淺談中國民航新技術應用與發(fā)展

李鳳鳴　陳晨

摘 要：該文簡要介紹了中國民航主推的幾項新技術—— PBN、HUD、ADS-B、GLS、EFB、衛(wèi)星通信、北斗、航班追蹤，肯定了新技術在提升運行效率、改善航班正點率、提高飛行安全水平方面的重要作用，分析了新技術的最新應用情況，并闡述了新技術的發(fā)展計劃。

關鍵詞：新技術 PBN HUD ADS-B GLS EFB 追蹤監(jiān)控

中圖分類號：V2.4 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（b）-0061-03

黨的十八大報告提出，實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略。科技創(chuàng)新是提高社會生產力和綜合國力的戰(zhàn)略支撐，必須擺在國家發(fā)展全局的核心位置。民航的發(fā)展應把握好提升運行品質與強化科技支撐的關系。科技是第一生產力，也是保證飛行安全的最有效手段之一。新技術本身就是創(chuàng)新，新技術的應用推廣就是發(fā)展理念創(chuàng)新的實踐過程。新技術不僅包含扮演革命性創(chuàng)新角色的航行新技術，也包含需要延續(xù)性創(chuàng)新從而更好地適應未來發(fā)展的已有技術和手段。目前，我國民航業(yè)正處于快速發(fā)展時期，在新技術應用方面具有廣闊前景。

中國民航新技術應用歷經多年發(fā)展，已進入一個整體推進的新階段。在組織架構上，中國民航局（CAAC）于2014年底成立航行新技術應用與發(fā)展工作委員會，切實強化對中國民航航行新技術建設及應用工作的整體領導和系統把握。將基于性能的導航（PBN）、平視顯示器（HUD）、廣播式自動相關監(jiān)視（ADS-B）、衛(wèi)星著陸系統（GLS）等確定為近期重點推行的4項新技術。在工作理念上，通過文件和領導講話，灌輸相應的思想，提出“加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略，系統推進中國民航飛行運行方式轉變”總體要求，以更加積極進取的心態(tài)推廣新技術，銳意進取，充分發(fā)揮主觀能動性，實現從“局方主導”轉變?yōu)椤肮局鲃印薄Ｍ瑫r，CAAC強調要把新技術應用的著眼點和落腳點放在提高民航安全水平和服務質量上來，做到成熟的要深化，不足的要補上，正在發(fā)展的要抓緊。

1 各新技術應用與發(fā)展簡介

1.1 基于性能的導航（PBN）

基于性能的導航（Performance Based Navigation，PBN）是國際民航組織（ICAO）提出的一種新型飛行運行方式和空中交通管理概念，對民航實現持續(xù)安全、增加空域容量、減少地面導航設施投資、提高節(jié)能減排和環(huán)保效果等具有重要作用，是我國民航建設新一代航空運輸系統的核心技術之一[1]。2009年中國民航發(fā)布了《基于性能的導航實施路線圖》，明確了中國民航從2009—2025年期間實施PBN的政策和總體工作計劃。從2010年起，中國民航以九寨機場為例，開始推行公共RNP的概念，2013年在該機場強制實施RNP AR運行，九寨機場因此實現了雙向起降，航班正常性同比提高13.9%，達到90.4%。目前，中國民航具有頒證運輸機場215個，截至2015年底，176個運輸機場具備PBN程序，101個運輸機場全面實現PBN運行。預計到2016年底，具備PBN程序的機場將達到203個，全面實現PBN運行的機場將達到160個。

1.2 平視顯示器（HUD）

HUD（Head-Up Display），即平視顯示器，是由一塊經過特殊處理的平視鏡、頭頂投影儀、計算機、顯示面板組成，與飛機的儀表著陸系統接收機、飛行管理系統（FMS）、高度和速度表、飛行控制系統、機載防撞系統（TCAS）、風切變告警（GPWS）等系統相連。飛行員無需頻繁地抬頭或低頭就能夠看到他所需要的飛行參數，對提升飛行品質和飛行安全具有重要的意義[2]。2012年中國民航發(fā)布了《平視顯示器應用發(fā)展路線圖》，詳細描述了HUD的發(fā)展計劃，提出了總體的戰(zhàn)略目標與時間節(jié)點。2015年11月10日、12日、14日，濟南、青島機場受大霧影響。山航啟用基于HUD設備的RVR200米運行程序，順利保障25個航班準時出港；3 d內共累計借助HUD設備起降38班次，航班平均正點率提升10%。截至2015年底，中國民航具備HUD設備的飛機超過300架，已有20個機場具備了HUD特殊I類運行標準，著陸最低標準由原來的DH60/RVR550降低到DH45/RVR450米，3個機場具備了HUD特殊II類運行標準（DH30/RVR350米）和RVR200米起飛標準。2016年，中國民航將在62個機場公布HUD特殊I類標準（DH45米/RVR450米）；在4個機場（上海/虹橋、鄭州/新鄭、海口/美蘭、貴陽/龍洞堡）公布HUD特殊II類標準（DH30/RVR350米）。

1.3 ADS-B應用

廣播式自動相關監(jiān)視（Automatic Dependent Surveillance-Broadcast，ADS-B）是一種基于衛(wèi)星定位和地/空數據鏈通信的監(jiān)視技術，是監(jiān)視技術的主要發(fā)展方向，是未來“自由”飛行的奠基石。ADS-B技術在空中交通管制、飛行流量管理、空中交通監(jiān)視、場面活動監(jiān)視、飛行信息共享和航空公司運行控制等方面必然具有廣泛的應用前景[3]。中國民航自1998年以來，陸續(xù)完成了中國民航飛行學院及民航大學朝陽飛行學院ADS-B應用、東航在加拿大哈德遜灣空域ADS-B驗證飛行以及成都-九寨、成都-拉薩、南中國海航路ADS-B試驗運行等項目，積極推進ADS-B的應用與實施。2009年10月，中國民航發(fā)布的《中國民航基于性能的導航實施路線圖》中提出基于性能的導航（PBN）與自動相關監(jiān)視（ADS）技術融合的總體要求。2012年11月發(fā)布的《中國民用航空ADS-B實施規(guī)劃》規(guī)劃明確了ADS-B實施的指導思想、基本原則、總體目標、階段規(guī)劃與技術方案，提出了推進ADS-B建設與運行維護的政策措施。2015年11月修訂并發(fā)布了《中國民用航空ADS-B實施規(guī)劃》，計劃在2020年底實現全空域ADS-B OUT的全面運行。與此將配套開展航空公司使用ADS-B 1090ES的適航和運行批準政策的修訂發(fā)布、ADS-B機載設備加改裝等工作，并適時開展ADS-B IN技術驗證。

1.4 衛(wèi)星著陸系統（GLS）

衛(wèi)星著陸系統（GBAS landing system，GLS），是一種基于GBAS導航性能增強的衛(wèi)星著陸系統，包括實現精密進近和著陸的GBAS系統，以及與之相關的航空器功能。一套GLS設備可同時滿足多個進近程序的使用需求，且具有設備場地環(huán)境要求低、信號穩(wěn)定、建設和運行成本低、使用靈活等運行優(yōu)勢，可進一步彌補PBN在精密進近及低能見度運行方面的不足，具有廣闊的應用前景[4]。2013年底啟動浦東機場試點工作，2014年陸續(xù)完成GLS地面設備選址、頻率協調、飛機改裝及飛行員培訓等工作。2015年4月29日，在上海浦東國際機場順利完成了中國民航首次衛(wèi)星著陸系統（GLS）演示驗證飛行。東航B6923號A321飛機和山東航空公司B5650號B737飛機參加了演示驗證。2015年12月，中國民航正式發(fā)布了《衛(wèi)星著陸系統（GLS）運行批準指南》（AC-121-FS-2015-129）。

1.5 電子飛行包（EFB）

電子飛行包（Electronic Flight Bag，EFB）是一種主要用于駕駛艙或客艙的電子信息管理和顯示系統，能顯示多種航空信息數據或進行基本的計算。EFB替代了紙質資料，使信息管理和使用更加方便、準確、完整和靈活；而且實現了實時性能計算，能夠在機組自我簽派、空中性能計算、應對起飛前性能調整方面提供更為準確、優(yōu)化的結果；同時通過與航空公司現有信息系統的整合，實現了飛行運行各部門信息的實時共享[5]。2009年10月，中國民航發(fā)布了《電子飛行包（EFB）的適航和運行批準指南》咨詢通告和《電子飛行包的運行批準管理程序》管理程序，同時不斷加強與FAA、EASA以及波音、空客飛機制造廠家的政策交流和合作，積極引導并推動中國民航EFB應用。目前，中國民航EFB應用進入了快速通道。已有近半數的運輸航空公司開展EFB應用，其中國航、東航、南航、海航、廈航、川航、春秋航、祥鵬航、東航云南、國貨航、中貨航、順豐航、首都航公務機、東方公務機等14家航空公司已在B747、B777、B787、B757、B737、A380，A330、A320、GV、G450、G550等機型完成1級或3級EFB補充審定并投入實際運行。

1.6 衛(wèi)星通信應用

衛(wèi)星通信系統一般由空間衛(wèi)星系統、地面控制服務主站、移動交換系統以及用戶終端等部分組成，用戶終端發(fā)起的信息通過無線信號傳遞給在軌衛(wèi)星，之后轉接到地面主站，再由地面主站解碼后，移動交換系統根據呼叫信息地址將信息傳送至網絡被叫用戶，實現衛(wèi)星通信。為推動航空公司加快運行控制衛(wèi)星通信能力建設，建立起有效的內部、外部和陸空雙向通信系統，2013年中國民航下發(fā)了《航空公司運行控制衛(wèi)星通信應用政策》，要求各運輸航空公司充分利用現代衛(wèi)星通信技術，在每架飛機與運行控制中心之間建立及時、可靠的語音通信聯系，并明確了3階段實施時間表，最終在2017年底前實現運輸類飛機使用衛(wèi)星通信系統與運控中心在4 min內建立語音通信的目標。截止2015年底，各運輸航空公司共計35%飛機具備了衛(wèi)星通信能力。

1.7 北斗導航

北斗衛(wèi)星導航系統是典型的軍民兩用大型空間信息基礎設施。北斗民航應用示范項目“新一代國家空中交通管理系統典型示范工程”作為北斗應用推廣與產業(yè)化行業(yè)示范類項目，列入了中國第二代衛(wèi)星導航系統重大專項實施方案。2015年6月26日，中國民航在西安召開北斗民航應用研討會，明確了北斗應用推廣的整體政策，按照“先行先試”的原則，率先在通用航空領域推廣北斗應用，開展數據搜集和經驗積累。隨著北斗衛(wèi)星導航系統覆蓋全球進程的深入，將北斗應用逐步推廣至運輸航空領域。

1.8 航空器追蹤監(jiān)控

2014年3月馬航MH370失聯事件在全球引發(fā)了極大震動，對民航安全管理工作提出了嚴峻挑戰(zhàn)。國際業(yè)界對此開展了廣泛交流與合作，2015年11月，ICAO采納了其航空器追蹤實施行動指導委員會（NATII SC）提出的相關標準和建議措施，強制要求航空運營人在2018年11月8日前實現對其海洋區(qū)域運行至少每15 min通過自動報告對航空器位置進行追蹤。

目前，中國民航約有97%的運輸飛機已安裝了航空器通信尋址報告系統（ACARS），因此，現階段使用ACARS位置報告對國際航班及運行于偏遠地區(qū)的航班實施例行航空器追蹤監(jiān)控的硬件條件已經具備。為全面提升中國民航航空器全球追蹤監(jiān)控能力，中國民航局（CAAC）提出了實現具有完全自主知識產權的航空器追蹤監(jiān)控體系建設“三步走”計劃。第一步即2016年底前，利用航空器通信尋址報告系統（ACARS）位置報告功能，完善我國航空器追蹤系統，初步實現全民航運輸飛機的全球軌跡監(jiān)控；第二步即2017年底前，完成自主知識產權設備在航空器追蹤監(jiān)控中的方案研究，基本實現通用航空器北斗衛(wèi)星的實時監(jiān)控；第三步即2025年底前，初步建成具有完全自主知識產權的航空器安全監(jiān)控體系。2016年5月，CAAC下發(fā)了《航空承運人例行航空器追蹤監(jiān)控實施指南》（征求意見稿），下一步將實施航空器追蹤監(jiān)控區(qū)域演示驗證工作；預計將于2016年底前下發(fā)正式咨詢通告《航空承運人例行航空器追蹤監(jiān)控實施指南》。

2 結語

新技術是提高運行效率、提升飛行品質，改善航班正常、提高安全水平的關鍵支撐，是實現民航可持續(xù)發(fā)展的有力保障。新技術應用的不斷深入將會為中國民航帶來豐厚的收益和長遠的影響。

參考文獻

[1] 中國民用航空局.中國民航基于性能的導航實施路線圖[Z].2009.

[2] 劉小磊.民航領域HUD技術淺析[J].科技資訊，2014（13）：228.

[3] 中國民用航空局.中國民用航空ADS-B實施規(guī)劃[Z].2015.

[4] 中國民用航空局.衛(wèi)星著陸系統（GLS）運行批準指南[Z].AC-121-FS-2015-129，2015.

[5] 中國民用航空局.電子飛行包的適航與運行批準指南[Z].AC-121-FS-2009-31，2009.