文章來(lái)源：中國(guó)通信企業(yè)協(xié)會(huì)

文章標(biāo)簽：【民航機(jī)場(chǎng)智能運(yùn)維解決方案】【智慧機(jī)場(chǎng)數(shù)字化運(yùn)維管理平臺(tái)】【智慧機(jī)場(chǎng)機(jī)房綜合運(yùn)維管理平臺(tái)】【智慧機(jī)場(chǎng)安防監(jiān)控】【智慧民航綜合管理系統(tǒng)】【航站樓機(jī)房環(huán)境監(jiān)控】

當(dāng)今時(shí)代，數(shù)字概念及其應(yīng)用場(chǎng)景加快向經(jīng)濟(jì)社會(huì)生活的各個(gè)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(shí)踐猛烈沖擊傳統(tǒng)行業(yè)運(yùn)行和社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)，5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、萬(wàn)物互聯(lián)、人工智能等技術(shù)催生了波及越來(lái)越多領(lǐng)域的新模式、新業(yè)態(tài)，讓人耳目一新。一直以來(lái)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(jī)遇和挑戰(zhàn)。

　　一、飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)是智慧民航建設(shè)的重要基礎(chǔ)  

　　在我國(guó)，面對(duì)世界百年未有之大變局以及多領(lǐng)域民航強(qiáng)國(guó)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(yùn)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(dòng)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(wèn)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(jī)作為民航運(yùn)輸?shù)淖罨竞妥钪匾妮d體，加快實(shí)現(xiàn)其數(shù)字化運(yùn)營(yíng)無(wú)疑是落實(shí)智慧民航建設(shè)的重要力量。

　　實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)，首先要解決飛機(jī)與地面之間信息的大帶寬低成本實(shí)時(shí)交互傳輸問(wèn)題。

　　傳統(tǒng)上，民航飛機(jī)與地面及飛機(jī)間的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信主要是通過(guò)高頻（HF）、甚高頻（VHF）通信系統(tǒng)和/或窄帶通信衛(wèi)星（SATCOM）實(shí)現(xiàn)的，比較典型的應(yīng)用是現(xiàn)有飛機(jī)通信尋址與報(bào)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(wú)法滿足大容量實(shí)時(shí)通信需求，例如飛機(jī)運(yùn)行中產(chǎn)生的較大數(shù)量的飛機(jī)各系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)以及機(jī)組和地面寬帶通信需求等。同時(shí)，民航運(yùn)輸安全管理能力和運(yùn)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(qiáng)有力的空地通信。

　　近年來(lái)，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(guó)產(chǎn)Ka高通量衛(wèi)星中星16號(hào)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(shí)現(xiàn)飛機(jī)與地面寬帶通信的鏈路問(wèn)題，另外要解決的是如何獲取飛機(jī)數(shù)據(jù)、并實(shí)現(xiàn)飛機(jī)數(shù)據(jù)高速實(shí)時(shí)下傳的問(wèn)題，涉及到機(jī)載航空電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研發(fā)、飛機(jī)改裝、適航取證等領(lǐng)域。

　　因?yàn)轱w機(jī)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(guò)CAAC、FAA、EASA等相關(guān)組織適航認(rèn)證的。事實(shí)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(lái)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(qiáng)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(guó)內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)的機(jī)載軟硬件設(shè)備和國(guó)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(kāi)紀(jì)錄。2020年7月，安裝首套國(guó)產(chǎn)高速機(jī)上衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的青島航空B-8442號(hào)客機(jī)正式投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)；2021年9月，飛機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)地面應(yīng)用平臺(tái)在青島航空運(yùn)行中心（AOC）投入試運(yùn)行。兩項(xiàng)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(jī)提供150Mbps寬帶接入，以前后艙協(xié)同傳輸方式保障飛機(jī)QAR、EFB、ACARS等飛行運(yùn)行管理及監(jiān)管相關(guān)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(yùn)營(yíng)效果也得到了中國(guó)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(zhuān)門(mén)的陸基空地通信網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)機(jī)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(guó)內(nèi)產(chǎn)品適航和投入試點(diǎn)運(yùn)營(yíng)的報(bào)道。

　　空地互聯(lián)寬帶通信瓶頸的突破，將使飛機(jī)運(yùn)營(yíng)得到顯著優(yōu)化。其一，對(duì)于機(jī)組來(lái)說(shuō)，電子飛行包（EFB）的重要性不言而喻。自1991年初美國(guó)聯(lián)邦快遞率先采用EFB以來(lái)，雖迭代至此，但運(yùn)用起來(lái)仍有不盡如人意之處。事實(shí)上，EFB的主要問(wèn)題并不是飛機(jī)上的硬件，而是及時(shí)可靠地將內(nèi)容更新分發(fā)到飛機(jī)，通過(guò)具有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)能力的EFB查詢(xún)航路及機(jī)場(chǎng)實(shí)時(shí)雷達(dá)回波圖及各類(lèi)實(shí)時(shí)氣象資料，以及實(shí)時(shí)獲得最新的航行情報(bào)?？盏鼗ヂ?lián)寬帶通信鏈路使EFB可以以文字、照片、語(yǔ)音、視頻等方式與地面實(shí)現(xiàn)即時(shí)通訊，并支持一鍵呼叫地面各支撐部門(mén)，地面人員幫助機(jī)組更加全面和準(zhǔn)確地在空中做出飛行運(yùn)行決策，尤其在緊急情況下，空地協(xié)同決策對(duì)飛行安全可能是非常關(guān)鍵的。

　　其二，航空公司運(yùn)行控制中心（AOC）是航班運(yùn)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(dòng)態(tài)監(jiān)控、非正常情況的處置等，并協(xié)調(diào)相關(guān)部門(mén)實(shí)施運(yùn)輸飛行保障任務(wù)。為滿足數(shù)字化安全、高效的運(yùn)營(yíng)要求，通過(guò)建立飛機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)地面應(yīng)用平臺(tái)，可以在與機(jī)組實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)交互通信的同時(shí)，以每秒鐘不少于一次的周期獲得飛機(jī)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，建立飛機(jī)狀態(tài)數(shù)字重現(xiàn)甚至數(shù)字孿生飛機(jī)在地面實(shí)現(xiàn)同步“虛擬飛行”，獲取數(shù)百組飛行參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，結(jié)合安全基線及閾值提前告警，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反哺安全運(yùn)行。并將數(shù)據(jù)分發(fā)給航空公司相關(guān)部門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)更全面的航班運(yùn)行監(jiān)控，助力飛行、機(jī)務(wù)、運(yùn)控、安監(jiān)、運(yùn)標(biāo)、信息等職能聯(lián)動(dòng)，提升特情協(xié)同處置能力。此外，還可以實(shí)現(xiàn)多數(shù)據(jù)源融合，形成可視化分析展現(xiàn)。中國(guó)首個(gè)前艙實(shí)時(shí)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(jī)客艙使用互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)以來(lái)，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(hào)飛機(jī)成為中國(guó)民航互聯(lián)網(wǎng)寬帶化應(yīng)用新起點(diǎn)的標(biāo)志，乘客終于可以在飛機(jī)上享受與地面移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)體驗(yàn)相同的各項(xiàng)手機(jī)APP服務(wù)了。同時(shí)，基于寬帶通信，面向客艙服務(wù)和管理能力智能化升級(jí)的智能客艙解決方案也呼之欲出，使乘客得以感受越來(lái)越舒適的變化。

　　二、同心協(xié)力是飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)進(jìn)展的重要保障  

　　“十四五”時(shí)期，我國(guó)將堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，把科技自立自強(qiáng)作為國(guó)家發(fā)展的戰(zhàn)略支撐，這無(wú)疑也是智慧民航建設(shè)的要點(diǎn)。近年來(lái)，民航主管部門(mén)、航空公司、機(jī)場(chǎng)、飛機(jī)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(yùn)營(yíng)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(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)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(shí)。由于歷史原因，我國(guó)民航運(yùn)輸?shù)娘w機(jī)及相關(guān)系統(tǒng)主要是從國(guó)外引進(jìn)的，對(duì)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(shí)代轉(zhuǎn)型的今天，面對(duì)復(fù)雜多變的國(guó)際形勢(shì)，推進(jìn)飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)如果僅靠從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備顯然是被動(dòng)成分偏多了，難免遭遇掣肘。以我國(guó)不斷優(yōu)化的科技創(chuàng)新和進(jìn)步的環(huán)境條件來(lái)看，中國(guó)企業(yè)完全有能力在飛機(jī)運(yùn)營(yíng)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(guó)際合作。無(wú)論是航電企業(yè)還是航空公司，都應(yīng)當(dāng)強(qiáng)化這種自信并身體力行，推動(dòng)和支持國(guó)產(chǎn)機(jī)載產(chǎn)品發(fā)展和應(yīng)用。

　　民航運(yùn)輸是一個(gè)組織嚴(yán)密的復(fù)雜大系統(tǒng)，牽一發(fā)動(dòng)全身，并且安全要求高，十分敏感。當(dāng)一套新系統(tǒng)介入時(shí)，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(duì)現(xiàn)有運(yùn)行規(guī)章（飛行標(biāo)準(zhǔn)）的符合性。民航主管部門(mén)及有關(guān)方面應(yīng)積極鼓勵(lì)技術(shù)和管理創(chuàng)新，及時(shí)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(yùn)輸及時(shí)采用科技進(jìn)步和管理創(chuàng)新的最新成果，不斷提高運(yùn)輸安全和效率水平，看齊“世界一流”。比如，2017年9月，中國(guó)民航局表示已經(jīng)修改了相關(guān)規(guī)定，并制定相應(yīng)評(píng)估方式，允許航空公司根據(jù)評(píng)估結(jié)果在航班上使用特定型號(hào)的電子設(shè)備。此舉開(kāi)啟了航空互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的“北京時(shí)間”。又如，在最近舉行的中國(guó)首屆民航飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)峰會(huì)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(duì)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(jī)在3000米以下時(shí)機(jī)上衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)不能開(kāi)機(jī)，這會(huì)導(dǎo)致前后艙協(xié)同應(yīng)用在飛行關(guān)鍵階段無(wú)法發(fā)揮提升運(yùn)行安全的作用，“門(mén)到門(mén)”后艙服務(wù)也無(wú)從談起。相信隨著新技術(shù)實(shí)驗(yàn)的成熟，此類(lèi)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(jià)值，主管部門(mén)唯有與時(shí)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(lái)，我國(guó)的民用飛機(jī)產(chǎn)業(yè)以中國(guó)商飛公司為代表，以科技創(chuàng)新為旗幟，實(shí)現(xiàn)了噴氣式商用飛機(jī)從無(wú)到有的歷史性跨越，開(kāi)啟了大飛機(jī)產(chǎn)業(yè)從弱到強(qiáng)的歷史征程。可以預(yù)想，在不久的將來(lái)會(huì)有越來(lái)越多的諸如C919、ARJ21、C929等國(guó)產(chǎn)飛機(jī)投入民航運(yùn)營(yíng)。在飛機(jī)的研發(fā)制造階段，應(yīng)能最大限度地吸收國(guó)內(nèi)航電科技創(chuàng)新的最新成果，與航電企業(yè)展開(kāi)深入廣泛的合作，滿足飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)的最新需求。事實(shí)上，數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化也是國(guó)產(chǎn)民機(jī)的重要發(fā)展方向，是提升民機(jī)制造商核心競(jìng)爭(zhēng)力的重要抓手。

　　三、飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)將不斷走向深入  

　　經(jīng)過(guò)近年來(lái)的辛勤探索，在國(guó)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(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新取得了卓有成效的進(jìn)展。以實(shí)現(xiàn)空地互聯(lián)寬帶通信為基礎(chǔ)，將可能使飛行、機(jī)務(wù)、運(yùn)控、安監(jiān)等環(huán)節(jié)所依賴(lài)的應(yīng)用水平明顯提升，從而更好地保障和提高運(yùn)輸安全和效率。同時(shí)，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(jiǎn)要描述了飛機(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)的初期情形。就目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)突破而言，還需要在盡可能短的時(shí)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(shí)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(guò)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(duì)技術(shù)研發(fā)會(huì)不斷提出新的要求。滿足這些要求的過(guò)程就是技術(shù)進(jìn)步的過(guò)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(lái)看，綜合考慮應(yīng)用場(chǎng)景、技術(shù)成熟度以及成本來(lái)制定每一階段的技術(shù)路線，其中技術(shù)成熟度與民航對(duì)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(chǎng)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(shí)現(xiàn)了寬帶空地通信，繼續(xù)獲得覆蓋全面、帶寬充裕、價(jià)格實(shí)惠的衛(wèi)星資源是我們的熱切期待。還有必要適時(shí)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(duì)應(yīng)用需求的探索也是無(wú)窮無(wú)盡的，目前在后艙只實(shí)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(jī)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(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)是務(wù)實(shí)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(jī)數(shù)字化運(yùn)營(yíng)一定能夠不斷取得優(yōu)秀成果，帶動(dòng)全行業(yè)做強(qiáng)做優(yōu)做大，早日實(shí)現(xiàn)多領(lǐng)域民航強(qiáng)國(guó)奮斗目標(biāo)。

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