曹先彬：低空经济要飞得好，安全底线如何筑牢？

【“科协十一大”精神学习进行时】

近日，国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会在北京隆重召开。习近平总书记出席并发表重要讲话，充分肯定科技发展成就，深入分析态势，阐明战略任务，对科协组织提出明确要求，为做好新时代新征程科技工作和科协工作进一步指明了方向、提供了重要遵循。

第二十八届中国科协年会同期在京举办，主题为“抢占制高点 催生新动能 为中国式现代化提供科技支撑”。年会期间，“下一代航空器的智能航电与智慧航行技术”专题论坛聚焦空地协同、智能航电、智慧空管等核心技术展开研讨。

年会期间，中国科协之声专访北京航空航天大学电子信息工程学院院长曹先彬教授。他结合贯彻落实“科协十一大”精神，讲述了从空管到空天通信、再到低空安全的科研历程，以及实验室成果如何走向国家工程与百姓生活。

人物简介

曹先彬，中国航空学会航电与空管分会主任委员，北京航空航天大学电子信息工程学院院长、教授。同时兼任空地一体新航行系统技术全国重点实验室副主任、空天机动通信工信部重点实验室主任。长期深耕空天地一体化信息网络、空天机动通信、民航运行监控、低空安全管控，牵头攻克多项核心技术，成果广泛应用于航空航天型号、民航、应急救援、低空经济等领域。

从空中交通的“隐形眼睛”说起

2026年7月16日，中国科协年会期间，由中国航空学会承办的“下一代航空器的智能航电与智慧航行技术”专题论坛上，曹先彬讲的是“空天机动通信关键技术”，与每个人头顶那片天空的安全息息相关。

如果你曾坐在飞机舷窗边，望向窗外另一架平行飞过的客机，你看到的或许是风景。但在曹先彬眼中，那是一道复杂的数学题：两架飞机之间隔着多少距离？它们的航迹是否会在某个时间点交汇？如果发生冲突，该让谁加速、谁减速、谁爬升、谁下降？

“每天天上两三千架民航飞机，你要保证它们不撞。”曹先彬在接受访谈时说，“地面有公路，有红绿灯，司机还看得到前后左右。天上什么都没有。”

1996年，曹先彬从中国科学技术大学获得博士学位后留校任教。彼时国内人工智能尚处沉寂期，他是最早一批做AI的学生辈——他在博士阶段就深耕于此，这一方向也奠定了他此后用计算方法求解复杂系统问题的底层思维。

35岁那年，他评上正教授，后来他调入北京航空航天大学。北航讲究“空天报国”，科研必须回答国家需求。他重新打量头顶那片天空。

2026年5月30日，曹先彬教授参加第四届全国创新争先奖表彰大会

当时中国的民航业正处于高速增长期，航班数量激增，但管理手段仍依赖人工经验。“一堆飞机在天上飞，你得把它们监控起来，既要保安全，又要提效率。”曹先彬说。他积累的AI技术恰好可以转化为求解空管难题的工具。他和团队花了十几年时间，研发出一套飞行运行统一监控系统。

这套系统能做什么？它不只是“看”当下，更要“预测”未来——半小时后，某两架飞机会不会出现在同一空域的交汇点？如果会，系统会给出解脱策略：加速通过、减速等待、爬升或下降高度。每一种策略都会带来连锁反应，波及周围其他飞机。

“就像这个会场里有一千个人，你要控制所有人的走动都不相撞，一人改了路径，可能跟别人又撞上。”曹先彬比划着说。

曹先彬教授深入野外试验一线，推进基于空基监视系统的轨道交通运营与安全保障科研工作

如今，这套系统已在国内多个机场投入使用。旅客看到的准点率提升，屏幕上滚动更新的航班动态，背后都有它的运算。但几乎没有人知道它的存在。

“你站在机场大厅，看不见这些东西，但它们一直在工作。”曹先彬说。那是他做的第一件事。

但空管做得再好，他很快发现一个更底层的瓶颈：飞机之间的通信，靠现有公网远远不够。“5G再好，也是为地面设计的。飞机高速移动，频繁转向，地形一挡，信号就断。”如果不能解决空中平台之间“怎么通话”的问题，空管系统只能各自为政，无法真正形成一张协同的网。

他决定做第二件事。

当通信“飞”起来

2010年前后，曹先彬做了一个在旁人看来“不太合算”的决定：从已经做出成绩的空管领域，切入一个全新的方向——空中机动平台通信。

“很多人觉得通信已经成熟了，那是地面成熟。”他说，“空中完全不一样。”

地面的手机通信，靠的是固定基站发射信号。方圆几百米内，任何手机都能接收到。但空中平台之间的通信，距离远、带宽大，又不能仅依赖地面基站——每个平台自己就得是基站、终端或服务器。

更棘手的是天线。空中通信一般采用定向传输，就像两把强光手电筒在野外要准确照到对方脸上。一旦方向偏了，信号就断了。“恰恰空中平台是乱动的。”曹先彬说。气流让飞机摇摆，天线指向不断变化。

怎么让它们在晃动中“快速建链”？又怎么在持续运动中“保持链路”？这些在教科书上找不到答案。“查遍资料，很少有研究过——大家默认建好了就用，没人想过这么多不同类别的资源，该怎么按需、动态地去调度。”曹先彬说。

曹先彬教授带领先进轨道交通国家重点研发计划项目团队，在格库铁路现场开展系统集成联调与测试

曹先彬的团队从零开始攻关。他们需要回答一系列基础性问题：不同维度的通信资源之间，关联是什么？变化的机理是什么？只有回答了这些，才能设计出真正可用的算法和协议。

“连头带尾十年。”他说。从原理推导到算法设计，从软件仿真到硬件样机，从实验室原型到工程设备——每一步都在“啃硬骨头”。

真正的转机来自一次偶然的“授课”。航空工业邀请曹先彬去做一次报告，给了他一个小时。他没有讲虚的，而是完整介绍了空天机动通信的技术体系。会后，现场领导当场拍板：“我们要的就是你说的。”

团队直接扛着实验室系统奔赴现场，做改造、做集成。实验室的东西不能直接用在工程型号上，需要重新适配、重新测试。一个队伍长期驻在现场，和当地工程师一起联调联试。

曹先彬把这种合作归结为“双方都往对方靠了靠”。高校不能只写论文、结题、锁进柜子；工业界也不能只埋头任务，遇到底层技术难题才临时找外援。“如果真是生死关头，保证都主动出击。但我们不能等到那个时候。”

这些年，低空经济迅速升温，新的挑战摆在了他面前。

低空安全，一场与时间赛跑的博弈

2026年，低空经济被写入政府工作报告，定位为“新兴支柱产业”。飞行汽车、无人机物流、空中出租车——新概念蜂拥而至。与此同时，“黑飞”闯入机场净空区、无人机任性乱飞触碰高压线、碰撞高铁导致列车晚点——安全事故频频登上新闻，大都市上空的安全，越发引人关注。

“发展低空经济必须先保证安全。”曹先彬说。

2026年6月5日，曹先彬教授出席2026年交通科技与产业创新发展大会航空交通运输前沿技术报告会，围绕低空安全主题致辞

在他看来，安全技术和经济发展应该是“波浪式”同步推进的：有了中等水平的安全系统，就先用起来，在实践中发现问题，再迭代到更高水平。“边试边攻关，螺旋式提升。”他说。

他把低空安全的难题拆解为四个环节：观察、判断、决策、行动。

第一步“观察”就卡住了。低空的小型无人机，“低、小、慢”三个特性叠加，让传统雷达力不从心：目标太小，反射信号弱；速度太慢，雷达难以捕捉动态特性；再加上山体、楼宇遮挡，气象干扰。“看都看不到，怎么处置？”

第二步“判断”同样棘手。低空环境复杂，公网信号覆盖不足，卫星通信延迟偏高，而且两者都不为空中的“机-机”直接通信设计。“必须发展专用通信网络，公网、卫星、专用通信互补，不能把鸡蛋放在一个篮子里。”

第三步“决策”需要人工智能，但AI必须“场景落地”。“做AI的人找不到场景，低空经济就是最好的阵地。”曹先彬说。

第四步“行动”则要软硬兼施——从电磁干扰到物理拦截，甚至借鉴国外战争中用网“兜住”无人机的办法。“奇思妙想很多，但都要专门研究。”

不同飞行器的运动特性各异：无人机灵活机动，飞艇体积庞大、规避能力弱，系留气球被绳索拴住只能做圆弧运动。每一种都意味着不同的安全策略。

“以后站在大街上抬头看天，一会儿撞一个，谁受得了？”曹先彬说。他正在做的第三件事，正是构建一套能应对“较大规模、多异构平台”的体系化低空安全管控技术。“离我退休还有十年，我要把这件事做完。”

低空经济的底层支撑，除了技术本身，还有一条同样关键却更难打通的路——从实验室到生产线的“最后一公里”。

实验室到生产线，最后一公里如何打通

“科技界的成果落不了地，有不少都锁到柜子里去了。”曹先彬说话直接。

这是老问题。政府一直在推，科协在搭桥，各种对接会开了无数场，但梗阻始终存在。为什么？

“考评机制是根源之一。”他说。大学的指挥棒主要还是论文、项目、上课。老师做出来的成果，到了应用界能不能用、怎么改才能用——不清楚。

他主张“分而治之”——让双方在细分领域里深度绑定，而不是泛泛地“对接”。

2024年5月，曹先彬教授介绍科教融合创新平台建设情况，助力打造电子信息类“团队+”人才培养新模式

这种理念也被他带进了科研平台建设。他正在北航校园里搭建一个“科教融合创新平台”——30米挑高、近万立方米的半封闭空间，构建一个天临空地一体化信息网，四楼是指控中心，所有实验数据实时显示。

“学生可以远程申请使用，做验证实验，搞科技竞赛。”他说，“这个平台比我完成一个大项目更重要。”

但推进过程并不容易。物业、消防、保密、安全——每个部门都要反复协调。“最大的成本是沟通。”他说，“但必须做，因为它是为未来十年准备的。”他希望学生明白：科研不是“为发论文做东西”，而是“要让国家真能用”。这是一种具体的检验标准——成果有没有被写进型号，有没有被集成进重大工程。

访谈手记

回头想想，曹先彬这三十多年科研生涯，其实就干了三件事，每件都是十年起步。

头十年，他扎在民航空管监控里。那套系统到今天还在全国机场跑着，没停过。第二个十年，他去啃空天机动通信，做出来的设备现在成了行业基准，大家都要拿它来对一对。眼下第三个十年，他把所有心思都放在低空安全上，还在往前推。

他自己说得简单：“一个阶段就做好一件事，别浮躁。”

聊到长期主义这事儿，他语气挺平实：“国家投了那么多科研经费，你手里攥着资源，总得干出点实打实的东西，不然对不住。”

他做的那些系统和设备，大多数人都看不见。但就像他自己说的：你感受不到它们，但它们一直在工作。

中国科协之声访谈编辑 刘炎迅

来源：中国科协之声微信公众号