關(guān)于民航航行新技術(shù)應(yīng)用和推廣的若干建議

唐澤民

摘 要：民用航空是技術(shù)密集型行業(yè)之一，充分推進(jìn)航行新技術(shù)的應(yīng)用是民航發(fā)展的重要一環(huán)，也是我國(guó)走向民航強(qiáng)國(guó)的必經(jīng)之路。文章以PBN、HUD和ADS-B三種航行新技術(shù)為例，介紹了其在保障民航飛行安全、提高運(yùn)行效率方面的突出優(yōu)點(diǎn)，以及新技術(shù)應(yīng)用和推廣中遇到的宏觀頂層設(shè)計(jì)和微觀具體執(zhí)行方面的問(wèn)題，并從如何進(jìn)一步做好航行新技術(shù)應(yīng)用和推廣的角度出發(fā)，以實(shí)際運(yùn)行為核心，從多個(gè)角度提出了有針對(duì)性的建議。

一、背景介紹

隨著中國(guó)民航快速發(fā)展，日益增長(zhǎng)的航班量與資源保障能力不強(qiáng)的矛盾更加凸顯，行業(yè)內(nèi)外對(duì)民航安全的要求也在不斷提升。2016年10月，習(xí)近平總書記就對(duì)民航安全工作提出了“安全隱患零容忍”的重要批示，由此可見(jiàn)中央對(duì)于行業(yè)安全的要求。民航局也在認(rèn)真研究民航發(fā)展特點(diǎn)和規(guī)律的基礎(chǔ)上，形成了“踐行一個(gè)理論、推動(dòng)兩翼齊飛、堅(jiān)守三條底線、完善三張網(wǎng)絡(luò)、補(bǔ)齊四個(gè)短板”的總體工作思路。

民航是技術(shù)密集型行業(yè)，充分推進(jìn)航行新技術(shù)的應(yīng)用是民航發(fā)展的重要一環(huán)，也是衡量民航強(qiáng)國(guó)的重要指標(biāo)。航行新技術(shù)的推廣與應(yīng)用，是呼應(yīng)民航局提出“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”發(fā)展理念的充分體現(xiàn)。從歷史的數(shù)據(jù)來(lái)看，從NDB非精密進(jìn)近到精密進(jìn)近，安全水平提高了7倍；使用增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)，安全水平提高了20倍。依靠新技術(shù)提高民航安全水平，仍有巨大的潛力，進(jìn)一步做好民航新技術(shù)的應(yīng)用與推廣是我國(guó)民航當(dāng)前的工作重點(diǎn)之一，因此必須不斷深化應(yīng)用成熟技術(shù)，補(bǔ)充完善不足的技術(shù)缺陷，加強(qiáng)推廣新技術(shù)的應(yīng)用?；诿窈桨l(fā)展的步調(diào)，航空公司應(yīng)著力推動(dòng)基于性能的導(dǎo)航（PBN）、廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）、平視顯示器（HUD）和衛(wèi)星著陸系統(tǒng)（GLS）等新技術(shù)的推廣應(yīng)用和技術(shù)驗(yàn)證。截至2016年底，中國(guó)民航204個(gè)機(jī)場(chǎng)具備了PBN飛行程序，156個(gè)機(jī)場(chǎng)全面實(shí)施了PBN運(yùn)行，95%的航路實(shí)現(xiàn)了PBN運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了PBN路線圖的中期目標(biāo)，2017年起，PBN運(yùn)行逐步進(jìn)入常態(tài)化。民航局一直以來(lái)都高度重視監(jiān)視新技術(shù)在民航業(yè)的應(yīng)用，近年來(lái)已在運(yùn)輸航空領(lǐng)域基本形成了以雷達(dá)、ADS-B為核心的民航監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)。中國(guó)民航也將加快HUD的應(yīng)用步伐。本文以PBN和HUD、ADS-B三種新技術(shù)為例提出進(jìn)一步做好航行新技術(shù)應(yīng)用和推廣的若干意見(jiàn)。

二、基于性能的導(dǎo)航（PBN）

1.PBN概念

PBN（Performance Based Navigation）基于性能的導(dǎo)航，是指在相應(yīng)的導(dǎo)航基礎(chǔ)設(shè)施條件下，航空器在指定的空域內(nèi)或者沿航路、儀表飛行程序飛行時(shí)對(duì)系統(tǒng)精確性、完好性、可用性、連續(xù)性以及功能等方面的性能要求，是國(guó)際民航組織提出的一種新型飛行運(yùn)行方式和空中交通管理概念，對(duì)民航實(shí)現(xiàn)持續(xù)安全、增加空域容量、減少地面導(dǎo)航設(shè)施投資、提高節(jié)能減排和環(huán)保效果等具有重要作用，是我國(guó)民航建設(shè)新一代航空運(yùn)輸系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，是充分利用飛機(jī)自身能力的很好的方案。

2.PBN推廣與應(yīng)用的問(wèn)題及舉措

（1）PBN技術(shù)過(guò)度依賴GPS系統(tǒng)。盡管目前歐洲、俄羅斯及中國(guó)都在自主研發(fā)星際導(dǎo)航系統(tǒng)，但相比美國(guó)GPS系統(tǒng)而言，技術(shù)仍較為落后。這是PBN在我國(guó)民航推廣與應(yīng)用所面對(duì)的最大問(wèn)題，推進(jìn)“北斗”系統(tǒng)在技術(shù)方面的革新，融合“北斗”與民航的發(fā)展是關(guān)鍵之舉，因此必須強(qiáng)化“北斗”系統(tǒng)與航空工業(yè)的融合發(fā)展，利用國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)等自主優(yōu)勢(shì)平臺(tái)，在適航審定、航電系統(tǒng)制造與測(cè)試等方面實(shí)現(xiàn)突破。

（2）跑道坐標(biāo)仍處于保密現(xiàn)狀。目前我國(guó)航空公司使用客戶化的方式制作導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)，存在安全性不足、成本高昂、系統(tǒng)復(fù)雜等問(wèn)題。這一問(wèn)題的解決難以由航空公司及其他單位個(gè)體實(shí)現(xiàn)，需由民航局牽頭成立專項(xiàng)問(wèn)題工作小組，統(tǒng)一解決。

（3）通航飛機(jī)機(jī)載設(shè)備水平參差不齊。目前通用航空機(jī)隊(duì)組成非常復(fù)雜，國(guó)內(nèi)機(jī)型種類繁多，機(jī)載導(dǎo)航設(shè)備水平參差不齊，又因?yàn)槠渚哂凶鳂I(yè)區(qū)域和內(nèi)容靈活性，因此對(duì)所有飛機(jī)設(shè)備改裝以及規(guī)劃是一項(xiàng)復(fù)雜而巨大的工程。一些通航飛機(jī)機(jī)型由于生產(chǎn)廠商的問(wèn)題不能對(duì)該類設(shè)備進(jìn)行在線安裝或升級(jí)，這就導(dǎo)致在未來(lái)數(shù)年內(nèi)通航飛機(jī)必然存在傳統(tǒng)導(dǎo)航與PBN導(dǎo)航方式并存的局面。

隨著通航快速發(fā)展，這一問(wèn)題的復(fù)雜性會(huì)成指數(shù)增長(zhǎng)。針對(duì)這一問(wèn)題，我們需從實(shí)際出發(fā)進(jìn)行整體規(guī)劃，考慮在通航飛機(jī)上統(tǒng)一加裝北斗接收機(jī)，并且支持民族工業(yè)，增加國(guó)際導(dǎo)航領(lǐng)域話語(yǔ)權(quán)。

（4）在全面推廣過(guò)程中，培訓(xùn)任務(wù)巨大。新的導(dǎo)航方式出現(xiàn)，涉及飛行員、簽派員、管制員、情報(bào)員、性能人員、機(jī)務(wù)人員等，培訓(xùn)范圍非常大，很難實(shí)現(xiàn)短期效果，需要從長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃角度考慮。首先培訓(xùn)人員從了解、掌握到熟練應(yīng)用需要一個(gè)過(guò)程，在這段過(guò)渡期內(nèi)勢(shì)必會(huì)對(duì)運(yùn)行產(chǎn)生影響。相應(yīng)地，需建立分階段、分層次、有質(zhì)量保證的培訓(xùn)體系，逐步推廣，實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)技術(shù)到傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)結(jié)合，再到新技術(shù)完全取代傳統(tǒng)技術(shù)的兩個(gè)過(guò)渡期。

目前的現(xiàn)狀是，民航局在宣貫PBN概念及思想以后授權(quán)相關(guān)單位積極開(kāi)展相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)。民航院校作為知識(shí)和技術(shù)的搖籃，肩負(fù)著推廣新技術(shù)、新理念的重大任務(wù)，應(yīng)將PBN納入教學(xué)體系中，積極開(kāi)設(shè)PBN相關(guān)課程，在飛行訓(xùn)練中設(shè)置PBN訓(xùn)練項(xiàng)目，在學(xué)校階段就完成基礎(chǔ)理論及運(yùn)行的培訓(xùn)。進(jìn)入航空運(yùn)行單位后，再進(jìn)行與機(jī)型和航空公司運(yùn)行特點(diǎn)相符的培訓(xùn)。

三、平視顯示器（HUD）

1.HUD概念

HUD（Head Up Display）平視顯示器，是一種可以把飛行數(shù)據(jù)投射到駕駛員正前方透明顯示組件上的系統(tǒng)，使駕駛員保持平視姿態(tài)獲取飛行信息。HUD可接收機(jī)載導(dǎo)航系統(tǒng)或飛行指引系統(tǒng)的信息，使得飛機(jī)飛行航跡、慣性加速度、人工地平儀等各種符號(hào)，與外部視景的相應(yīng)特征保持一致，并且通過(guò)顯示組件，將所顯示的飛行航跡符號(hào)同飛行員透過(guò)飛機(jī)前擋風(fēng)玻璃看到的視景結(jié)合在一起。HUD系統(tǒng)在向飛行員提供飛行指引的同時(shí)，成為安全運(yùn)行的“保護(hù)傘”。HUD具有以下優(yōu)點(diǎn)：①增強(qiáng)飛行員情景意識(shí)，提升飛行運(yùn)行品質(zhì)；②提高全天候運(yùn)行能力和航班正點(diǎn)率，降低機(jī)場(chǎng)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)；③精確預(yù)測(cè)接地點(diǎn)位置，可采用連續(xù)下降方式（CDFA），有助于實(shí)施穩(wěn)定進(jìn)近；④提供飛機(jī)信息輔助提示，防止不安全事件的發(fā)生等。

2.HUD推廣與應(yīng)用的問(wèn)題及舉措

（1）關(guān)注航空公司的態(tài)度和利益訴求。航空公司是推廣HUD使用的主體，但目前航空公司的目光只停留在政府的政策引導(dǎo)層面，未能夠充分感受到HUD對(duì)于自身利益的影響，政府需幫助航空公司做數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，不僅僅是在安全方面，而且應(yīng)該從航空公司所運(yùn)行的機(jī)場(chǎng)入手，統(tǒng)計(jì)出航空公司在特定機(jī)場(chǎng)運(yùn)行會(huì)有多大幾率遇見(jiàn)II類的天氣（HUD的使用，可以使特定機(jī)場(chǎng)獲得II類運(yùn)行能力），會(huì)持續(xù)多長(zhǎng)時(shí)間，會(huì)對(duì)該航空公司當(dāng)次航班或后續(xù)航班造成多大的影響，從而可以從運(yùn)行效率、財(cái)務(wù)數(shù)據(jù)方面說(shuō)服航空公司積極使用該項(xiàng)技術(shù)。

（2）制定激勵(lì)政策，提升參與方積極性。政府作為HUD推廣應(yīng)用的最大受益者，應(yīng)在看到這項(xiàng)技術(shù)給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和整個(gè)社會(huì)帶來(lái)好處的同時(shí)，在政策允許的范圍給航空公司和機(jī)場(chǎng)予以獎(jiǎng)勵(lì)或補(bǔ)貼，從而增加機(jī)場(chǎng)和航空公司的積極性。可以給予一些政策，對(duì)使用HUD運(yùn)行的航空公司在申請(qǐng)繁忙機(jī)場(chǎng)航線、獲取時(shí)刻方面給予支持。還可考慮使用引入新技術(shù)的加分制度，從而增加航空公司的積極性、主動(dòng)性，鼓勵(lì)先行后試，最大限度地激發(fā)全行業(yè)的動(dòng)力。

（3）適度推進(jìn)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)降低政策。在設(shè)備可靠的基礎(chǔ)上，可以對(duì)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富、運(yùn)行品質(zhì)高的機(jī)隊(duì)在政策上進(jìn)一步降低運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，適度地推進(jìn)政策導(dǎo)向性的標(biāo)準(zhǔn)降低審定工作。再依據(jù)試運(yùn)行效果，確定標(biāo)準(zhǔn)降低政策的實(shí)施及推廣速度，分別確定人為因素和技術(shù)因素對(duì)HUD推廣應(yīng)用的影響，權(quán)衡利弊，逐步實(shí)施。

四、廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視（ADS-B）

1. ADS-B概念

ADS-B（Automatic dependent surveillance-broadcast）自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視廣播，該系統(tǒng)無(wú)需人工操作或者詢問(wèn)，可以自動(dòng)地（每一秒一次）從相關(guān)機(jī)載設(shè)備獲取參數(shù)，向其他飛機(jī)或地面站廣播飛機(jī)的位置、高度、速度、航向、識(shí)別號(hào)等信息，以供管制員對(duì)飛機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。ADS-B系統(tǒng)是一個(gè)集通信與監(jiān)視于一體的信息系統(tǒng)，ADS-B的主要信息是飛機(jī)的4維位置信息（經(jīng)度、緯度、高度和時(shí)間）和其他可能附加信息（沖突告警信息、飛行員輸入信息、航跡角、航線拐點(diǎn)等信息）以及飛機(jī)的識(shí)別信息和類別信息。此外，還可能包括一些別的附加信息，如航向、空速、風(fēng)速、風(fēng)向和飛機(jī)外界溫度等。對(duì)于無(wú)雷達(dá)覆蓋的機(jī)場(chǎng)，ADS-B是對(duì)航空器進(jìn)行監(jiān)視的一個(gè)主要手段。ADS-B地面站建設(shè)成本低，精度高，監(jiān)視數(shù)據(jù)更新速度快，相比二次雷達(dá)可提供更多的信息，實(shí)現(xiàn)空—地建設(shè)、空—空監(jiān)視和地—地監(jiān)視。ADS-B可以根據(jù)管制需要進(jìn)行定制，使得管制員獲得更為準(zhǔn)確的信息，可以為航空公司帶去安全、效益和容量三大方面的提升。

2.ADS-B推廣與應(yīng)用的問(wèn)題及舉措

（1）充分利用ADS-B的技術(shù)功效，減小指揮間隔。現(xiàn)有具備ADS-B的小機(jī)場(chǎng)仍舊使用程序管制間隔來(lái)指揮飛機(jī)。航空公司應(yīng)當(dāng)充分考慮ADS-B的優(yōu)勢(shì)，在擁有ADS-B卻不具備二次雷達(dá)的機(jī)場(chǎng)，建議研究、推廣優(yōu)于程序管制的管制規(guī)則，使空管單位能真正充分利用這一新技術(shù)，發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，以進(jìn)一步加大空域利用率，減小間隔。

（2）應(yīng)進(jìn)一步關(guān)注ADS-B的信息安全性。對(duì)于大型航空公司，其肩負(fù)著執(zhí)行一些特殊飛行任務(wù)的責(zé)任，而現(xiàn)有飛機(jī)的設(shè)備無(wú)法關(guān)閉ADS-B設(shè)備，且這類信息又是外界極容易獲取的位置等機(jī)密信息，具有信息安全不可控隱患，對(duì)于重要飛行的保密性有一定影響。推薦改裝可關(guān)閉相應(yīng)功能的ADS-B機(jī)載設(shè)備，在保證機(jī)密信息安全性的同時(shí)，不影響ADS-B技術(shù)優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮。

（3）積極推進(jìn)ADS-B的適航性改裝工作。ADS-B的適航性改裝需在無(wú)廠家技術(shù)支持的情況下，可以依據(jù)自身發(fā)展實(shí)情，通過(guò)構(gòu)思、設(shè)計(jì)出具體的改裝方案，經(jīng)過(guò)試行論證，進(jìn)行改裝方案的不斷完善和施工?？梢砸劳懈咝＜翱蒲袡C(jī)構(gòu)的創(chuàng)新技術(shù)，結(jié)合運(yùn)營(yíng)單位的實(shí)際運(yùn)行環(huán)境，加以一線工作人員的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)ADS-B的適航性改裝方案進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善。

五、總結(jié)

綜上所述，無(wú)論是PBN還是HUD的推廣和應(yīng)用，都是一個(gè)系統(tǒng)的工程，需要各個(gè)層面、各個(gè)環(huán)節(jié)、各個(gè)單位通力協(xié)作。政府應(yīng)該做好頂層設(shè)計(jì)，統(tǒng)籌、計(jì)劃好整個(gè)推進(jìn)過(guò)程和體系建設(shè)，完善各級(jí)激勵(lì)機(jī)制，出臺(tái)指導(dǎo)文件，實(shí)現(xiàn)安全、協(xié)調(diào)、穩(wěn)定的發(fā)展；航空公司、機(jī)場(chǎng)、空中管制等多部門一方面應(yīng)該從自身著手，更加深刻地把握新技術(shù)內(nèi)涵，深入推動(dòng)自身所在行業(yè)和單位的理念創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，另一方面更加積極地參與整個(gè)新技術(shù)運(yùn)行體系建設(shè)，做到協(xié)同配合，互相支持，共同發(fā)展。

從之前的NDB到盲降，從近地警告系統(tǒng)到增強(qiáng)型近地警告系統(tǒng)，以及已經(jīng)卓有成效的PBN的推進(jìn)和實(shí)施，中國(guó)民航已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步。下一步正在大力推廣的HUD、ADS-B技術(shù)，都將會(huì)是下一階段提高民航飛行安全和運(yùn)行效益的良好選擇。只要使新技術(shù)的布局著眼于未來(lái)，夯實(shí)發(fā)展基礎(chǔ)，從宏觀和微觀兩個(gè)層面營(yíng)造好整個(gè)應(yīng)用推廣環(huán)境，向新技術(shù)要安全、要效率、要效益，就將有效提升中國(guó)民航科學(xué)發(fā)展水平和安全品質(zhì)，使航行新技術(shù)為實(shí)現(xiàn)民航強(qiáng)國(guó)做出更大的貢獻(xiàn)。

（1）推進(jìn)航行新技術(shù)應(yīng)用需求迫切、進(jìn)展顯著。目前中國(guó)民航資源能力已到“天花板”，但發(fā)展依然旺盛，如果不再加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的力度，不采取新技術(shù)的應(yīng)用，中國(guó)民航很難完成“十三五”的任務(wù)，甚至可能在安全和正常方面都出問(wèn)題。因此，需要靠理念創(chuàng)新，靠管理提升，更要靠新技術(shù)的應(yīng)用。因此，推進(jìn)新技術(shù)意義重大。

（2）推進(jìn)航行新技術(shù)應(yīng)用要加強(qiáng)統(tǒng)籌，協(xié)同配合。推進(jìn)航行新技術(shù)應(yīng)用是系統(tǒng)工程，涉及多方面、多部門，需要協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)、加強(qiáng)統(tǒng)籌，各部門之間協(xié)調(diào)配合，甚至包括軍方等。委員會(huì)要進(jìn)一步細(xì)化任務(wù)分工和時(shí)間節(jié)點(diǎn)并抓好落實(shí)，遇到問(wèn)題及時(shí)調(diào)整時(shí)間節(jié)點(diǎn)。科研隊(duì)伍也要跟進(jìn)規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)的制定，給予支撐。計(jì)劃司、機(jī)場(chǎng)司要加快項(xiàng)目組織和審批，還要考慮制定配套激勵(lì)政策，業(yè)務(wù)司局也要加緊研究運(yùn)行規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。

（3）推進(jìn)航行新技術(shù)應(yīng)用要加大投入，強(qiáng)力推進(jìn)。一方面，既要保持已有的投資和政策補(bǔ)貼力度，還要進(jìn)一步擴(kuò)展范圍和內(nèi)容，如科研支撐、規(guī)章制定、國(guó)產(chǎn)設(shè)備、國(guó)際合作等領(lǐng)域。另一方面，應(yīng)對(duì)委員會(huì)進(jìn)行適當(dāng)擴(kuò)展，民航新技術(shù)發(fā)展，不僅僅是空中的問(wèn)題，地面的問(wèn)題更重要，保障難度比空中更緊張。將“政策引導(dǎo)”與“強(qiáng)制執(zhí)行”相結(jié)合，不能完全靠補(bǔ)貼，也要有強(qiáng)制、有倒逼，政策必須兩手運(yùn)用，才能真正調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性和主動(dòng)性。

（4）推進(jìn)航行新技術(shù)應(yīng)用要積極穩(wěn)妥，確保安全。要處理好、統(tǒng)籌好局部與整體的關(guān)系，統(tǒng)籌好新技術(shù)與老技術(shù)并行之存在的風(fēng)險(xiǎn)，也要把握好試驗(yàn)、推廣、運(yùn)用節(jié)奏，確保安全。

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