反饋，提升巡檢效率與精度，覆蓋了傳統方法難以到達的隧道角落，全面監控每個環節。
1.5軌道異物清理
在軌道交通系統中，尤其是秋冬季節，落葉會顯著影響列車的制動性能，降低軌道摩擦力，增加行車風險。傳統的人工清理方法效率低，且受天氣和作業時間的限制。為了解決這一問題，無人機技術提供了高效的解決方案。
無人機利用智能識別技術實時監測軌道落葉，并將數據回傳至控制中心。系統根據落葉附著程度分級處理：輕度附著區域啟動下洗氣流裝置快速吹掃，重度附著區域觸發預警并實時調整列車運行參數。這種智能清理模式顯著提升了軌道維護效率，減少了人工清理的成本和時間。特別是在需要頻繁清理的區域，無人機能夠快速高效地完成任務，確保軌道的安全性。通過這種智能化清理方式，軌道交通系統的安全性得到了顯著提升，特別是在易積累落葉的季節和區域。
二、低空-軌道協同物流系統：最后一公里配送
軌道交通系統具有覆蓋面廣、運力充足等優勢，但在城市內部物流，尤其是“最后一公里”配送上，傳統地面運輸效率低下。為此，無人機與軌道交通系統結合，有效彌補了這一不足。
低空飛行技術憑借靈活高效的優勢，可實現物流站點至車站的精準配送，尤其適合城市中心區域。無人機在交通擁堵時通過空中通道完成“最后一公里”配送，顯著提升效率。軌道交通與低空飛行器協同運作，構建“軌道+低空”聯運體系，軌道交通負責長途運輸，低空飛行器承擔短途配送，形成高效物流網絡。這一創新物流模式融合軌道交通的覆蓋優勢與低空飛行的高效性，構建“一網多用”的軌道物流體系，顯著提升配送效率并緩解交通擁堵。同時，低空物流可減少環境污染，推動綠色低碳發展，助力城市可持續建設。
通過結合軌道交通和低空物流，不僅能夠實現高效的“最后一公里”配送，還能夠優化城市物流體系，推動物流行業向智能化、綠色化發展邁進。
三、低空與軌道交通的多維載運：探索新型出現方式
低空經濟不僅可以在物流領域提供解決方案，還能在出行方面帶來革新。軌道+載人的模式結合了軌道交通的高效性與低空的靈活性，能夠為市民提供立體化、快捷化的出行服務(見圖1)。
圖1 協同發展方向3：低空+軌道載人融合出行
結合軌道交通的站場空間資源及各地豐富的自然旅游資源，通過數字化起降場與軌道交通站點結合，打造軌道+低空融合出行經濟業態，構建主要站點至旅游景區或其他交通樞紐的空中交通線路，探索空軌聯運出行應用新業態。
通過低空載人飛行器(如eVTOLs)，市民可以在城市內快速、便捷地進行短途出行，避免地面交通的擁堵，提升出行效率。這種新型出行方式不僅能改善城市交通的擁堵問題，還能為居民提供更加靈活、多樣的出行選擇，推動城市出行方式的創新和升級。
融合應用面臨的挑戰
低空與軌道交通的融合應用雖然為城市交通帶來了顯著的潛力，但在實際實施過程中，依然面臨諸多挑戰。這些挑戰涉及產業鏈、政策、管理、經濟和社會多個方面，需要在未來的研究和實踐中持續解決和優化。以下是低空與軌道交通融合應用中所面臨的主要挑戰。
一、產業鏈挑戰
低空經濟與軌道交通融合面臨多重產業鏈挑戰。在制造端，缺乏高可靠性、高安全性和高適應性的行業級無人機系統[30]。同時，現有設備難以滿足隧道、橋下等復雜環境的自主飛行需求，且高性能感知設備在無照明環境下的精度不足。通信基礎設施支持有限，難以實現無人機與軌道交通系統的高效實時通信，飛行監視體系也無法覆蓋隧道等復雜區域。此外，軌道交通基礎設施在無人機起降平臺規劃上存在不足，需要為無人機提供安全、高效的起降空間。
在低空運行產業方面，缺乏無人機與列車協同調度機制，任務執行效率與安全性亟待提升。在低空運營產業中，低空技術應用場景開發尚不成熟，主要集中在巡檢和監控領域，未能覆蓋更多軌道交通運營任務，需進一步拓展場景并積累產業化經驗。這些挑戰需要通過技術創新和跨領域合作逐步解決。
二、政策與管理挑戰
低空經濟與軌道交通的融合應用面臨顯著的政策與管理挑戰，尤其是在空域管理和軌道交通管理的協調上。
軌道交通的應用涉及開放空域和隧道內空域的飛行任務。對于開放空域，空域管控已有明確的規范和管理主體。然而，隧道內空間的飛行管理仍未形成統一的管理主體和規范。隧道內的無人機飛行任務不同于開放空域，它要求更加精細化的管理和協調，但當前在此方面的管理框架尚不成熟，需要進一步明確相關政策和管理機制。
另外，城市軌道交通大多數線路位于城市核心區域，這些區域通常存在大規模的禁飛或限制飛行空域，這對無人機在軌道交通中的應用構成了挑戰。為了確保低空經濟與軌道交通的有效融合，相關主管部門需要依據具體的應用場景進行詳細的風險分析，制定更加精確的管理規定和飛行規則。這些規定不僅要確保空域安全，還需考慮無人機與城市其他交通工具的協同運行。
三、經濟與社會挑戰
在經濟與社會層面，低空與軌道交通融合應用面臨的主要挑戰體現在高成本投入與社會公眾的接受度上。首先，低空技術和基礎設施的初期投資較為昂貴。無人機技術的研發、生產、運營維護及其與軌道交通系統的融合，涉及數據接口、通信系統和智能調度系統等，需要大量資金投入。盡管低空經濟的長期經濟效益可觀，但初期高投資成本和較長回報周期仍是技術普及的主要障礙。通過政策扶持、公私合作或市場化手段降低初期投入，加速技術推廣，是推動低空經濟與軌道交通融合的關鍵議題。
其次，社會公眾對無人機的接受度以及使用場景的限制也是低空飛行與軌道交通融合面臨的一個重要挑戰。盡管無人機技術已在部分領域廣泛應用，但公眾對其隱私侵犯、空中安全和噪聲污染等問題仍存擔憂，尤其是在人口密集區或關鍵設施附近。提升公眾對無人機技術的理解和信任，需通過科普教育、透明化運營和政府監管，緩解負面影響，為低空應用與軌道交通融合創造社會基礎。
結束語
低空與軌道交通的融合是智慧城市交通系統的重要創新，具有巨大發展潛力。通過提升運營效率、優化維護管理、推動綠色出行和低空物流，低空技術為軌道交通注入了新活力，助力城市交通向智能化、自動化和綠色化轉型。隨著UAVs、eVTOLs等技術的成熟，融合模式有望解決“最后一公里”配送、軌道巡檢等傳統交通難題。
然而，深度融合仍面臨技術協同、空域管理、經濟與社會接受度等挑戰，需要技術開發者、政策制定者和社會各界通力合作，通過跨領域創新逐步突破障礙。未來，這一融合將優化城市交通效率，為構建智能、綠色、可持續的交通網絡提供新思路。隨著技術進步和政策完善，低空經濟有望成為推動城市交通變革的關鍵力量，引領全球交通系統邁向更高效、安全、可持續的新時代。(作者：郜春海，朱力，苗佳，陳磊，明悅)
