文章來源：中國通信企業(yè)協(xié)會

文章標(biāo)簽：【民航機場智能運維解決方案】【智慧機場數(shù)字化運維管理平臺】【智慧機場機房綜合運維管理平臺】【智慧機場安防監(jiān)控】【智慧民航綜合管理系統(tǒng)】【航站樓機房環(huán)境監(jiān)控】

當(dāng)今時代，數(shù)字概念及其應(yīng)用場景加快向經(jīng)濟(jì)社會生活的各個領(lǐng)域滲透，數(shù)字技術(shù)、數(shù)字經(jīng)濟(jì)、數(shù)字資產(chǎn)等數(shù)字化變革思潮和實踐猛烈沖擊傳統(tǒng)行業(yè)運行和社會運轉(zhuǎn)，5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、萬物互聯(lián)、人工智能等技術(shù)催生了波及越來越多領(lǐng)域的新模式、新業(yè)態(tài)，讓人耳目一新。一直以來在人們心目中由“波音”“空客”領(lǐng)航、科技色彩鮮明的民航業(yè)也面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。

　　一、飛機數(shù)字化運營是智慧民航建設(shè)的重要基礎(chǔ)  

　　在我國，面對世界百年未有之大變局以及多領(lǐng)域民航強國建設(shè)任務(wù)的提出和推進(jìn), 加之新冠肺炎疫情的巨大沖擊，民航業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的重要意義和迫切性明顯增加了。諸如航空運輸安全及效率提升的客觀要求、科技及管理創(chuàng)新內(nèi)生動力的激發(fā)，以及行業(yè)傳統(tǒng)思維定式的困惑、環(huán)境條件的變化及掣肘等，許多問題亟待解決又非一日之功。盡管智慧民航建設(shè)內(nèi)涵豐富，涉及許多方面，但飛機作為民航運輸?shù)淖罨竞妥钪匾妮d體，加快實現(xiàn)其數(shù)字化運營無疑是落實智慧民航建設(shè)的重要力量。

　　實現(xiàn)飛機數(shù)字化運營，首先要解決飛機與地面之間信息的大帶寬低成本實時交互傳輸問題。

　　傳統(tǒng)上，民航飛機與地面及飛機間的語音和數(shù)據(jù)通信主要是通過高頻（HF）、甚高頻（VHF）通信系統(tǒng)和/或窄帶通信衛(wèi)星（SATCOM）實現(xiàn)的，比較典型的應(yīng)用是現(xiàn)有飛機通信尋址與報告系統(tǒng)（ACARS）。其受限于傳統(tǒng)空地通信技術(shù)，傳輸速率低、抗干擾能力差、無法滿足大容量實時通信需求，例如飛機運行中產(chǎn)生的較大數(shù)量的飛機各系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)以及機組和地面寬帶通信需求等。同時，民航運輸安全管理能力和運輸周轉(zhuǎn)能力的提升、技術(shù)保障服務(wù)體系的完善等方面都呼喚更強有力的空地通信。

　　近年來，高通量衛(wèi)星和5G技術(shù)迅速發(fā)展，給民航空地寬帶通信創(chuàng)造了有利條件，2017年發(fā)射成功的國產(chǎn)Ka高通量衛(wèi)星中星16號和2020年發(fā)射成功的亞太6D高通量Ku衛(wèi)星，速率比傳統(tǒng)衛(wèi)星大大提升。

　　以上討論了實現(xiàn)飛機與地面寬帶通信的鏈路問題，另外要解決的是如何獲取飛機數(shù)據(jù)、并實現(xiàn)飛機數(shù)據(jù)高速實時下傳的問題，涉及到機載航空電子系統(tǒng)的設(shè)計研發(fā)、飛機改裝、適航取證等領(lǐng)域。

　　因為飛機部件哪怕是十分微小的改變都是要慎之又慎、受到嚴(yán)苛管制、通過CAAC、FAA、EASA等相關(guān)組織適航認(rèn)證的。事實上，先進(jìn)的空地通信系統(tǒng)一直被諸如柯林斯宇航（Collins）、霍尼韋爾（Honeywell）、泰雷茲（Thales）等美歐航電巨頭把持著。在近年來中美貿(mào)易摩擦的背景下，引進(jìn)高端技術(shù)變得撲朔迷離了，自立自強成了技術(shù)進(jìn)步的首選。令人欣慰的是，青島航空先行先試，大膽采用國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的機載軟硬件設(shè)備和國產(chǎn)Ka波段高通量衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，近兩年先后在后艙和前艙應(yīng)用方面取得成功，首開紀(jì)錄。2020年7月，安裝首套國產(chǎn)高速機上衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的青島航空B-8442號客機正式投入商業(yè)運營；2021年9月，飛機實時數(shù)據(jù)地面應(yīng)用平臺在青島航空運行中心（AOC）投入試運行。兩項成果分別與后艙和前艙關(guān)聯(lián)，依托的都是基于Ka波段高通量衛(wèi)星的空地互聯(lián)寬帶通信系統(tǒng)，可以為每架飛機提供150Mbps寬帶接入，以前后艙協(xié)同傳輸方式保障飛機QAR、EFB、ACARS等飛行運行管理及監(jiān)管相關(guān)數(shù)據(jù)實時交互傳輸。系統(tǒng)可以適配全球主要GEO高通量衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)，并獲得了CAAC、EASA、FAA全球三大適航體系產(chǎn)品認(rèn)證。一年多的運營效果也得到了中國民航業(yè)界的認(rèn)可。

　　此外，就空地通信鏈路技術(shù)環(huán)節(jié)而言，還有ATG（Air To Ground)可選，即構(gòu)建專門的陸基空地通信網(wǎng)絡(luò)，通過機載ATG設(shè)備為空中飛行器提供與地面的寬帶通信。我們期望早日看到這方面國內(nèi)產(chǎn)品適航和投入試點運營的報道。

　　空地互聯(lián)寬帶通信瓶頸的突破，將使飛機運營得到顯著優(yōu)化。其一，對于機組來說，電子飛行包（EFB）的重要性不言而喻。自1991年初美國聯(lián)邦快遞率先采用EFB以來，雖迭代至此，但運用起來仍有不盡如人意之處。事實上，EFB的主要問題并不是飛機上的硬件，而是及時可靠地將內(nèi)容更新分發(fā)到飛機，通過具有實時數(shù)據(jù)能力的EFB查詢航路及機場實時雷達(dá)回波圖及各類實時氣象資料，以及實時獲得最新的航行情報。空地互聯(lián)寬帶通信鏈路使EFB可以以文字、照片、語音、視頻等方式與地面實現(xiàn)即時通訊，并支持一鍵呼叫地面各支撐部門，地面人員幫助機組更加全面和準(zhǔn)確地在空中做出飛行運行決策，尤其在緊急情況下，空地協(xié)同決策對飛行安全可能是非常關(guān)鍵的。

　　其二，航空公司運行控制中心（AOC）是航班運輸生產(chǎn)的中樞，負(fù)責(zé)航班的編排調(diào)配、簽派放行、飛行跟蹤與動態(tài)監(jiān)控、非正常情況的處置等，并協(xié)調(diào)相關(guān)部門實施運輸飛行保障任務(wù)。為滿足數(shù)字化安全、高效的運營要求，通過建立飛機實時數(shù)據(jù)地面應(yīng)用平臺，可以在與機組實現(xiàn)實時交互通信的同時，以每秒鐘不少于一次的周期獲得飛機運行狀態(tài)監(jiān)控數(shù)據(jù)，建立飛機狀態(tài)數(shù)字重現(xiàn)甚至數(shù)字孿生飛機在地面實現(xiàn)同步“虛擬飛行”，獲取數(shù)百組飛行參數(shù)實時數(shù)據(jù)，結(jié)合安全基線及閾值提前告警，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)反哺安全運行。并將數(shù)據(jù)分發(fā)給航空公司相關(guān)部門，從而實現(xiàn)更精準(zhǔn)更全面的航班運行監(jiān)控，助力飛行、機務(wù)、運控、安監(jiān)、運標(biāo)、信息等職能聯(lián)動，提升特情協(xié)同處置能力。此外，還可以實現(xiàn)多數(shù)據(jù)源融合，形成可視化分析展現(xiàn)。中國首個前艙實時數(shù)據(jù)AOC大廳已正式投入使用。

　　其三、自從人們嘗試在飛機客艙使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)以來，一直期待有和地面上網(wǎng)同樣的感受，這種期待持續(xù)了十幾年。直到上述青島航空B-8442號飛機成為中國民航互聯(lián)網(wǎng)寬帶化應(yīng)用新起點的標(biāo)志，乘客終于可以在飛機上享受與地面移動互聯(lián)網(wǎng)體驗相同的各項手機APP服務(wù)了。同時，基于寬帶通信，面向客艙服務(wù)和管理能力智能化升級的智能客艙解決方案也呼之欲出，使乘客得以感受越來越舒適的變化。

　　二、同心協(xié)力是飛機數(shù)字化運營進(jìn)展的重要保障  

　　“十四五”時期，我國將堅持創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展，把科技自立自強作為國家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，這無疑也是智慧民航建設(shè)的要點。近年來，民航主管部門、航空公司、機場、飛機和設(shè)備制造商、民航產(chǎn)業(yè)鏈各單位、航電系統(tǒng)供應(yīng)商及電信網(wǎng)絡(luò)運營商、互聯(lián)網(wǎng)及新科技企業(yè)等有關(guān)方面為此付出了不懈努力。盡管智慧民航建設(shè)內(nèi)涵豐富，涉及許多方面，但飛機數(shù)字化運營當(dāng)屬重中之重，需要各方同心協(xié)力才能加快推進(jìn)。

　　思想觀念上要形成共識。由于歷史原因，我國民航運輸?shù)娘w機及相關(guān)系統(tǒng)主要是從國外引進(jìn)的，對滿足發(fā)展和民生需要發(fā)揮了積極作用。當(dāng)歷史發(fā)展向數(shù)字時代轉(zhuǎn)型的今天，面對復(fù)雜多變的國際形勢，推進(jìn)飛機數(shù)字化運營如果僅靠從國外引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備顯然是被動成分偏多了，難免遭遇掣肘。以我國不斷優(yōu)化的科技創(chuàng)新和進(jìn)步的環(huán)境條件來看，中國企業(yè)完全有能力在飛機運營數(shù)字化涉及到的航電系統(tǒng)研發(fā)制造方面有所成就，趕超先進(jìn)水平，以更有利的姿態(tài)參與國際合作。無論是航電企業(yè)還是航空公司，都應(yīng)當(dāng)強化這種自信并身體力行，推動和支持國產(chǎn)機載產(chǎn)品發(fā)展和應(yīng)用。

　　民航運輸是一個組織嚴(yán)密的復(fù)雜大系統(tǒng)，牽一發(fā)動全身，并且安全要求高，十分敏感。當(dāng)一套新系統(tǒng)介入時，不光需要考察其本身技術(shù)的先進(jìn)性、產(chǎn)品的適航性、還要考察其對現(xiàn)有運行規(guī)章（飛行標(biāo)準(zhǔn)）的符合性。民航主管部門及有關(guān)方面應(yīng)積極鼓勵技術(shù)和管理創(chuàng)新，及時做好有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的“立、改、廢”工作，從而保障民航運輸及時采用科技進(jìn)步和管理創(chuàng)新的最新成果，不斷提高運輸安全和效率水平，看齊“世界一流”。比如，2017年9月，中國民航局表示已經(jīng)修改了相關(guān)規(guī)定，并制定相應(yīng)評估方式，允許航空公司根據(jù)評估結(jié)果在航班上使用特定型號的電子設(shè)備。此舉開啟了航空互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的“北京時間”。又如，在最近舉行的中國首屆民航飛機數(shù)字化運營峰會上，民航局飛標(biāo)司表示支持將前后艙協(xié)同寬帶衛(wèi)星連接列為航行新技術(shù)，積極穩(wěn)妥地推進(jìn)前后艙協(xié)同應(yīng)用，這對相關(guān)企業(yè)是極大的鼓舞。再如，根據(jù)民航現(xiàn)行規(guī)定，飛機在3000米以下時機上衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不能開機，這會導(dǎo)致前后艙協(xié)同應(yīng)用在飛行關(guān)鍵階段無法發(fā)揮提升運行安全的作用，“門到門”后艙服務(wù)也無從談起。相信隨著新技術(shù)實驗的成熟，此類要求將作調(diào)整?？傊?，由于技術(shù)進(jìn)步，一些規(guī)章失去了存在的基礎(chǔ)或價值，主管部門唯有與時俱進(jìn)，才能更好地充分發(fā)揮促進(jìn)行業(yè)發(fā)展的積極作用。

　　近十年以來，我國的民用飛機產(chǎn)業(yè)以中國商飛公司為代表，以科技創(chuàng)新為旗幟，實現(xiàn)了噴氣式商用飛機從無到有的歷史性跨越，開啟了大飛機產(chǎn)業(yè)從弱到強的歷史征程。可以預(yù)想，在不久的將來會有越來越多的諸如C919、ARJ21、C929等國產(chǎn)飛機投入民航運營。在飛機的研發(fā)制造階段，應(yīng)能最大限度地吸收國內(nèi)航電科技創(chuàng)新的最新成果，與航電企業(yè)展開深入廣泛的合作，滿足飛機數(shù)字化運營的最新需求。事實上，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化也是國產(chǎn)民機的重要發(fā)展方向，是提升民機制造商核心競爭力的重要抓手。

　　三、飛機數(shù)字化運營將不斷走向深入  

　　經(jīng)過近年來的辛勤探索，在國家數(shù)字經(jīng)濟(jì)總體戰(zhàn)略及智慧民航建設(shè)目標(biāo)的指引下，飛機數(shù)字化運營關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新取得了卓有成效的進(jìn)展。以實現(xiàn)空地互聯(lián)寬帶通信為基礎(chǔ)，將可能使飛行、機務(wù)、運控、安監(jiān)等環(huán)節(jié)所依賴的應(yīng)用水平明顯提升，從而更好地保障和提高運輸安全和效率。同時，旅客也得以享受與地面相當(dāng)?shù)幕ヂ?lián)網(wǎng)通信服務(wù)。

　　然而，這里只是簡要描述了飛機數(shù)字化運營的初期情形。就目前已經(jīng)實現(xiàn)的技術(shù)突破而言，還需要在盡可能短的時期內(nèi)得到業(yè)界的認(rèn)同并協(xié)力推廣應(yīng)用，相應(yīng)地實施管理方式及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范變革或調(diào)整。就業(yè)務(wù)需求而言，在技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用推廣過程中，伴隨外部環(huán)境變化及行業(yè)發(fā)展和管理要求的提高，對技術(shù)研發(fā)會不斷提出新的要求。滿足這些要求的過程就是技術(shù)進(jìn)步的過程。

　　就技術(shù)研發(fā)本身而言，需要的迭代很難看到止境，可以分階段來看，綜合考慮應(yīng)用場景、技術(shù)成熟度以及成本來制定每一階段的技術(shù)路線，其中技術(shù)成熟度與民航對高安全和高可靠性的要求直接相關(guān)，而成本決定了技術(shù)是否可市場化推廣，真正落地解決民航業(yè)的需求。比如，目前我們利用GEO高通量衛(wèi)星實現(xiàn)了寬帶空地通信，繼續(xù)獲得覆蓋全面、帶寬充裕、價格實惠的衛(wèi)星資源是我們的熱切期待。還有必要適時研究低軌道（LEO）衛(wèi)星資源為我所用的可行性，以期充分利用衛(wèi)星技術(shù)發(fā)展新成果。在技術(shù)研發(fā)之外，對應(yīng)用需求的探索也是無窮無盡的，目前在后艙只實現(xiàn)了寬帶互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，智能客艙應(yīng)用較少，還有待于花更大的力氣，穩(wěn)步提升航空旅客乘機感受的便利舒適和滿意度。

　　智慧民航建設(shè)是民航業(yè)走向數(shù)字經(jīng)濟(jì)的重要標(biāo)志，飛機數(shù)字化運營是務(wù)實推進(jìn)智慧民航建設(shè)的重要基礎(chǔ)。有理由期望，在民航業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈各部分的共同努力下，飛機數(shù)字化運營一定能夠不斷取得優(yōu)秀成果，帶動全行業(yè)做強做優(yōu)做大，早日實現(xiàn)多領(lǐng)域民航強國奮斗目標(biāo)。

【深圳計通】深圳市計通智能技術(shù)有限公司成立于1998年，屬國家高新技術(shù)企業(yè)、廣東省專精特新企業(yè)，是國內(nèi)領(lǐng)先的智能監(jiān)控數(shù)字化解決方案提供商。公司以“客戶安、員工安、企業(yè)安”的“計通三安文化”為基石，始終秉承“智能監(jiān)控 計通好用”的理念，致力為全球數(shù)智化建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。

公司充分融合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等創(chuàng)新技術(shù)，打造出一系列具有行業(yè)特色的智能監(jiān)控數(shù)字化解決方案，廣泛應(yīng)用于民航機場、金融系統(tǒng)、軌道交通、電力系統(tǒng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、IDC數(shù)據(jù)中心等行業(yè)?，F(xiàn)已擁有3000+核心客戶，10000+精品案例，客戶遍布全國及海外。