民用航空器無線電設(shè)備的數(shù)字化安全監(jiān)管探討

羅云珠，鄒 杰，吳 杰，孫雪曼

（1.中航易成科技有限公司，北京 100101；2.中國民用航空局第二研究所，四川 成都 610041）

民用航空器機(jī)載無線電設(shè)備是民用航空器的關(guān)鍵設(shè)備之一，其主要包括無線電通信設(shè)備和無線電導(dǎo)航設(shè)備，民用航空器機(jī)載無線電設(shè)備安全、穩(wěn)定和可靠運(yùn)行是保障民用航空器飛行安全的重要前提條件[1-4]。因此，民用航空器機(jī)載無線電設(shè)備的安全監(jiān)管是民航無線電管理的重要研究方向，具有重要意義。

1 中國航空器無線電設(shè)備監(jiān)管現(xiàn)狀

民用航空器機(jī)載無線電設(shè)備安全管理的部門或單位主要包括航空器生產(chǎn)廠家、航空器維修單位、航空公司、民航局地區(qū)管理局無線電管理單位以及民航局無線電管理單位等[5-6]。航空器無線電設(shè)備安全管理主要內(nèi)容包括無線電設(shè)備信息管理、無線電設(shè)備維修記錄管理、無線電設(shè)備的安全檢查和無線電設(shè)備的證照管理等[7-9]。

目前，隨著無線電技術(shù)和民航行業(yè)的快速發(fā)展，民用航空器數(shù)量不斷增加，航空器機(jī)載無線電設(shè)備類型和數(shù)量也在不斷增長，現(xiàn)有的航空器無線電設(shè)備安全監(jiān)管方式已經(jīng)無法滿足實(shí)際的監(jiān)管需求，主要存在以下幾方面不足：①無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息較分散，共享性差。航空器生產(chǎn)廠家、維修單位、航空公司、民航局地區(qū)管理局無線電管理部門及民航局無線電管理部門均有各自的航空器無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)，但是這些系統(tǒng)數(shù)據(jù)不兼容、數(shù)據(jù)不能交互和共享，導(dǎo)致航空器無線電設(shè)備的數(shù)據(jù)信息滯后、可靠性較差，缺乏統(tǒng)一管理，容易造成無線電設(shè)備安全管理處于被動式管理及事后管理狀態(tài)。②無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息未形成閉環(huán)管理。航空器無線電設(shè)備安全監(jiān)管未進(jìn)行生命周期的監(jiān)管，航空器無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息沒有形成閉環(huán)管理。航空器無線電設(shè)備管理部門不能實(shí)時(shí)掌握無線電設(shè)備在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試飛、交付和服役等各個(gè)生命周期下的狀態(tài)，無線電設(shè)備數(shù)據(jù)的全面性、準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性不高，容易導(dǎo)致無線電設(shè)備安全監(jiān)管執(zhí)行不到位和監(jiān)管過程失控，存在一定的安全隱患。③無線電設(shè)備證照管理沒有實(shí)現(xiàn)信息化管理。航空器無線電設(shè)備的證照管理主要依靠人工登記錄入和紙質(zhì)檔案管理，無線電設(shè)備證照核發(fā)的工作量巨大、人工登記錄入的方式效率低，同時(shí)，查詢無線電設(shè)備證照的歷史記錄時(shí)查找紙質(zhì)檔案效率低，此外，紙質(zhì)的無線電設(shè)備證照缺乏安全防偽的技術(shù)手段，可能會被人為篡改，造成無線電設(shè)備監(jiān)管不到位。

因此，需要開展基于數(shù)字化技術(shù)的民用航空器無線電設(shè)備安全監(jiān)管的研究工作，推動航空器無線電設(shè)備的安全監(jiān)管方式向數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)航空器無線電設(shè)備的精細(xì)化管理，確保航空器的飛行安全。

2 航空器無線電設(shè)備的數(shù)字化監(jiān)管探討

2.1 無線電設(shè)備數(shù)字化安全監(jiān)管平臺總體方案

本文以民用航空器機(jī)載無線電設(shè)備為研究對象，并基于信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出建立航空器無線電設(shè)備的數(shù)字化安全管理平臺。該平臺可以對處于不同生命周期下的無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、存儲和分析，可以實(shí)現(xiàn)航空器無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一和閉環(huán)管理，實(shí)現(xiàn)無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息的快速傳達(dá)和共享，實(shí)時(shí)掌握無線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，使得航空器無線電設(shè)備安全監(jiān)管更加精細(xì)化。

圖1為航空器無線電設(shè)備的數(shù)字化安全安全管理平臺的主要組成部分，其主要由航空器無線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、航空器無線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊和航空器無線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊組成。其中，航空器無線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊包括無線電設(shè)備的安全檢查模塊和無線電設(shè)備的證照管理模塊。

圖1 航空器無線電設(shè)備數(shù)字化安全管理平臺組成示意圖

航空器無線電設(shè)備的生命周期與航空器的生命周期類似，主要包括生產(chǎn)、試飛、交付和服役等階段。當(dāng)航空器無線電設(shè)備處于生產(chǎn)階段時(shí)，航空器生產(chǎn)廠家使用無線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊對無線電設(shè)備進(jìn)行分類，然后采集無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息，建立無線電設(shè)備的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫；當(dāng)航空器無線電設(shè)備處于維修階段時(shí)，航空器維修單位使用無線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊采集無線電設(shè)備維修、更換和移位等相關(guān)數(shù)據(jù)信息，建立無線電設(shè)備的維修信息數(shù)據(jù)庫；當(dāng)航空器無線電設(shè)備處于試飛、交付和服役階段時(shí)，航空公司和民航地區(qū)管理局無線電管理部門或民航局無線電管理部門使用無線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊采集無線電設(shè)備的檢查數(shù)據(jù)和證照數(shù)據(jù)，建立無線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。航空器無線電設(shè)備在生命周期內(nèi)的安全管理數(shù)據(jù)由民航局無線電管理部門進(jìn)行分析和監(jiān)管。

航空器無線電設(shè)備的數(shù)據(jù)信息可由便攜式智能終端進(jìn)行采集，并借助于無線網(wǎng)絡(luò)將無線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行存儲，便攜性智能終端安裝有APP應(yīng)用軟件，平臺前端采用HTML5、CSS3技術(shù)和Angular框架，服務(wù)器端采用Spring MVC實(shí)現(xiàn)微服務(wù)架構(gòu)，一個(gè)功能模塊可以發(fā)布成一個(gè)微服務(wù)，每個(gè)微服務(wù)可以獨(dú)立部署，每個(gè)模塊之間互不影響。此外，數(shù)據(jù)和接口互為交互、機(jī)制共享。

航空器生產(chǎn)廠家、維修單位、航空公司、民航局地區(qū)管理局無線電管理部門和民航局無線電管理部門登錄平臺并調(diào)用服務(wù)器數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)查看任意生命周期內(nèi)無線電設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，掌握無線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還可以追蹤或查詢無線電設(shè)備證照情況，最終實(shí)現(xiàn)對航空器無線電設(shè)備的數(shù)字化安全監(jiān)管，確保航空器的飛行安全。

2.2 安全監(jiān)管平臺的模塊功能需求

2．2．1 無線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊

航空器無線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊可以對無線電設(shè)備進(jìn)行分類，再依據(jù)無線電設(shè)備的類型完成無線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集。圖2為航空器無線電設(shè)備的分類結(jié)果，主要包括制式電臺、非制式電臺和衛(wèi)星通信終端[10]。其中制式電臺主要包括制式通信電臺和制式導(dǎo)航電臺。制式通信電臺主要包括高頻電臺和甚高頻電臺，制式導(dǎo)航電臺主要包括全向信標(biāo)、測距儀、自動定向設(shè)備、儀表著陸系統(tǒng)、無線電高度表、應(yīng)答機(jī)和防撞系統(tǒng)等。制式電臺還包括制式氣象雷達(dá)電臺、制式多功能集成電臺、應(yīng)急示位發(fā)射機(jī)。衛(wèi)星通信終端主要包括海事衛(wèi)星通信終端、銥星終端和移動平臺地球站。非制式電臺主要包括客艙無線局域網(wǎng)設(shè)備。

圖2 航空器無線電設(shè)備分類結(jié)果

航空器無線電設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素如下：制式通信電臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括型號、頻率范圍、發(fā)射類別、發(fā)射功率、最小信道間隔、電臺安裝位置、天線安裝位置和頻率精度等，制式導(dǎo)航電臺、制式氣象雷達(dá)電臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括型號、頻率范圍和發(fā)射功率等，制式多功能集成電臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括名稱、型號、數(shù)量和集成功能等，應(yīng)急示位發(fā)射機(jī)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括ELT編碼、型號、序號、發(fā)射頻率、發(fā)射類別、輸出功率、電池有效期和電臺安裝位置等，衛(wèi)星通信終端和非制式電臺的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括型號、件號、序號和安裝位置等。通過對航空器無線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和存儲，從而建立航空器無線電設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。

2．2．2 無線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊

航空器完成生產(chǎn)過程后，航空器將會經(jīng)歷試飛、交付和服役等階段。為了保障航空器的飛行安全，航空器處于試飛、交付和服役等階段時(shí)需要依據(jù)《民用航空無線電管理檢查手冊》和《民用航空無線電管理檢查員管理辦法》的相關(guān)要求，對航空器機(jī)載無線電設(shè)備進(jìn)行安全檢查工作，檢查合格后發(fā)放或換發(fā)航空器無線電設(shè)備的證照，航空器才能進(jìn)行飛行。當(dāng)航空器處于試飛、交付和服役等階段時(shí)，航空器無線電設(shè)備的安全檢查類型可分為境內(nèi)生產(chǎn)或組裝試飛、境內(nèi)交付、境外引進(jìn)交付和常規(guī)檢查，其中常規(guī)檢查是指航空器開始服役后每隔3年進(jìn)行的無線電設(shè)備安全檢查，檢查合格后換發(fā)無線電設(shè)備的證照。因此，航空器無線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊功能主要包括無線電設(shè)備的安全檢查和無線電設(shè)備的電子證照發(fā)放或換發(fā)。

圖3為航空器無線電設(shè)備安全檢查的流程示意圖，其主要包括航空器機(jī)載無線電設(shè)備檢查任務(wù)在線填報(bào)、在線預(yù)審、現(xiàn)場/遠(yuǎn)程檢查和出具檢查結(jié)論4個(gè)部分，每個(gè)部分的具體內(nèi)容如下。

圖3 航空器無線電設(shè)備安全檢查流程示意圖

2.2.2.1 檢查任務(wù)在線填報(bào)

航空公司申請人員登錄無線電設(shè)備數(shù)字化安全監(jiān)管平臺，依據(jù)檢查類型在線填報(bào)《民用航空器電臺執(zhí)照申請表》，該表主要涉及航空器基礎(chǔ)信息和航空器機(jī)載無線電設(shè)備信息，并上傳航空器國籍證、航空器地址編碼等相關(guān)附件。

2.2.2.2 檢查任務(wù)在線預(yù)審

民航地區(qū)管理局無線電管理部門或民航局無線電管理部門對航空公司提交的航空器機(jī)載無線電設(shè)備電子資料進(jìn)行在線預(yù)審核，重點(diǎn)審核航空器機(jī)載無線電設(shè)備型號、參數(shù)和頻率范圍等參數(shù)是否與航空器機(jī)載無線電設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的信息一致，審核不通過在線反饋給航空公司進(jìn)行修改，審核通過后在線給航空器電臺檢查員指派航空器無線電設(shè)備檢查任務(wù)。

2.2.2.3 航空器電臺現(xiàn)場/遠(yuǎn)程檢查

航空器電臺檢查員依據(jù)航空器無線電設(shè)備檢查任務(wù)類型，并結(jié)合《民用航空無線電管理檢查手冊》和《民用航空無線電管理檢查員管理辦法》中的航空器無線電設(shè)備檢查相關(guān)要求，開展航空器無線電設(shè)備的現(xiàn)場/遠(yuǎn)程檢查工作。在航空器無線電設(shè)備的檢查過程中，檢查員通過使用手持式檢查終端采集無線電設(shè)備的檢查數(shù)據(jù)（設(shè)備銘牌圖片、航空器停放點(diǎn)定位信息、甚高頻電臺和高頻電臺的頻率偏差等數(shù)據(jù)），并對無線電設(shè)備檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行審核。

2.2.2.4 出具檢查結(jié)論

航空器電臺檢查員對無線電設(shè)備檢查數(shù)據(jù)審核通過后，使用手持式檢查終端在線生成《民航航空器電臺檢查表》，并給出檢查結(jié)論。最后將航空器無線電設(shè)備檢查數(shù)據(jù)上傳至數(shù)據(jù)服務(wù)器，建立航空器無線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫。

航空器無線電設(shè)備在安全檢查合格后，由民航局無線電管理部門登錄平臺調(diào)用無線電設(shè)備的檢查數(shù)據(jù)并查看檢查結(jié)論，然后在線填寫無線電設(shè)備的證照信息，發(fā)放無線電設(shè)備的電子證照，最后上傳電子證照至數(shù)據(jù)服務(wù)器。航空器電子證照的數(shù)據(jù)信息主要包括航空器類型、航空器擁有者、設(shè)備類型、發(fā)射功率、證照有效期和證照序號等。航空器無線電設(shè)備管理部門登錄無線電設(shè)備數(shù)字化安全監(jiān)管平臺，并輸入無線電設(shè)備的證照序號，可以實(shí)時(shí)追蹤或查詢航空器無線電設(shè)備證照情況，特別是當(dāng)航空器無線電設(shè)備證照有效期接近到期日期時(shí)，可及時(shí)更換航空器無線電設(shè)備證照，避免耽誤航空器飛行計(jì)劃。

2．2．3 無線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊

航空器無線電設(shè)備在服役過程中可能會出現(xiàn)損壞的情況，需要航空器維修單位對無線電設(shè)備進(jìn)行維修，確保無線電設(shè)備正常運(yùn)行。航空器無線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊功能是采集航空器無線電設(shè)備維修、移位和更換數(shù)據(jù)信息，特別是采集維修后的無線電設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)（頻率、發(fā)射功率、頻率容限和雜散發(fā)射等），有助于民航局無線電管理單位及時(shí)對維修后的無線電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行核準(zhǔn)，提高無線電設(shè)備型號核準(zhǔn)的工作效率。

3 結(jié)束語

數(shù)字化技術(shù)在航空器無線電設(shè)備安全監(jiān)管的應(yīng)用可以對航空器無線電設(shè)備全生命周期的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行共享和融合，可實(shí)時(shí)掌握航空器無線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高航空器無線電設(shè)備數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，推動航空器無線電設(shè)備的安全監(jiān)管方式由“傳統(tǒng)監(jiān)管”向“精準(zhǔn)監(jiān)管”轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)對航空器無線電設(shè)備的精細(xì)化管理，確保航空器的飛行安全。