民航智慧交通 (中国民航智慧交通)

据中央广播电视总台中国交通广播《交广会客厅》报道:*党**的*八大十**以来,科技创新支撑交通运输实现了跨越式发展。交通基础设施建设技术跻身世界前列,港珠澳大桥、北京大兴国际机场等一批世界级工程建成运营;智慧公路、智能航运、智能高铁、智慧民航、智能仓储配送等快速发展;为科技创新驱动加快建设交通强国奠定了良好基础。交广会客厅特别策划《一路向远 中国智慧交通发展》,为您全景展现交通领域智慧发展,讲述交通行业的科技成果。

每当我们乘坐飞机翱翔在天空的时候,会不会有这样的想象,在未来,也许会有大量的无人航空器在天空航行,空中出租车、空中巴士都会成为可能。这些年随着智慧民航的不断发展,运行难度日益增加,也给空中交通管理带来更多的机遇和挑战,在这样的场景下我们需要怎样的智能系统才能应对未来的挑战?本期节目,有请到中国航空学会航空电子与空中交通管理分会副主任、中国民航大学空管学院院长赵嶷飞教授,为我们讲述智慧民航的发展中如何更加科学的提升航空运行效率。

中国智慧交通发展,中国智慧交通的未来发展

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【智慧民航可以给我们带来什么】

赵嶷飞:智慧民航确实是热门的一个话题,比如说人脸识别、自助值机等等,这能不能算智慧,这应该说都是智慧的一部分,但是真正的智慧民航的概念是民航局对未来做出的一个重要的规划。一句话就是以智慧为推手,来打造一个全新的民航系统,在这一块其实在中国民航之外,国内外多个研究机构,特别是欧美等航空发达国家,也推出了多个相关的规划,包括国际民航组织我们叫组块升级计划,美国航空航天局的新一代的航行计划,欧洲的新单一天空计划等等。

《智慧民航建设路线图》指出,到2035年,民航数字感知、数据决策、精益管理、精心服务能力大幅提升,智慧出行、智慧空管、智慧机场、智慧监管发展水平位居世界前列,全面形成智慧民航生态圈。展望未来,民航出行会变成什么样?

中国智慧交通发展,中国智慧交通的未来发展

赵嶷飞:未来的民航从运行的角度来说,可能不是我们今天理解的坐航班坐飞机了,而是从三个层面理解,除了我们现在已经有的中间这一层航班层之外,我们往下在城市上空大约是1000~3000米,我们会形成一个新的城市航空系统,包括城市的航空公司,城市的运输系统,简单理解说大家可以出门坐飞机,用无人机来运货等等,这都是我们最下面这一层城市航空运输系统,中间这一层就是大家比较熟悉的民航运输系统。再往上大概是在一万八千米以上到2万到3万,这一层我们会出现一些新的运输工具,特别是这种超音速洲际飞行的一些运输工具,它可能在三个小时内就能实现从中国北京飞往美国飞往欧洲的一些主要城市,所以这个是一个全新的航空运输系统,当然再往上可能就跟我们的运输关系不大了,比如说我们将来航空交通运输和太空飞行之间的交联和密切的配合,也可能会出现太空的交通系统,这可能是更大的一个变化了。可以说在未来的智慧民航时代,我们看到了一个全新的从低空到中空到高空的一个全新的运输系统,大家可乘坐的航空器也出现了多种选择,可以是单人制的小飞机,几十公里以内、一百公里以内的灵活飞行,就跟今天出租车一样,也可以是传统的航班当然更加舒适,再有就是八九千公里以上的洲际飞行,那就可能更方便快捷的超音速航空器,都会是我们未来智慧民航的一个重要的体现。

到2035年这15年,我们会发展到一个什么样的阶段?

嶷飞:可能用不了那么长时间,按照现在这个进度“一航”的载人无人机已经进入到取证的阶段,按我们民航局说试航证,有这个证原则上它就可以开始载人的试点运行,然后随着试点运行的推开,然后很多的技术都会跟上,比如说杭州,他已经开始布局从高铁站前往他的一些著名的景点,来布置一些这样的载人无人机的运输。另外一个就是载货的无人机,民航局最先批准的杭州迅宇公司,它也是载货无人机,实际上在杭州市等多个城市内已经开展了很长一段时间的货物运输了,所以这些东西组合起来以后,很快会有一个大的低空航空,相信在2030年前甚至还要再更早一些,我们可能在一些需求比较集中的城市地区,就会有很多的无人航空器投入在货运和客运之中,到时候我们也可以享受到这样的一个出行的便捷。

打“飞的”和无人机送货 在一个城市内的通勤

嶷飞:货运的飞行距离是20公里左右,然后客运应该会大一些,应该在40公里左右,无人机送货它的效率应该是非常高,也非常安全的,现在我们感觉到物流送货的便捷,很多是依赖于我们物流企业大面积布点,但如果将来有无人机送货的话,我们可能5分钟就能够飞出十几公里的距离,而这样的话我们近处的一些物流点可能就需求没有那么大了,可以把这个点的数量大大减小,反而提高它的集中效益,这个在国内的很多城市都已经开始试运行了,民航局是在2020年批了全中国13个试验区,也包括咱们天津的滨海新区,把这个事情就相当于作为一个标准做起来,然后再安全的推广。

【什么是智能空管】

2021年3月发布的《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》全文,“智慧”一词出现了22次,“智能”一词出现了35次,并明确要求在智能交通、智慧物流、智慧能源、智慧医疗等重点领域开展试点示范。未来的城市、交通、生活等各方面都将是智慧的,像人一样能深入地感知、互联,智能地应用、协同。随着大数据、云计算、物联网、人工智能等新兴技术的兴起,一些智能化系统具备与人脑接近的、或者是相当的智慧水平。智慧空管也将让航班运行效率大幅提升。

嶷飞:实际上空中的空管和地面的交管基本的原理是一样的,就是地面开的汽车和空中飞行的航空器,它都不是随便能够飞的,想飞哪到哪,想开多快开多快,这都是不行的,实际上空中交通它有着比地面交通更为严苛的一种管理方式,按我们现在的话说就是有管制员,就是地面的指挥的管制员,对每架天上飞行的航空器的速度、高度、位置都要做出控制,天上的飞行员必须严格按照地面的指挥来进行活动。我们开汽车比如说你变换车道和前车靠近还是拉远,这都是由驾驶员自己定的,只有在红绿灯或者一些繁忙路口,有交警指挥,我们才会去感受到交通管理的影响,但在天上可不是,天上的飞行员,每时每刻都会接收到地面管制员的指挥,而它的活动的比如说速度高度等等,都需要按照管制员的指令来完成。

智能空管的发展能够为我们的出行带来哪些变化?

中国智慧交通发展,中国智慧交通的未来发展

嶷飞:其实智能空管这个概念一直在不断的往前推进,我们有很多智能空管的效果,我可以给大家举一个例子,就在咱们中国的西部有一个很有名的景区,就是*藏西**灵芝,灵芝号称*藏西**的江南,景色非常漂亮,但是它这个地方的机场可是一个高原机场,这个机场的条件我们说地理条件非常复杂,大家如果有机会去的时候可能都有切身感受,灵芝机场就是在两个山之间的一个河谷里,左边是山,右边也是山,飞机必须沿着河谷保持比山还要低的飞行高度,钻进这河谷里,然后落在机场,在这样的一个过程中,对飞机的定位能力要求是非常高的。如果你稍微有点操作上的失误或者定位上的不准,就可能有很大的危险,所以在这个灵芝机场我们使用了一套叫做ppn,基于性能的导航的这样的一套新的技术,实际上我们就通过各种,包括地级的、星级的,还有机载的导航设备的一个组合,对我们沿着河谷这条飞行路线进行了一个精确的标化,飞机在飞的时候,只要根据仪表的指示,沿着飞就行,就可以保证不会接近周围的山,这个技术现在已经用得很成熟了。我曾经听一个飞行员说过,说以前飞灵芝都是提心吊胆,有了这套技术以后应该说是很轻松了,基本上按照仪表的指示飞就行了,甚至有的时候可以看见老鹰还飞在飞机的上头,比飞机飞的还高,我们还可以一边欣赏鹰的飞行,一边惬意的驾驶航空器,这个都是我们智慧空管技术带来的好处。

如何运用智能空管的技术使我们的出行效率提升更多?

嶷飞:很多出行效率方面的提升,也是依赖于空管安全方面的一些技术,我简单举一个例子,大概在2019年前后,咱们民航局开通了几个空中大通道,我们第一条开通的是北京到昆明的一条空中大通道,实际上就是利用我们现在新的空管技术和先进的引导航空器的航电技术,开通了一条我们空中从北京,当然不能说直飞,因为中间还有好多机场也要通过,基本上是一条直达昆明的道路,因为空中的道路和地面的道路,可能跟我们大家想的不一样,空中也不能直飞的,因为有的时候飞机需要地面的导航设备引导,同时比如说一些特殊的地形,比如刚才说的这种高原等等,也是在空中飞行的时候,因为有些特殊要求也需要绕开的,往往不能直飞的,而有了我们刚才说的这种先进的智慧空管技术之后,这一块缺口就可以打开,我们可以提高飞行的效率,使这个航空器进入更加省油,更加经济的一个阶段。

其实在我们天津机场类似的技术也很多,比如说我们天津机场,以前天津是一条跑道,现在是两条跑道,以前我们坐飞机时候可能有感受,就是从北京方向来,天津落地的时候,先看见天津的城市,然后从城市上空飞过,然后才能落下来,现在我们可能感觉是好像没看见城市,就是城市周围一些周边的建筑,然后飞机落地了,没有再从城市上空走了,这是为什么?实际上就是我们刚才说的一些先进的航空器的一些引导技术,以前必须弯着绕着走的一些道路,把它裁弯取直了,然后让我们飞机可以直接走。但这个直接走不光是指水平方向的,还可以垂直方向,我们现在飞机下降,我们有个专业词叫连续下降,就是像我们一条平滑的一条坡度曲线,坡度直线从高空下到低空来,既可以保证乘客的舒适性,也可以保证减少航空器的耗油等等,这些其实都是我们智慧空管的这些点点滴滴。

中国智慧交通发展,中国智慧交通的未来发展

坐飞机时的WIFI网络怎样解决?

嶷飞:这个就是我们叫做空地的宽带互联,现在我们飞机和地面的互联可能有两种方式,一个是语音通话,就是我们有时候电影里可以看到管制员或者飞行员对着话筒发出一些指令,还有一个是数据通信,咱们大家可能不可想象,飞机和地面之间的通讯大概就是k级的,可能就相当于可能比3G还要小,2G的一个手机上网那么一个感觉,来进行飞机和空地面的数据通信。在新的一代的智慧空管技术中,这些老的技术将全部被宽带的地空通讯技术所取代,取代之后当然对飞机的运行会带来很多的好处,比如说地面管制员,甚至地面的航空公司的机务人员,对飞机机载设备的远程监控,对机上人员、机上行李货物的远程监控,甚至把一些优化的飞行指令、飞行轨迹等等上传上去,然后都可以让飞机的运行效率提高,但是对我们旅客可能最有深刻体会的就是飞机上网,我们现在一上飞机根本访问不了地面的网络,而智慧空管这条空地宽带链路打通之后,我们在天上坐飞机就和在地上在家里的局域网完全是一样的,我们都感受不到什么网络的延迟限制,我们完全可以享受和地面一样的这种网络资源,这个也是刚才说的空地宽带带来这样的一个好处。

赵嶷飞院长表示,智慧空管最大的好处是对空管指挥管控体制的革命性升级。在现有的空管体系中,航空器完全由地面管制员进行指挥,在智慧空管中,将实现空中的航空器和地面的管制员,两人合作寻找最优最经济的飞行路径,来实现整体最优。

嶷飞:比如现在我们可能作为管制员,我是天津机场塔台的管制员,我可能对天津起飞的飞机的比较关心,但这个飞机飞到广州以后,到那边能不能比较经济的轨迹来落地,这个我们可能想管也管不了,因为这离我实在太远了,但是有了这种智慧空管之后,包括我们的这架航空器的驾驶员飞行员,和我们天津机场的塔台管制员,广州机场塔台的管制员,还有沿途这条我们叫京广航路上的这些管制员都可以协同起来,一起为飞机找到一条最优的、最直接、最省油,现在还有一个排放最低的这样一条路径,来使我们的系统整体效率达到最高,这个也是智慧空管中给将会带来的一个最大的变革。

后记:放眼全球,智慧空管是互联网时代的大势所趋,数字技术在空管领域的应用将越来越广泛。这些智能的突破和成就,会给我们带来更加多彩的生活体验。下一期的节目中,我们会继续和赵院长一起,就智能空管中解决空中拥堵的核心技术、保证安全运行的支撑平台以及智慧空管的未来发展等相关话题进行探讨。

中国交通广播:高雅 王璐