【视频】智慧民航导刊（制作：李佳为）
随着民航数字化转型以及机场智慧化发展进程不断加快，越来越多的新技术融入到航班运行、服务与安全管理中。以科技和智慧手段赋能民航业的运行层、作业层与安全层，成为智慧民航发展的趋势。
长期以来，台风、大雾、暴雨等特殊天气都是影响航班安全运行的重要因素。尤其是进行跨洲际飞行时，复杂的气象条件给航空公司运行监控提出了更高要求。为了提升航班运行监控水平，通过航班预警让旅客及时了解航班动态信息，全球航班运行监控系统应运而生。
据悉，该系统是由中国民航科学技术研究院（以下简称“航科院”）研发的具有完全自主知识产权的运行监控系统，具备实时追踪、态势感知、预警告警等核心功能，能够实时查询飞机在全球范围内的航行轨迹，并获取飞机的位置、航班号、航空公司、目的地、抵达时间、预计到达时间、高度、速度等信息。通过该系统，航空公司可以持续跟踪飞机位置并实时获取飞行信息，以便在更加安全、高效实施飞行计划的同时，为旅客提供更好的出行体验。
一体化协同，提高航班运行效率
为满足智慧民航建设需要，全球航班运行监控系统在设计研发阶段就立足航空公司实际使用需求，从全局把控、细节精控角度出发，优化航空运行管理流程，进一步提升航班运行效率。
在关键领域，全球航班运行监控系统突破性实现自主可控。“全球航班运行监控系统采用航班追踪监视与风险预警、高精度预计到达时间预测等关键技术，从而实现了对航班的实时动态监控”。航科院中宇公司相关负责人介绍，全球航班运行监控系统可实时追踪全球超过12000架航空器的飞行状态。同时，通过及时获取机场进离港航班量、进离港延误情况、跑道运行模式、空域流量情况等信息，该系统为调度指挥、航班保障、极端天气空域管制提供了可靠依据，实现了空地一体化协同运行，极大提高了运行控制安全裕度。
在核心功能方面，除航班实时追踪显示外，全球航班运行监控系统还具备全维度态势感知以及智能预警告警等功能。依托包括北斗导航信号在内的多源异构数据，该系统可实现从空中到地面的全过程、一体化、可视化的航班态势监控。
“一张网”监视，多种技术融合应用
长期以来，航班追踪监视与风险预警、实时空地运行信息协同获取与态势分析以及高精度预计到达时间预测等，是运行监控系统研发过程中需要破解的难题。
为解决上述难题，航科院先后开展了详细需求调研、界面原型设计、数据库设计和算法开发等工作。在详细梳理航班运行业务逻辑的基础上，航科院对场景管理、方案对比、动态监控、基础数据等功能模块进行设计，并采用海量数据处理及流计算引擎作为技术支撑。通过在消息中间件平台上实时接入海量数据，全球航班运行监控系统能够实现秒级读写和分析操作。其中，分析操作采用了适用于实时分析的概要结构、时空聚合和多尺度表达等方法，同时依托高效数据筛选聚合机制航班状态查询网，解决了数据冗余及噪声问题。
此外，全球航班运行监控系统还整合了地理信息技术（GIS）。通过GIS，该系统能够快速加载情报区、航路航线、机场平面图、进离场程序等信息，叠加气象雷达、台风、火山灰等可视化实况数据，实现全球航空器“一张图”监视。
“通过航班运行风险预警及关键事件研究，该系统可以实时将飞行态势在时空维度进行超密集协同分析，对30类航班运行高风险事件发出实时告警，监视航班运行中偏航、低油量、油量偏差、盘旋、复飞、超时未落、4D/15超时、应答机突变、高度突变、低安全高度、低运行标准、极地天气等飞行异常情况，实现巡航时间预测、油量预测，挖掘航班运行风险因素，提升航班运行效率。”航科院中宇公司相关负责人表示。
值得一提的是，全球航班运行监控系统率先在国内开展了星基自动相关监视广播（ADS-B）技术研究，并将其应用于实际生产运行。依托ADS-B，我国航空器在全球范围内的4D位置追踪间隔从15分钟缩短至1分钟，极大提升了我国航空器在境外的监控水平，为航空公司在航班追踪与风险预警方面提供了重要支持。除此之外，该系统还采用了先进的微服务和中台架构，具有良好的通用性和可扩展性，可与其他信息系统进行无缝集成。
“一条线”坚守，锚定航空安全与智慧民航
自2013年投入使用以来，全球航班运行监控系统已为包括国航、南航、东航在内的48家航空公司，以及包括首都机场集团、西部机场集团、上海机场集团在内的多家单位提供服务，市场占有率超过90%。
航科院中宇公司相关负责人告诉记者，全球航班运行监控系统拥有完全自主知识产权，打破了国外企业在该领域的垄断，大大降低了行业的运行监控成本。“目前，该系统为3000多架飞机提供服务。以每架飞机每年节省1万元计算，每年可为全行业节约成本超过3000万元”。
安全是民航业的生命线。秉持以智慧民航建设提升中国民航企业国际竞争力的理念，航科院正在对全球航班运行监控系统的航班追踪监视和风险预警技术进行升级，通过提高预测准确率和故障诊断能力，增强系统智能化和自主决策能力，助力航企加强风险防范，严守安全底线。
未来，全球航班运行监控系统将继续拓展民用航空器运行态势智能感知与风险防控领域研究的深度和广度，为航空公司、机场等在航班运行管理与控制方面提供决策参考，同时加强航班趋势预警分析，为后续航班提供多维风险预警。
下一步，全球航班运行监控系统将瞄准智慧机场建设等方向，开展相关功能研发，为行业转型升级和高质量发展提供科技支撑和智力支持。（中国民航报见习记者李佳为）
光点
确保航空安全
要勇于在科技创新上主动作为
在竞技运动场上有这样一句话：“主动进攻是最好的防守。”
牢牢守住航空安全底线，这句话同样值得参考——只有不断增强主动安全意识，不断通过技术手段加强风险预警和防范，才能提升航班安全裕度和运行效率，更好地为旅客出行服务。
从古至今，天空从未这样忙碌——每天都有数以万计的飞机在引擎的驱动下高速驰骋在万米高空之上。对大多数人来说，我们很难直观地看到它们的“身影”，但在全球航班运行监控系统上，每一架飞机的航迹和它们的飞行信息都清晰可见。
中国是世界第二大经济体，我国民航业仍处于快速发展期。可以预见，未来将有更多旅客走进机场，享受航空服务的高效与便利。
事实上，无论是对民航单位还是民航旅客而言，及时、准确地获取航班信息都十分重要。
首先，通过跟踪技术实时获取飞机的位置、高度、速度等信息，有助于航企和主管部门及时掌握飞行器的状态。一旦飞机发生机械故障，机组可以在地面保障单位的支持下快速采取相应措施，确保飞行安全。
其次，航路上的气象条件瞬息万变。若某些地区出现强对流天气或者火山喷发等状况，覆盖全球的高精度监控信息可以帮助航企和主管部门及时调整飞行计划，从而在保障航班安全运行的前提下，提高航班正常率，减少延误。
最后航班状态查询网，在监控信息的支持下，航空公司可以及时向旅客通报航班计划、起降时间、航班状态、飞行轨迹、机场延误情况等信息，有助于保障旅客的知情权。
过去，能够跟踪和监控全球航班运行状态的运行监控系统一直被国外企业垄断。近年来，随着中国经济社会发展，人民生活水平提高，中国民航业快速发展，机队规模逐渐扩大。然而，飞机监控涉及大量敏感信息，如何在保障民航运行安全的基础上保障信息安全，成为民航高质量发展的重要课题之一。从贯彻落实总体国家安全观的角度来看，航科院自主研发全球航班运行监控系统进行了有益尝试。
此举不仅事关提升民航信息安全裕度，降低航企运行成本，更为中国民航在全球航空业新一轮增长中打下重要基础。如今，以新一代信息技术融合应用为主要特征的智慧民航建设正全方位重塑民航业的形态、模式和格局。与此同时，在环保要求日益严格的当下，如何通过优化飞行计划、提升飞行效率，减少航空器的碳排放，也已成为航企经营的重要考量。与之相匹配，飞机监控技术势必朝着更加智能、更加高效、更加安全的方向发展。面对未来超大规模航空市场发展需求和环境约束挑战，中国民航业需要不断提升技术和管理水平，实现高质量发展。（中国民航报记者王艺超）
（本文刊载于中国民航报2023年6月28日5版）
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