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【摘要】城市空中交通常态化后，分贝不再解释全部反感，需用认知负荷统一量化声学、视觉与隐私影响。

引言

城市空中交通正在从少量试飞，走向高频运营。早期讨论多盯着噪声分贝，治理手段也以限时、限高、限声级为主。密度上来后，居民的感受开始变得“复合”。同样的声级，有的听起来更烦，有的更容易被忽略。天空里飞行器的数量一多，窗外视野被频繁切割，安全感与隐私感也会被拉低。

工程侧也在承压。运营商需要容量与准点，需要在城市复杂风场里保持稳定控制，需要在合规范围内部署感知设备。监管侧需要一套能解释、能评审、能验收的指标体系，还要留出产业升级空间。仅靠分贝，很难把这些矛盾讲清楚，也很难形成可执行的路线图。

这里引入一个更贴近真实体验的概念。天空认知负荷。它把声学烦躁、视觉侵扰、隐私焦虑放在一个框架里度量，并把治理手段落到可计算、可仿真、可审计的工程闭环中。

• 一、把“天空干扰”从噪声问题升级为认知负荷

1.1 邻避效应2.0的真实形态

城市居民对飞行器的抱怨在变化。早期多是噪声大不大，吵不吵。常态化之后，问题常见于三类场景。第一类是听觉上的烦躁感，表现为嗡鸣更尖、更硬，突变更明显，频繁出现更难适应。第二类是视觉上的持续侵入，表现为天空被“占用”，视野里总有东西在动，注意力被反复带走。第三类是隐私上的不确定，表现为机载摄像头是否在拍，数据去了哪里，是否能追溯。

这些感受有一个共同点。它们会占用人的注意力与情绪资源。人需要去判断那是什么，需要去适应它的出现频率，需要去压住被打扰的冲动。负担不只来自刺激强度，也来自刺激的组织方式与不确定性。

1.1.1 分贝解释力下降的原因

分贝是能量指标，适合描述“有多响”。它对“听起来像什么”“会不会烦”解释力有限。多旋翼的窄带峰值、拍频、音调性增强，可能让同一声级更刺耳。高频事件率会把噪声从背景变成打断。夜间的可预测性差，会把不适从听觉扩展到睡眠和安全感。

1.1.2 视觉与隐私带来的放大效应

视觉暴露和隐私焦虑常常起到放大器作用。飞行器一旦进入窗口主视域，人很难装作没看见。摄像头一旦被感知到，很多人会自动把它联想到监视与数据滥用。此时就算噪声并不大，整体反感也会升高。治理若只看声级，就会出现“测量合格，投诉仍多”的尴尬。

1.2 天空认知负荷SCL的定义与“三性”

这里给出一个工程化定义。天空认知负荷SCL指居民在特定时空范围内，为适应空中交通带来的声学事件、视觉事件与隐私不确定性，所额外消耗的注意力、情绪与安全感资源的综合量。SCL不是替代分贝，而是把分贝放回它该在的位置，同时补齐心理声学、视觉与隐私维度。

SCL可以用三个可操作的特质来解释，并直接映射到治理手段。

• 可预测性
  居民能否提前预期飞越事件的到来、持续时间和强度。可预测性越高，负荷越低。稳定航线、稳定工况、稳定时刻表都会提升可预测性。

• 可解释性
  居民是否理解飞行器的意图与用途，尤其是感知设备是否采集隐私。可解释性越高，隐私负荷越低。清晰标识、公开数据处理规则、可审计机制都会提升可解释性。

• 可忽略性
  刺激能否快速从注意焦点退出。可忽略性越高，负荷越低。声学上靠近自然背景声的谱形，视觉上降低显著性与闪烁，隐私上默认不外传原始影像，都在提升可忽略性。

1.3 把概念变成工程目标

概念若停留在口号层面，对治理没有帮助。SCL的价值在于它能被拆解、被测量、被建模、被验收，并能反向驱动设计与运营优化。工程侧需要一张清晰的对照表，明确每类负荷的指标、数据来源、干预手段和验收方式。

表里的粗体指标建议作为试点阶段的核心验收项。指标不求一口吃成胖子，先抓投诉最敏感、可干预性最强的部分，落地更快。

• 二、指标体系设计：把SCL做成可计算、可对比、可追责

2.1 总体框架与数据链路

SCL要能指导决策，就需要从数据到模型再到控制的闭环。闭环不只服务监管，也服务运营。运营侧用它做航线与调度优化，监管侧用它做评审与验收，公众侧用它获得可解释信息。

2.1.1 数据输入的分层

数据建议分三层采集，避免把压力全部堆到某一端。地面侧负责客观声学与部分视觉验证，空域侧负责航迹与密度，机载侧负责感知与隐私处理日志。三层数据彼此校验，能减少争议。

2.1.2 统一事件化表达

声学、视觉、隐私最好统一成“事件”。一次飞越是一段事件，有开始、结束、峰值、持续时间、可见时间、可拍摄覆盖概率。事件化之后，很多问题就能用同一套统计语言描述，包括单位时间事件率、叠加概率、夜间敏感事件占比。

2.1.3 数字孪生作为评审底座

数字孪生在这里不只是三维展示，而是评审底座。它提供建筑、地形、窗面、道路、敏感点位的统一空间坐标系，并承载光照与可视模型。航线方案在上线前先跑仿真，能把大量投诉扼杀在方案阶段。

下面给出一个可用于试点平台的流程图，强调数据闭环与可审计。

2.2 ACL声学认知负荷的量化

ACL的目标不是否认分贝，而是把“听感”补齐。这里建议把指标分为三组，分别对应烦躁来源。

2.2.1 心理声学品质指标

心理声学常用指标可以直接借用到无人机与eVTOL场景，并结合飞行事件特点做再定义。建议优先纳入三类。

• 音调性与纯音突出度
  多旋翼常出现窄带峰值，主观上更像机械嗡鸣。音调性高时，即便Leq不高，也容易烦。

• 粗糙度与拍频风险
  多旋翼之间的转速差与相位关系会产生拍频。拍频会带来周期性起伏，主观上更“磨人”。

• 波动强度与调制深度
  速度变化、爬升、阵风控制都会引入调制。调制深度大时，注意力更容易被抓走。

下表给出一组可执行的测量建议，便于试点阶段快速落地。

2.2.2 突变性与事件率

投诉里最常见的词往往不是“太响”，而是“老来一阵”。这对应两个可计算量。

• 突变性
  事件上升沿越陡，越像打断。可以用短窗内声级上升速率，或用调制指标的峰值描述。

• 事件率与叠加率
  单位时间飞越次数，叠加飞越概率。高密度下叠加比单机更关键。叠加会让声场从稀疏事件变成持续刺激，居民很难恢复到“忽略”状态。

2.2.3 AI噪声识别与分离的作用边界

地面环境里背景声复杂。道路、工地、风噪会污染测量。用深度学习做无人机声识别和分离能提高测量稳定性，也能为执法取证提供证据链。工程上要守住两条边界。

第一条边界是可解释性。模型输出最好能回到可核验的声学特征，避免变成黑箱打分。第二条边界是泛化能力。不同机型、不同场景、不同风况都会变，模型需要持续校准，并保留传统声学特征作为对照。

2.3 VCL视觉认知负荷的量化

视觉问题最容易引发争议，因为它看起来更主观。解决办法是把主观拆成可计算的几何与光学量，并把居民“主视域”纳入模型。只要空间表达统一，争议会少很多。

2.3.1 天空遮蔽率与视野侵入度

VCL建议从居住单元视角定义，而不是从航线视角定义。一个航线对城市整体影响不大，但对某一排窗户可能非常明显。常用两类量化方式。

• 天空遮蔽率
  从某观察点向上半球取样，统计飞行器在采样视线上的占用时间比例或角面积比例。遮蔽率高时，天空“被占用”的感受更强。

• 视野侵入度
  把观察点的主视方向设为窗口法线或阳台朝向，给主视锥更高权重。飞行器进入主视锥的次数与停留时间越多，侵入度越高。

2.3.2 闪烁与反光的建模

闪烁不只来自导航灯。旋翼、机身高反射材料在低太阳高度角下会出现强烈高光。对部分人群，这类闪烁会带来疲劳甚至不适。建模时建议加入三项。

• 光照方向与观察方向夹角

• 材料反射率与镜面分量

• 旋翼角速度引起的频闪风险区间

工程上不需要一开始就做复杂渲染。试点阶段用简化光照模型就能筛掉大量高风险航线。后续再把材料与细节补齐。

2.3.3 数字孪生驱动的仿真评审

数字孪生评审可以按三步走。第一步确定观察点集合，覆盖居民窗口、学校操场、医院楼顶花园等。第二步对候选航线做可视性分析，输出遮蔽率与侵入度热力图。第三步把光照时段叠加进去，输出闪烁风险。

评审结果要能落到行动上。建议把VCL作为航线审批约束之一，并在运营阶段做抽检复核。抽检可以用少量固定点位摄像机做匿名统计，只记录目标框与轨迹，不保存原始画面，减少隐私争议。

2.4 PCL隐私与安全感负荷的量化

隐私负荷的核心不是“有没有摄像头”，而是不确定性与可滥用性。治理要在技术上把可滥用性降到很低，在制度上把不确定性讲清楚。

2.4.1 覆盖概率与敏感区近邻事件率

PCL建议先抓两个强相关指标。

• 潜在可拍摄覆盖概率
  基于相机视场与姿态估计，把视锥投影到地面，统计住宅区、学校等敏感区域被覆盖的概率。覆盖概率不代表一定采集，但能描述暴露风险。

• 敏感区近邻事件率
  统计敏感区附近低空、减速、悬停事件频次。对居民来说，悬停带来的“被盯着”感会急剧上升。把禁悬停写进规则，比泛泛谈合规更有效。

2.4.2 端侧脱敏与结构化上报

隐私计算落地建议遵循一条简单原则。**敏感数据本地处理，默认不出机。**机载端侧做实时推理与脱敏，只输出飞行所需的结构信息与安全事件。

一条可执行的端侧管线可以这样拆。

• 机载摄像头输入进入端侧推理

• 先做敏感目标检测，覆盖人脸、车牌、窗内区域等

• 对敏感区域做模糊或替换，同时保留几何结构用于避障

• 上报的不是视频流，而是结构化结果，例如稀疏点云、障碍物框、可通行区域、多帧融合后的占据栅格

• 原始画面仅在少数事故工况按严格流程启用，启用即记录审计日志

这套思路对监管也友好。监管不需要看视频，监管需要的是规则是否被执行。端侧日志加上抽检验证，就能形成闭环。

2.4.3 分级采集与可审计

PCL治理需要把“能不能看”“谁能看”“看多久”写成硬规则，并让规则可追溯。工程实现上至少要具备三件事。

• 分级策略
  按区域与任务分级。敏感区默认更强脱敏，更严格禁悬停。非敏感区在满足安全需要时可适度放宽，但仍坚持默认不外传原始视频。

• 访问控制
  任何回放、导出都需要授权。授权要绑定责任人、用途、时间窗。

• 审计日志
  日志要不可抵赖。做不到真正不可篡改时，也要做到链路留痕，支持事后核查。

2.5 跨域客观测量与权重学习

SCL最终要回到人的体验。只靠物理指标会偏。只靠问卷会虚。建议采用主观与客观的联合标定，形成可迁移的权重模型。

2.5.1 主观量表的设计

问卷不宜过长。试点阶段建议每次不超过十个问题，覆盖烦躁、可接受度、睡眠干扰、安全感、隐私担忧。量表要绑定事件时间段，避免回忆偏差。量表结果用于训练权重，不用于单次执法。

2.5.2 可穿戴与生理信号的使用方式

可穿戴数据适合做趋势验证，不适合做精确诊断。心率变异、睡眠片段化、夜间觉醒次数可以反映长期干扰。眼动与注意力指标更适合实验室或小规模对照试验，用来验证声学塑形与视觉降显著的效果。

2.5.3 分层权重模型

权重不建议一刀切。不同区域人群敏感度不同。工作日与夜间也不同。一个更稳妥的做法是分层建模。

• 第一层做基础SCL，统一尺度便于监管对比

• 第二层按区域类型做修正，例如住宅、学校、商业区

• 第三层按时段做修正，夜间把突变性与事件率权重拉高

在优化中，SCL可以写成加权和，也可以写成分位数约束。分位数约束更贴近治理诉求，因为投诉往往来自最受影响的一小部分住户。

• 三、心理声学工程：把“降分贝”扩展为“降烦躁”

3.1 声学治理的目标函数要变

传统做法多是压声级。城市空中交通密度上来后，声级降低仍重要，但不够。治理目标需要变成两条线并行。

• 一条线控制客观声级，保证不越线

• 一条线优化心理声学品质，让声音更可忽略

这不是审美问题，是人因问题。居民能否习惯，关键在于声音是否长期占用注意力。可忽略性越强，长期投诉越少。

3.2 多旋翼相位与转速编排的可行路径

多旋翼噪声的一个难点在于它是多源叠加。单个旋翼的谱形决定了基底，多旋翼之间的相干叠加决定了峰值与拍频。相位与转速编排提供了一个直接杠杆，可以在推力不变的前提下改变听感。

3.2.1 拍频与纯音的生成机理

当两个旋翼转速接近但不相等，频谱上的基频及谐波会出现相邻峰。相邻峰在时间域表现为包络起伏，主观就是拍频。拍频频率落在人耳敏感区时，烦躁会放大。相位关系若稳定，某些方向上的窄带峰值会更突出，音调性会上升。

3.2.2 控制策略的工程边界

相位与转速编排不能牺牲安全。它必须满足推力与姿态控制的稳定性，也要满足电机与电池的热约束。可行的路径通常是小幅度的分配优化，而不是大幅度扰动。

一类实用策略是把“同速同相”改为“近似等推力、受控微差速”。另一类策略是在阵列层做相位分布，使得某些窄带峰在空间上被打散。听感上会更接近宽带背景声，音调性下降。

3.2.3 谱形目标的表达方式

想把嗡鸣变得像风声，需要一个可计算的目标。试点阶段可以用三项约束来近似。

• 限制音调性指标上限

• 限制粗糙度峰值

• 控制谱能量分布的平滑度

优化目标不必追求“像风声”。工程上更现实的目标是减少强窄带峰与拍频，降低突变性。只要做到这一点，主观烦躁通常就能明显下降。

3.3 运行侧的低成本手段

很多有效手段不需要改机型，只需要改运营策略。

• 稳定工况优先
  尽量减少低空大推力变化。爬升与加速阶段更容易产生突变与调制。

• 密度做整形
  投诉往往来自“隔几分钟来一次”。把事件做整形，降低单位时间事件率的峰值，居民更容易适应。

• 夜间更严格
  夜间对突变更敏感。夜间阈值不只降低声级，也要降低事件率与突变性。规则写清楚后，执法更简单。

3.4 适航与验收建议

如果把心理声学纳入考核，需要一套能落地的测试法。建议把测试分成三段。

• 静态悬停与低速通场测试，测基础谱形与音调性

• 典型飞行剖面测试，测突变性与调制

• 多机叠加场景仿真或实测，测叠加下的拍频与事件率影响

验收指标不宜太多。试点阶段优先抓音调性、粗糙度、间歇性三项，配合Leq与Lmax做底线约束。把指标控制在少数核心项，执行成本更低。

• 四、视觉影响治理：用数字孪生把航线做成“低显著”

4.1 视觉问题的工程化切口

视觉干扰最常见的两种抱怨是“老从窗前过”和“老在头顶闪”。这两句都能被几何与光照模型刻画。关键是把观察点放在居民侧，把航线评价从平均影响改成分布影响。

4.2 观察点与主视域的建模方法

观察点建议按居住单元与敏感点位采样。居住单元可以用窗面中心点加朝向向量表示。主视域可以用一个加权视锥表示，越靠近窗面法线权重越高。这样能把“从背后飞过看不见”和“正对窗口飞过很显眼”区分开。

在数字孪生里实现时，计算成本主要在可视性判断。工程上可用两级筛选。第一级用简化遮挡模型快速过滤。第二级对高风险区域用更精细的射线或栅格方法复核。

4.3 航线高度、速度与调度的联合优化

视觉治理很容易和运营效率冲突。解决思路是做多目标优化，并把约束讲清楚。航线不是越高越好。越高能见度可能降低，但能耗与安全边界会变。速度也不是越快越好。过快会提高噪声峰值与风险。工程上更现实的是在一组可行域里找折中。

4.3.1 可行域与约束清单

建议至少包含这些约束。

• 障碍物净空与安全走廊

• 电池与备降策略

• 噪声底线约束

• VCL上限约束

• 敏感区禁悬停与低空限制

4.3.2 目标函数的表达

常见做法是最小化综合SCL，外加运营成本项。也可以把SCL写成硬约束，把成本写成目标。监管更容易接受硬约束形式，因为它更像红线。运营更喜欢软约束，因为它更灵活。试点阶段可以两者结合，红线用硬约束，优化空间用软约束。

4.4 涂装、材料与灯光的低显著设计

外观设计不是装饰，它会直接影响VCL。三类改动往往收益明显。

• 低反射材料
  减少镜面高光，降低闪烁与眩光风险。

• 低对比涂装
  在法规允许范围内，降低与天空背景的对比度。这里不追求隐身，只追求不突兀。

• 灯光策略优化
  满足航空安全前提下，避免不必要的频闪。频闪在夜间更敏感，规则要分时段配置。

4.5 视觉指标的验收与抽检

视觉指标要能被验收，需要可复核。建议用仿真加抽检组合。仿真用于审批，抽检用于运营期复核。抽检数据应尽量结构化，只保留目标框与轨迹，不保留可识别个人信息的画面内容。这样更容易获得公众接受，也更符合隐私最小化原则。

• 五、隐私保护的感知技术：把“不确定性”变成可验证的规则

5.1 先把机载摄像头的用途讲清楚

机载摄像头通常承担避障、定位、航线跟踪、场景理解等任务。隐私争议往往来自用途不透明。治理侧需要明确“必要性清单”。哪些任务必须用视觉，哪些可以用雷达或融合替代。必要性讲清楚后，再谈数据处理就更容易落地。

隐私治理也要承认现实。某些场景只靠非成像传感器做不到足够安全。此时关键不在于禁用摄像头，而在于把摄像头变成“只看结构、不看个人”的工具。

5.2 端侧隐私计算的标准管线

端侧隐私计算要做到两件事。第一件事是实时。第二件事是可审计。只有实时才不会产生原始视频的外传需求，只有可审计才能让公众相信规则被执行。

5.2.1 实时脱敏的实现要点

脱敏不等于简单打马赛克。工程上需要保证避障与定位不受影响。常见做法是先做语义分割或目标检测，再对敏感区域做遮盖或模糊，同时保留边缘与几何轮廓。对车牌与人脸这种小目标，需要保证检测召回率，否则会出现漏脱敏。

5.2.2 结构信息的表达形式

结构化上报建议优先选这些形式。

• 稀疏点云或深度摘要

• 占据栅格与可通行区域

• 障碍物列表与运动向量

• 风险事件标记，例如近距离穿越、紧急制动

这些数据对航行足够用，对隐私更友好。监管抽检也更简单，因为它更像传感器数据而不是影像内容。

5.2.3 端侧算力与延迟的折中

端侧算法越复杂，功耗越高，延迟越大。折中策略通常是分级。正常飞行只跑轻量模型，进入敏感区或进入低空走廊时启用更强脱敏。必要时也可以采用硬件加速，避免CPU过载导致控制风险。

5.3 敏感区动态规则与禁悬停

敏感区规则是PCL治理的抓手。它能把公众关心的问题变成可执行条款。建议至少包含三条。

• 敏感区限高与限速

• 敏感区禁悬停或严格缩短悬停时间

• 敏感区强制增强脱敏与最小化采集

规则要写进系统配置，并由审计日志证明执行。靠口头承诺无法降低焦虑。

5.4 合规接口与公众可解释

公众可解释不需要公开所有细节，但需要公开能让人安心的事实。建议公开三类信息。

• 飞行器类别与任务类型

• 是否存在成像设备，设备用途与默认策略

• 数据是否外传，外传的审批条件与审计方式

公开方式要克制，不做情绪化宣传。用清晰的规则与证据链说话，长期更有效。

• 六、城市治理与运营落地：用SCL把监管、运营、公众放进同一套账

6.1 指标阈值的分区分时

一刀切阈值容易失真。住宅区、商业区、产业园的承受度不同。白天与夜间也不同。建议采用分区分时阈值，并给出公开解释。阈值不只包含声级，也包含事件率与心理声学品质上限，还要包含VCL与PCL的红线。

阈值发布要留出迭代机制。试点阶段先采用保守阈值，随着数据积累再优化。阈值调整要公开依据，包括投诉趋势、抽检结果、模型误差范围。

6.2 航线评审流程的标准化

航线评审建议引入两道门。第一道门是仿真门，基于数字孪生输出ACL与VCL，PCL按敏感区规则评估。第二道门是试运行门，用少量实飞数据做校准。两道门通过后再常态化运营。

评审输出不只是一张通过单，还要包含“高风险段落清单”。运营商可以在高风险段落做补救，例如改高度、改速度、改时间窗、改外观灯光策略。

6.3 调度容量与SCL的协同

容量与低负荷并不天然对立。真正棘手的是峰值。很多投诉来自某些时段的峰值密度。调度系统可以把SCL当成约束资源，用类似带宽控制的方式限制峰值事件率。对运营来说，这比粗暴限飞更可控。

在多目标优化里，建议把SCL的高分位作为硬约束，把平均SCL作为软目标。这样能优先保护受影响最大的住户，治理更稳。

6.4 一张可执行的治理清单

清单要短，能执行。下面这张表更适合试点城市直接拿去用，并能映射到监管条款与系统功能。

结论

城市空中交通走向常态化后，治理对象从“噪声强度”扩展为“认知负荷”。声学上要把心理声学品质纳入考核，用相位与转速编排减少音调性与拍频，用运行策略降低突变性与事件率。视觉上要用数字孪生把遮蔽率、侵入度与闪烁风险做成可审批的约束，并通过高度、速度、禁悬停与低反射设计降低显著性。隐私上要坚持敏感数据端侧处理与默认不外传，用分级策略、敏感区规则与可审计机制降低不确定性。

这套方法不追求一次性完美。它更像一套城市级系统工程，把指标、仿真、运营控制、审计与公众解释串成闭环。闭环一旦建立，技术升级与制度迭代就有了抓手，天空经济也更容易与日常生活共存。

📢💻 【省心锐评】

盯分贝只解决一半问题。把声品质、可见度、隐私外传写进指标与审计，投诉才会真正下降。