淺析智慧通航運控體系架構

房屹光，張 翔

（1 中國電子科技集團公司第二十研究所，西安 710068；2 中電科航空電子有限公司，成都 611731）

0 引言

通用航空是指使用民用航空器從事公共航空運輸以外的民用航空活動，包括從事工業、農業、林業、漁業和建筑業的作業飛行以及醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋監測、科學實驗、教育訓練、文化體育等方面的飛行活動[1]。2016年5月17日，國務院發布《關于促進通用航空業發展的指導意見》，將通航產業定位為戰略性新興產業，謀劃提出了通航業服務國家發展戰略、促進經濟社會發展的目標[2]。近年來，隨著我國低空空域管理改革持續推進，通用航空獲得了快速發展，根據民航局發布的《2018年民航行業發展統計公報》[3]，截至2018年底，獲得通用航空經營許可證的通用航空企業422 家，通用航空在冊航空器總數達到2495 架。與此同時，通航業務規模快速擴大，相關利益方及協同方越來越多，業務組織架構和運行機制日漸復雜。這使得當前運營狀態難以滿足未來通航產業發展對于安全、快速和高效的需要，通航精細化運營，建設智慧通航已經成為通航企業面臨的迫切需求。

在人工智能[4-6]、云計算、大數據等新興技術的加持下，以“互聯網+通航”為核心的智慧通航正在逐漸成為通航行業發展趨勢。對于通航運營企業而言，建設智慧通航的核心和關鍵就是構建一體化綜合信息化運控平臺—智慧通航運控平臺，通過匯集通航業務及運行相關信息，實現相關業務的數字化集成，實現航務管理、任務管理、飛行指揮和運營管理等功能，從而支撐通航業務布局網絡化、運營數字化、流程自動化和作業智能化，助推通航產業跨越式高質量發展[8]。

1 運控體系架構性能分析

依據通用航空運營業的飛行服務對象和性質，通用航空運營業可大致分為生產作業、公共服務和航空消費三類[9]，其中通航企業生產作業業務包括基于通用飛機、無人機等航空器開展工業、農業、林業、漁業和建筑業的作業飛行以及醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋監測、科學實驗等方面的飛行活動，在我國眾多通航企業中該類企業占大部分比例，最具有典型意義。

從業務類型角度，生產作業型通航企業的業務特點不同于運輸航空以公共旅客運輸為主，而主要是從事航空特種任務作業，通過在通用飛機或者無人機上加裝航測相機、光電吊艙、貨物載具實現航拍航測、偵察監視和物流投遞等業務，可廣泛應用于航空測繪、應急救援、反恐維穩、航空貨物投送、醫療救援等領域，因此通航運控平臺必須要匹配這個特性，除了常規的飛行管理外，還必須具備現場作業管理能力。

從行業管理角度，國家民用航空總局頒布了多項通航政策法規，如CCAR-91部、CCAR-141部以及有關無人機安全管理、運營管理規定等，通用航空企業開展相關業務進行管理，以保證我國通航運營企業能安全從事運營生產和飛行服務。生產作業性通航企業必須要滿足CCAR-91部等規定，需要和局方就飛行計劃、情報、動態等進行數據交互，以便接受行業監管。

從內部管理角度，生產作業型通用航空企業在企業組織架構方面一般包括飛行部門、航務部門、機務部門、航安部門等核心業務部門以及其他行政、財務等職能部門。而飛行業務本身是涉及安全的高度流程化業務，靠原有人工和紙質等傳統手段，難以滿足流程本身對于高效、完整、安全的需求，迫切需要構建信息化平臺實現數據共享及業務協同。

綜上分析，智慧通航運行體系主要是通過信息化手段實現以智慧通航運控平臺為核心，鏈接各業務相關方，從而實現網絡化、數字化、自動化和智能化運行[10]。

2 運控體系構想

2.1 體系架構

通航企業智慧通航運控平臺主要是針對當前我國通航企業運行及業務特點，通過信息化手段實現以智慧通航運控平臺為核心，鏈接各業務相關方，從而實現數字化、自動化和智能化運行。智慧通航運控平臺是整個通航業務決策中心和數據中心。該平臺主要功能是實現通航業務運營信息聚集、整合，主要功能包括航空器管理、飛行管理、作業管理、機務管理、機載管理等核心功能，支撐通航企業參與應急救援、反恐維穩、通勤物流等業務。其體系架構如圖1所示。

智慧通航運控平臺對外與所屬航空器（通用飛機、無人機）進行數據交互，包括航空器飛行狀態及航跡、作業載荷（比如光電吊艙）數據等。平臺與民航局相關系統實現業務數據交互，包括下屬通航區域信息服務中心、各地區通航飛行服務站、民航局通航管理系統、民航局無人機交通信息系統（Unmanned Aircraft TrafficManagement Information ServiceSystem of CAAC，UTMISS）以及民航監管局/空管局，交換的數據包括計劃、情報、氣象等數據，同時平臺也同政府相關部門（比如應急救援部門、公安部門等）實現作業數據交互（比如反恐維穩現場視頻、森林防火視頻等）。

2.2 系統組成

通航企業智慧通航運控平臺是數據中心和業務大腦，核心業務系統包括航空器管理系統、飛行管理系統、作業管理系統、機務管理系統和機組管理系統，組成如圖2 所示。

航空器管理系統，主要是對相關航務資源進行管理，包括航空器管理、機載設備管理和地面系統管理。其中航空器管理包括航空器及機型基本數據信息、飛機性能數據等；機載設備包括任務載荷設備（航測設備、光電吊艙、圖傳及衛通等）以及機載智能終端、第三方機載監視、通信終端等；地面系統管理主要針對特種任務飛機、無人機配套的地面指控車、地面保障裝備等。

飛行管理系統，主要是對飛行全流程業務和環節進行管理，包括飛行計劃管理、飛行動態監控、情報處理服務等。飛行計劃管理包括飛行計劃編制、調整、評估、放行等；飛行動態監控包括飛行計劃執行狀態、飛機航跡顯示、預告警等；情報處理服務包括空域信息、航空情報、飛行情報、氣象情報的接入、處理、分發和計劃關聯。

作業管理系統，主要是對通用飛機/無人機參與應急救援、反恐維穩、通勤物流的任務和作業進行管理，包括飛行任務管理、現場視頻監控、作業績效評估等。飛行任務管理包括飛行任務生成、評估、資源匹配、執行狀態等；現場視頻監控包括作業現場視頻接入、管理、處理、顯示、分發以及深度應用等；作業績效評估主要是對航空器作業的總結及績效分析。

機務管理系統，主要是對航空器維修業務進行管理，包括維修管理、航材、航油及基地機場保障進行信息化管理。其中維修管理包括航空器運行管理、定檢維修計劃管理、航線維修計劃管理、保留故障（Defer Defect，DD）管理、限飛信息控制、外站跟班管理、外站資源管理、技術出版物管理等；航材和航油管理主要針對維修的航材、運行所需的航油進行信息化管理；機場管理主要針對基地機場、外站的保障資源進行管理。

機組管理系統，主要是對飛行機組進行管理，包括人員的檔案管理、派遣管理及績效管理。其中檔案管理包括機組的基本資料、技術檔案、技術履歷、飛行執照、飛行教員合格證、ICAO 英語合格證、護照信息、家庭成員、工作、學習經歷和體檢合格證；派遣管理包括根據飛行計劃對機組的工作安排、調整等信息管理；績效管理包括對機組飛行工作量和工作質量進行統計并與績效掛鉤。

3 結束語

通用航空已經廣泛應用于航拍航測、應急救援、反恐維穩、通勤物流等領域。相對于運輸航空，我國通用航空起步較晚，通航企業整體運行較為粗放，信息化水平非常低。近年來，部分生產作業型通航企業發展迅速，逐步認識到運控信息化的重要性。構建通過信息化手段實現以智慧通航運控平臺為核心的智慧通航運行體系，實現網絡化、數字化、自動化和智能化運行的通航產業體系，是滿足未來通航產業發展對于安全、快速和高效需要的必然趨勢。