新时代创建“智慧通航...

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新时代创建“智慧通航”产业生态体系的构想

2018-10-12 | 民航资源网 | 作者:张洪

摘要】 党的十九大提出了"智慧社会",通用航空作为国家重点发展的战略新兴产业,通过全面推进新兴信息技术与智能科技应用建设打造"智慧通航"来实现通用航空产业持续快速发展。面对行业内外发展环境的快速变化,如何适应新时代科技革命的新形势,更好地将现代科技运用到通用航空产业的各个领域,已经成为我国通用航空业界需要亟需解决的现实课题。

  随着互联网、大数据、云计算、人工智能和物联网等技术的加速发展与不断突破,加速培育经济发展新动能、塑造新型产业体系,将引领新一轮科技革命和产业变革。现代科技的迅猛发展与信息化浪潮改变了人类生产生活方式,全球航空产业发展也面临着巨大的挑战与机遇。在国家实施创新驱动发展战略大力发展航空经济的背景下,我国通用航空产业具有巨大的发展潜力。当前,我国通用航空科技存在着低水平重复开发现象严重、缺乏统一标准与规范、信息孤岛现象严重、自主研发能力不足、创新平台设施建设发展不充分不平衡等问题。抓住建设新时代民航强国的战略机遇积极构建智慧通航产业生态体系,是落实党的十九大报告关于新时代创建创新型国家和智慧社会的行业实践。

  一、智慧通航的内涵分析

  智慧通航即深入实施创新驱动发展战略,利用互联网、大数据、物联网、云计算、区块链、人工智能等现代科技融入通用航空产业的全产业链,实现通用航空领域的智能飞行器、智能化研发与制造、智慧飞行运行、数字化运营与保障、智慧化营销与服务,促进通用航空产业链与新兴科技的全方位深度融合应用,进一步深化通用航空供给侧结构性改革,更好地解决产业发展不充分不协调的问题,更好地服务于经济社会高质量发展,更好地满足人民美好生活的航空需求。智慧通航的本质在于新兴智慧技术与通用航空产业的高度融合与创新结合,变革通用航空的业务内涵、操作流程、运营形式、管理模式与运行绩效,全方位健全通用航空产业基础设施,减少流通环节、人力成本与经营成本,全面提升运行效率、服务质量和管理能力,对确保航空安全、提升运行效率、提高服务品质起到支撑作用。

  智慧通航的发展将构建起通用航空创新体系与新型形态,颠覆行业现有的发展路径与商业模式,从而有效解决通用航空产业发展的制约瓶颈与现实桎梏,实现新时代通用航空产业的跨越式发展。智慧通航是智慧民航的重要基础与组成部分,是通用航空产业发展的升级版,将深度影响通用航空产业的发展质量,甚至关系着我国全面建成民航强国战略的全局。智慧通航是针对我国通用航空发展不充分不平衡的解决方案,是全球通用航空产业转型升级、提质增效实现高质量发展的重要手段,是航空科技创新与航空产业变革的先导载体与关键领域,更是新一轮世界航空变革背景下各国纷纷抢占的产业战略制高点与行业新经济业态。

  二、智慧通航产业体系的架构要素

  近年来,作为高科技行业的民航领域加快智慧化建设,通用航空领域有效应用先进智慧技术将整体推进整个航空产业科技创新实现全行业的智慧化发展。当前,国内外的不少航空类企业也与互联网公司、IT企业深度合作积极建设智慧应用集群,这对于我国基于现代信息技术打造智慧通航发展新经济来说是有益的探索与实践。基于通用航空全产业链分析,智慧通航产业体系主要由智能飞行器、通航智造、低空网联、智慧飞行、数字化运营、信息化保障与智慧化服务等要素构成。

  (一)智能飞行器。通用航空产业是中国制造2025的重点规划领域。通用航空器在飞行训练、航空运动、空中观光、通勤运输、应急救援、安保巡检、农林植保等领域应用广泛,各领域具体行业要求与作业环境各不相同,只有基于人机协同与人机交互的智能机制,通过应用新兴智慧技术开发或升级具有智慧功能的通用航空器。低空智能飞行器是当前世界各国重点研发攻坚的新一代航空器,在确保航空安全的基础上能够高度精准完成各类作业任务与各行功能需求。低空智能飞行器(包括智能无人机)既满足各行业的个性化、便捷化要求,又符合行业规范与安全管理的高标准。

  (二)通航智造。在通用航空领域的研发制造、生产组织、工艺技术、加工能力等方面结合航空制造特点与智能制造技术构建航空类智慧工厂(SmartFactory),改善通用航空器制造工业全过程的智能化水平。通过建立智能化的生产过程数字化系统,集成处理生产系统、管理系统、服务系统的数据信息,解决通用航空器的多型号、小批量、定制化的特点,通过优化生产组织模式与完善业务处理逻辑,将智能技术贯穿于航空产品的设计开发、生产计划、过程管理、售后服务等制造活动的各个环节,实现自主加工与协同生产决策,自动化生产满足各行业需求的多用途、个性化、功能强的低空飞行器。

  (三)低空网联。低空空域作为空域资源最接近地表的部分,低空飞行的航空器主要有通用飞机、直升机、热气球、飞艇、动力伞、无人机等,是目前尚未充分开发的具有无限价值的国家宝贵资源。由于相关法规不健全,监管手段缺失,低空飞行器黑飞、危飞事件时有发生,通用航空安全风险较高。特别是近年来无人机产业的井喷式发展,已经给航空安全、社会安全、公众安全带来严重威胁。通过完善低空空域飞行体系法规标准科学规划、设计、建立低空空域交通飞行航路航道,构建以北斗定位导航技术为核心,兼容广播式自动相关监视(ADS-B)、无源多点定位系统(MLAT))、蜂窝移动通信网络(GSM)等建立低空空域通用航空智能管理系统、智能无人机系统交通管理平台、低空空域监视技术服务保障体系与自主自制的智能无人机系统(UAS)交通管理(UTM)平台,应用智能技术创立高效合理的低空空域资源配置机制,实现不同时段、各层次空域资源的共享协同管理与可持续开发利用,从而构建起安全可靠的三维数字化空中走廊体系,高效保障共享空域内有人/无人低空民航飞行的安全,使低空空域资源管理由粗放型向精细化转变。

  (四)智慧飞行。与民航客机相比,通用航空器属于低、慢、小类飞行。目前,通航飞机安装ADS-B系统等导航监视先进技术可以使管理部门实时掌握所有通航飞机的飞行状态。在低空飞行器与低空空域管理系统实现智能化的基础上,通过自律飞行智能系统预置固定的飞行时间、飞行区域、飞行航路的高度及航线及起降地点,从而达到科学智能规划、按规有序飞行,依法严厉管控,确保万无一失,从飞行器自身根本消除违规飞行。为更有效率的运行飞行器提供智能支持。同时,通过建立通用航空活动信息共享和通报渠道实现智慧管控,随时掌握低空飞行器的状态,实施精准选取跑道或起降场点运行模式,有效化解飞行冲突,使通用航空器在低空真正实现安全可靠、快速便捷、精准服务的智能飞行。

  (五)数字化运营。通过利用大数据融合技术、信息共享技术以及互联网络技术,对通用航空行业基础数据进行不断收集与更新,以开放式资源信息化建设与信息整合为核心,利用网站、移动互联网、APP、微信等手段为客户提供通用航空产业相关业务数据服务,通过搭建具有集信息、资源、服务于一体的行业大数据共享平台,打造低空飞行安全运营与运行绩效综合监管的信息化平台,为通航运营单位提供一体化的通航资源信息服务与集成化的数字化解决方案,降低运营沟通协调成本,提升通用航空运行和服务保障品质,实现由对资源的局部管理向统一集中高效管控的转变,形成互联网+通航深度融合的产业生态模式。

  (六)信息化保障。通过建立健全全国各地的通用航空飞行服务站(FSS),在国定运营基地(FBO)建设或引入信息管理系统,创建通航法规及行业动态共享平台、航空业务供需平台、飞行器及航材交易平台、通航从业者求职平台等数据系统,为通航运营单位提供涵盖通用机场及起降点、飞行计划与航务情报、飞行器维修保障等一站式通航保障资源信息服务,从而保障高效常态化完成通航作业任务,全面提升整个行业的运行管理与运营保障效率。

  (七)智慧化服务。通用航空智慧服务包括通用航空产业范畴内的策划咨询、适航审定、经营审批、教育培训、广告营销、法规查询、财务结算等各类服务的信息化、便捷化与人性化。基于通用航空用户的行业差异与个性需求,通过移动互联网、大数据、人工智能等技术精准解决现实存在的痛点与难点,从信息咨询、客户调查、项目查询、体验评估到相关交通住宿餐饮等服务领域强化数据和业务的融合,构建通用航空行业信息门户、用户评价与意见反馈网络平台等应用载体,着力增强亲民性与便捷性,提升使用效率和用户体验,形成行政主管部门-通用航空产业链企业-通用航空用户及广大消费者之间的全过程智慧化服务体系。

  三、构建智慧通航产业生态体系的典型路径

  在经济新常态背景下,充分发挥现代信息技术的优势,基于先进智慧技术打造通用航空产业体系立体解决方案,覆盖通用航空研发制造、低空管制、通用机场、运营管理、营销服务、机务维修、适航审定、安全管理、商旅环境、人才培训、航空文化等业务领域,全面解构与重构现有生产方式与商业模式,改进通用航空产业传统业态和服务水平。笔者根据通用航空产业引进智慧技术实践的初步思考,针对构建中国特色升级版的智慧通航产业生态体系提出以下典型的构建路径供业界参考与研讨。

  1、基于人工智能技术研制新一代智能飞行器。当今时代,人工智能技术已经得到了突飞猛进的发展,国家也制订了新一代的人工智能发展规划。近年来,亿航184、空客飞行出租车、Uber公司VTOL等自动导航、垂直起降的创新产品均属于智能飞行器。智能飞行器是人工智能、现代信息技术与航空器的深度融合,具备信息深度自感知、智慧优化自决策、精准控制自执行等强大功能,是根据用户个性化需求生产的高度智能、安全可靠的航空器。未来的智能飞行器可以彻底变革人类的生活方式与生产形式,人类日常活动空间有望实现低空立体空间自由化与便捷化,进而实现人类人人都能自由飞行的美好梦想。

  2、基于航空智造技术改变飞机制造维修模式。智能飞行器的生产需要航空领域的智慧工厂。利用先进的航空智造技术能够实现航空制造业变革航空器制造商传统的生产组织管理、资源协调调度的效率和控制优化方法,并利用丰富的在役航空器数据来改进低空飞行器的设计和技术支持,有效缩短产品研制周期、提高生产效率、提升产品质量、降低资源能源消耗,提高通用航空器的可靠性质量,进而打造一个互联互通互操作的生产制造、工程技术、供应链为中心的航空数字制造平台。同时,通用航空器种类复杂,基于现代信息技术改进航空器适航审定方式,应用3D打印快速成型技术生产通用飞机的小型可替代零部件。航空智造技术具有适合多种应用、维修成本低、维修可靠、易维护等优势特点,使通用航空维修达到高标准、高效率、高稳定性、低维护成本。

  3、基于物联网技术促进低空空域管理。随着通用航空产业的飞速发展,利用物联网技术建设集机场、气象、驻场单位、周边配套服务为一体的航空+物联网飞行服务综合平台,开展空中导航、交通疏导、环境监测、灾情监测、通信中继等业务,为航空应急救援、短途运输、公务航空、私人飞行、空中游览、航空运动、测绘航拍及广大航空爱好者特许飞行等提供智慧航空服务。基于北斗卫星导航系统,在通用机场建设远程塔台或虚拟塔台实施低空飞行的实时定位与监控服务,使通用飞机实现遥控驾驶,从而解决地面指挥、空中管制、飞行驾驶三合一的问题,也能实现缩小飞行间隔、提高空域容量与安全可靠性。同时,通用航空器(无人机)接入新一代低空蜂窝移动通信网络成为网联飞行器,可以对飞行路线、高度进行精确的控制,在近地空间实现万物互联,实现运输航空与通用航空、有人机与无人机实时互联互通的信息交换与和谐飞行。

  4、基于区块链技术变革通用航空运营方式。在开放、公平、互信的区块链(BlockChain)基础环境下,建立健全区域性通用航空产业协同联盟,以客户需求为核心出发点建设互助并存、优势互补的混合模式,从群体互动治理、商务模式变革通用航空运营模式,以区块链思维组建通用航空产业的互联互通、自由服务的空中社区,有效促进产业链、创新链、服务链融合形成联盟型价值链,促使通用航空行业全产业链的互信开放协作、优势互补互助与互惠共享共赢,实现客户自主与个性化的智能出行与航旅体验。同时,按照服务场景及技术的开放性,广泛开展链与链间的合作扩展,基于共享资源池与创新源区块链治理新商业模式,进而升级现有的通用航空运营方式。

  5、基于供应链管理精准服务产业市场需求。遵照现代化经济体系建设要求,在供给侧结构性改革战略指引下,坚持以用户为中心的服务观念,树立整合、共享、创新的供应链(Supplychain)思维,发挥供应链整合、优化、协同、共赢的特征,利用现代信息技术对通用航空行业资源配置进行优势整合,根据特点的通用航空细分用户群体需求建设相关航空产品的规划设计、执行实施、评估分析等多阶段、跨渠道的全球采购与销售网络信息平台,重塑行业客户关系管理网链结构,构建快速响应市场变化的生产供应链、营销供应链与消费供应链,面向全球搭建构建集研发、制造、运营、保障等完整高效的产业线上线下相融合的现代供应链平台,打造通用航空产业生态融合发展的供应链集成服务平台,为通用航空用户提供定制化、个性化的高度精准化服务。

  6、基于大数据技术开发通航安全管理系统。通用航空产业的可持续高质量发展迫切需要通过建立通航SMS体系完善安全运行管理系统。通航SMS系统利用大数据技术手段规范化安全工作流程,建立起科学的、完整的风险源分布坐标系与多方位的安全信息收集机制,可以克服时间、空间的障碍完成风险源收集、风险源评估、不安全事件报告、不安全事件处理等安全管理工作,科学接收、分析、处理、落实、反馈不安全事件,实现通用航空安全管理工作可控、可查、可追溯的闭环效益。同时,通过大数据技术对各类型通用航空器飞行状态的挖掘分析产生各类安全态势报表,并实现威胁评估、威胁识别与预警、风险的评价、风险的缓解与不安全事件的预防与预测。通用航空行业集成低空监视系统、航空器飞行、运行控制系统、机务维修管理等数据源、数据管理、数据分析、数据平台、数据应用的通航安全管理大数据,开发能够提供易用且高效实时的通用航空安全信息系统,全面提升通用航空的运营效率与安全保障效能。

  7、基于VARA技术创新人才培训手段。人才培养是VARA(虚拟现实增强现实)技术创建智慧教育的重要应用领域,能够实现更简便、更快速和更安全的操作,从而节省时间、成本和能耗,虚拟场景建设不会受到场地限制,相比于传统技术和方法,能够突破时空限制,降低培训成本,效率和质量得到显著提升。VARA技术应用将为学习者搭建一个自主探索的空间,将抽象的学习内容可视化、形象化,使用自然方式交互学习对象,将正式学习与非正式学习相结合,支持泛在环境下的情境式学习,能够提升学习者的存在感、直觉和专注度。VARA技术所具有的丰富认知、逼真性强、实时交互等特性,最大程度模拟真实场景下的航空专业知识,基于沉浸式虚拟互动仿真技术搭建通用航空行业的观察体验场景,为学习者提供更加广阔的学习环境和丰富的学习资源,可以有效提升学员的应变能力和实操技能,能够提升航空专业人才培养的教育培训质量。在飞行员培训领域,基于仿真技术的模拟机训练应用现已比较成熟。特别是航空安全教育,通过VARA技术可以模拟各种复杂的工作环境,更充分的展现危险虚拟场景,在确保人身安全的前提下进行高仿真、体验感更强的虚拟培训,提高体验者的安全意识与应变能力,达到最佳的安全教育效果。

  8、基于互联网+思维宣传培育航空文化。通用航空业界要确立以用户为中心的理念,突破传统媒介的被动接受方式,利用互联网新媒体双向互动、广泛性、鼓动性特性,把握时代的变革点,抓住公众的兴奋点,把通用航空的宣传资讯信息做精做准,利用互联网信息传播主渠道开展智慧推送,建立行业和公众之间沟通互动的桥梁,开展多种形式的网站信息资源可见性优化,开展不受时空限制的大众精准传播。同时,坚持数据-信息-知识-智慧的新理念,打造一个能够自我学习、深度学习的跨领域多学科知识智慧化科普教育网络平台,为通用航空消费者提供公众化信息服务,逐步消融通用航空和社会大众之间的隔阂,进而扩大航空文化的社会影响力。

  三、结束语

  智慧通航产业是通用航空产业的设计研发、制造维修、服务保障、教育培训、宣传文化等领域综合应用各类先进智慧技术的全面耦合系统。在新时代背景下,作为国家重要战略产业的通用航空行业要坚持数字化、网络化、智能化为核心的发展原则,全面运用人工智能技术与现代信息技术整合创意、硬件、软件、资本等智慧链要素,全力推进引领性、颠覆性的航空技术创新与通航产业变革,全方位开发实施智慧通航数字化应用方案,促进低空空域开放、行业系统资源统筹、产业跨界深度融合、通航安全监管治理与人才培训模式创新,使通用航空行业更加安全可靠、灵活智能、可持续发展,为构建现代化经济体系增添新动能与加速器,为实现新时代民航强国梦与创造人民美好生活奠定坚实基础。

  (注:原文发表于《民航管理》2018年第9期)

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投稿来源:中国民用航空局第二研究所

相关实体:民航局 

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