新世紀航空訓練系統(tǒng)

儂雨林王 東

（1.中國民航飛行學院飛行技術學院，四川 廣漢 618307；2.中國民航飛行學院模擬中心，四川 廣漢 618307）

新世紀航空訓練系統(tǒng)

儂雨林1王 東2

（1.中國民航飛行學院飛行技術學院，四川 廣漢 618307；2.中國民航飛行學院模擬中心，四川 廣漢 618307）

本文針對現(xiàn)有航空訓練系統(tǒng)落后于航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，提出了新世紀航空系統(tǒng)應具備的6個特征。一是系統(tǒng)搭建需要多方參與，包括信息公司，商業(yè)公司，航空公司，教育培訓機構，政府部門，民間組織等。二是系統(tǒng)需要具備立體化、實時化、全方位的培訓模式。三是為使更多從業(yè)人員受惠于該系統(tǒng)，在系統(tǒng)開發(fā)時就要注意交叉學科的實現(xiàn)。四是為應對航空業(yè)信息高速發(fā)展，系統(tǒng)需具備大數(shù)據(jù)收集、整理、統(tǒng)計分析能力。五是在系統(tǒng)實現(xiàn)時，一定要注意融合采用新技術。

航空運輸；航空訓練系統(tǒng)；多方參與；自適應訓練系統(tǒng)；多學科交叉；大數(shù)據(jù)；新技術

自全球第一臺飛行模擬機1929年問世以來，航空訓練系統(tǒng)已經(jīng)歷了接近一個世紀的發(fā)展。目前國內(nèi)外通用的飛行訓練系統(tǒng)都還是基于臺式機加操縱手柄或基于全動模擬機或固定模擬機的各種模擬設備，而參與模擬訓練的人員也僅局限于飛行員，提供培訓服務的教師主要是學校以及航空公司的飛行教員以及理論教員。伴隨著科學技術的迅速發(fā)展，航空領域從業(yè)人員的不斷更新以及能力的不斷提高，整個航空訓練產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也遇到了瓶頸。舊有的航空訓練體系和方法，以及航空訓練的硬件設施已經(jīng)很難再滿足航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展要求?，F(xiàn)在的全球航空產(chǎn)業(yè)鏈，從基礎產(chǎn)業(yè)、到航空制造業(yè)、到運行保障資源、到通航運營業(yè)再到應用產(chǎn)業(yè)5個板塊，涉及的從業(yè)人員包括了飛行員、機務、空管、航空公司管理人員、航空教育參與人員、物流人員等等。無論是涉及的從業(yè)人員還是輻射的產(chǎn)業(yè)范圍，都超過了傳統(tǒng)的航空訓練系統(tǒng)能夠承載的范圍。

本文針對技術進步、航空業(yè)從業(yè)人員展望以及行業(yè)需要人員缺口，提出了對新世紀航空訓練系統(tǒng)需要具備的幾項關鍵技術。

一、多方參與全球航空訓練系統(tǒng)搭建

首先，伴隨著全球一體化以及各國之間的政治經(jīng)濟文化交往日益密切，新世紀航空訓練系統(tǒng)的建立，不能再由單獨一家或一個機構獨立完成，而是需要多方加強合作，共同搭建。一個有序而安全的全球航空產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的健康發(fā)展依賴于從業(yè)人員的素質(zhì)、相關全球航空組織管理機構的戰(zhàn)略協(xié)作，以及參與到航空產(chǎn)業(yè)鏈中其他單位和機構的配合。如圖1所示，新世紀航空訓練系統(tǒng)的搭建直接涉及到了圖1中的六大板塊。第一是數(shù)據(jù)驗證板塊。在該板塊中，需要各種科研機構和信息咨詢公司密切配合，實時統(tǒng)計分析出相關數(shù)據(jù)（例如航線運輸情況、從業(yè)人員醫(yī)療信息、天氣狀況等）。在訓練系統(tǒng)中提出數(shù)據(jù)驗證板塊目的是要統(tǒng)計行業(yè)發(fā)展情況，為從業(yè)人員培訓提供指導。第二就是商業(yè)模型板塊。在該板塊中，需要將客戶、經(jīng)銷商、供應商等等作為一個整體來分析。該板塊將人員培訓和航空產(chǎn)業(yè)運行結合，從而將更多優(yōu)秀的學生發(fā)展為培訓對象吸納到航空產(chǎn)業(yè)鏈中。第三是航空公司板塊。航空公司在航空產(chǎn)業(yè)鏈中是最直接也是最核心的參與方，大部分的培訓人員最終都是航空公司的從業(yè)人員，所以在搭建下一代航空訓練系統(tǒng)的時候必須要讓航空公司參與其中。第四是教育培訓機構板塊。教育培訓機構是航空訓練最主要也是最直接的提供者。在搭建訓練系統(tǒng)時就要求訓練供給人員也要不斷根據(jù)航空業(yè)發(fā)展需求實時更新知識結構，調(diào)整培訓內(nèi)容，采用更有效更適合的培訓方法。第五是標準制定板塊。參與制定標準的不論是政府機構還是科研單位或教育機構，都有責任制定更適合從業(yè)人員培訓的訓練標準。第六是政府機構和民間組織板塊。政府機構，如中國民航局和民間組織，如國際民航組織等相關單位，在組織、協(xié)調(diào)、貫徹實施人員培訓上可以在更上層發(fā)揮重要作用。

二、立體化、實時、全方位的訓練系統(tǒng)

現(xiàn)有的航空訓練不論從訓練模式還是訓練科目都明顯落后于行業(yè)需求和行業(yè)發(fā)展。因此，在搭建新世紀航空訓練系統(tǒng)時，一個立體化、實時、全方位的訓練系統(tǒng)更能適應于快速變化的時代發(fā)展。“立體化”在這里指的是應該不僅僅只局限于教學理論知識的考核，更應該結合航空業(yè)的發(fā)展需求，為參與培訓的學員提供更多的、更靈活的培訓方法，以及為學員提供更多參與實踐的機會；“實時”指的是訓練系統(tǒng)應該根據(jù)獲取的相關數(shù)據(jù)，根據(jù)航空業(yè)要求及時地調(diào)整教學內(nèi)容、教學計劃、以及教學實施方法；而“全方位”更突出了新世紀航空訓練系統(tǒng)能更廣泛地被運用于航空業(yè)主要從業(yè)人員的、跨學科背景的培訓。一個如圖2所示的以提高能力為核心的自適應訓練系統(tǒng)可以很好地符合這里所指的立體化、實時、全方位的訓練系統(tǒng)的特性。這個自適應訓練系統(tǒng)以開展評估、獲取相關數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、做結論、做教學計劃、實時教學計劃為一個完整流程，并在教學計劃實施后，再次對參與培訓的學員進行評估，根據(jù)學員培訓結果以及新的行業(yè)需求進行數(shù)據(jù)采樣，數(shù)據(jù)分析，以此類推，進入下一個循環(huán)。在不斷地跟新航空訓練系統(tǒng)，以更好地滿足航空業(yè)發(fā)展需求。

三、多學科交叉發(fā)展

原有的航空訓練系統(tǒng)，因為主要涉及飛行員，所以培訓項目和培訓設施無法滿足航空業(yè)其他從業(yè)人員的交叉培訓。而且由于主要是針對飛行員，現(xiàn)有訓練系統(tǒng)設計時，就沒有考慮到根據(jù)飛行員和航空業(yè)其他從業(yè)人員的知識結構交疊板塊在設計時如何既能滿足飛行員的訓練要求，又能強化飛行員與航空業(yè)其他從業(yè)人員的溝通。在現(xiàn)實中就體現(xiàn)為航空產(chǎn)業(yè)內(nèi)部不同分支的從業(yè)人員相互溝通時就會出現(xiàn)障礙，關鍵時刻有可能出現(xiàn)理解錯誤，導致航空事故的發(fā)生。因此，在搭建新世紀航空訓練系統(tǒng)時，應盡量將航空業(yè)其他從業(yè)人員的需求納入到訓練系統(tǒng)的開發(fā)設計中。

現(xiàn)在的全球航空產(chǎn)業(yè)鏈涉及的從業(yè)人員多達幾十個分支，其知識背景結構也不斷細化。但這些人員服務于同一個產(chǎn)業(yè)，在知識技能培訓中有很多共通之處。如圖3所示，以航空業(yè)知識技能型為主的三大從業(yè)人員（飛行員、維修專家、空管）的知識結構來看，可以看出三大從業(yè)人員的知識結構中有很多重疊的板塊。從圖中可以看出，飛機系統(tǒng)、領航、氣象是三大從業(yè)人員都需掌握的知識，通信與儀表是屬于飛行員和維修專家需共同掌握的知識，飛行原理與性能計劃、空中交通管理是飛行員和空管需共同掌握的知識。因此，在搭建新世紀航空訓練系統(tǒng)時，除了考慮三大從業(yè)人員各自知識結構特性以外，還需考慮交叉知識結構在系統(tǒng)中的重要性，讓新的訓練系統(tǒng)在多學科交叉發(fā)展的情況下，更盡可能滿足航空業(yè)從業(yè)人員的復合式訓練。

四、具備大數(shù)據(jù)采集、分析、運用和共享能力

21世紀顯而易見已經(jīng)進入了大數(shù)據(jù)時代。大數(shù)據(jù)，又稱海量數(shù)據(jù)、大量數(shù)據(jù)、大資料等，指所涉及的數(shù)據(jù)規(guī)模巨大到無法通過人工，在合理時間內(nèi)達到截取、管理、處理、并整理成人類所能解讀的形式的信息。自大數(shù)據(jù)概念在20世紀末被提出以后，大數(shù)據(jù)的相關研究和應用滲透到了天文學、大氣學、交通運輸、通信記錄明細、軍事偵查、通勤時間預測、醫(yī)療記錄、照片圖像和視頻封存等。在我國，在政府的大力支持下，大數(shù)據(jù)的相關研究和應用也在迅猛發(fā)展。在航空業(yè)中，大數(shù)據(jù)的分析、采集與應用的重要性也日益凸顯。

（一）大數(shù)據(jù)可指明航空業(yè)發(fā)展方向

將大數(shù)據(jù)的采集分析功能融入到下一代航空訓練系統(tǒng)中，可以實時對各國各地區(qū)的培訓需求做出評估。在空客的2015年～2034年的大數(shù)據(jù)分析的20年展望中可以看到，這20年內(nèi)預計發(fā)展中國家的每公里乘客營收將以每年5.8%的增長率增長，而發(fā)達國家也將以每年3.8%的增長率增長。也就意味著全球航空培訓明顯需要向發(fā)展中國家傾斜。

在HIS經(jīng)濟觀察中，圖5中使用大數(shù)據(jù)分析比較2014年全球實際人均旅行數(shù)與2034年預計人均旅行數(shù)，可以看到在2014年，發(fā)展中國家25%的人口該年平均出行一次，而到2034年，該數(shù)字將增長74%。

同樣在空客的10年展望中，如圖6所示，預計亞太地區(qū)將領跑年客運周轉量，而中國大陸將成為最大的客流運輸?shù)亍?/p>

也就是說，在未來20年，在亞洲，尤其在中國，航空業(yè)將有巨大的發(fā)展。換句話說，根據(jù)大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結果，在搭建新世紀航空訓練系統(tǒng)的時候，在培訓區(qū)域上，要對亞洲，尤其是對中國有所傾斜，以滿足未來20年中國巨大的航空市場缺口。

（二）大數(shù)據(jù)可暴露航空業(yè)從業(yè)人員狀態(tài)

在搭建新世紀航空訓練系統(tǒng)時，大數(shù)據(jù)除了可以為航空業(yè)的發(fā)展前景做出預估，已搭建更有效、更有針對性的區(qū)域培訓網(wǎng)，大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析還可以暴露航空業(yè)從業(yè)人員的狀態(tài)。根據(jù)波音的大數(shù)據(jù)分析顯示，在全球經(jīng)濟增長的同時，未來20年將有數(shù)以萬計的新商用機交付航空公司。也就是說，飛行員以及維護人員將會存在巨大的行業(yè)缺口。波音2015年度飛行員以及技術人員展望中預測，從現(xiàn)在到2034年，航空工業(yè)將需要一百萬新的從業(yè)人員，包括了558000民航飛行員以及609000維護技術人員。所以，在搭建新世紀航空訓練系統(tǒng)時，更不能僅僅考慮飛行員的培訓，而是要盡量將航空業(yè)其他從業(yè)人員的培訓也綜合考慮在內(nèi)，使該系統(tǒng)的搭建能盡量地輻射到航空業(yè)的各個方面，盡可能使該行業(yè)從業(yè)人員受惠于新世紀航空訓練系統(tǒng)。

（三）大數(shù)據(jù)可觀測航線動態(tài)以及航班動態(tài)

同樣，對航班的動態(tài)觀測，歷史數(shù)據(jù)分析等可以使新世紀航空訓練系統(tǒng)不斷更新和調(diào)整訓練內(nèi)容，是不同區(qū)域的訓練更有針對性。例如AMADEUS公司大數(shù)據(jù)分析揭示了全球航班量發(fā)展趨勢。在圖8中可清晰看到，全球發(fā)展中經(jīng)濟體如中國、印度、俄羅斯、巴西等，領導了區(qū)域航班增長。而亞太和中東之間的航班量在過去兩年激增了13.4%。并且中東與歐洲之間的航班量成為區(qū)域間航班量的熱點。這樣的話，針對亞太和中東、中東與歐洲之間的航班的培訓內(nèi)容就要稍作調(diào)整。

由此可見，將大數(shù)據(jù)的采集、分析、整理、運用技術融合到新世紀航空訓練系統(tǒng)搭建中是至關重要的。這些技術的應用，能讓新世紀航空訓練系統(tǒng)更符合現(xiàn)今航空業(yè)的需要，也能讓該系統(tǒng)更能跟上行業(yè)發(fā)展變化。

五、融合采納各種新技術

進入新千年，科學技術的發(fā)日新月異，已遠遠超越了20世紀。傳統(tǒng)的硬件設施很難再提供實時、便捷、高效的訓練。而新技術的誕生在為新世紀航空訓練系統(tǒng)提供一個更為廣闊的前景。

（一）新生代智能手持終端設備

在圖9除了中傳統(tǒng)的基于各種臺式、筆記本、固定模擬機或全動模擬機的訓練以外，還有各種智能手持終端設備正在為航空業(yè)的從業(yè)人員帶來更加便捷高效的訓練模式。如現(xiàn)在加拿大航空公司已經(jīng)在為部分航線的飛行員、乘務等配備了IPAD。這些工作人員在飛行時可以利用IPAD迅速查找相關資料，航空公司也可以將通告、命令等直傳到IPAD中及時告知工作人員。國內(nèi)很多航空公司也制作了可供本公司工作人員使用的電子飛行數(shù)據(jù)包，工作人員可以利用該數(shù)據(jù)包學習相關知識，也可以登陸進系統(tǒng)進行各種測試。這些智能手持終端設備的在新世紀航空訓練系統(tǒng)中的使用將極大地方便工作人員的培訓。

（二）基礎學科進步

基礎學科的進步為新世紀航空訓練系統(tǒng)搭建提供最基本的保障。例如和大數(shù)據(jù)相關的各種統(tǒng)計、信息分析處理的算法的提出，可以使訓練系統(tǒng)能夠具有更強大的數(shù)據(jù)處理功能。連同衛(wèi)星技術的進步，就更能滿足訓練系統(tǒng)實時化、自適應的要求。復合材料發(fā)展使得航空業(yè)可使用更輕質(zhì)、更結實的材料。電子技術的進步大大改善了飛行員以及工程師對于飛機的操控。這樣，不論是傳統(tǒng)的實體訓練機，還是更新穎的3D視頻模擬機，或是虛擬觸摸式教學系統(tǒng)，都有了更多的實現(xiàn)途徑。

由此可見，新技術的采納是實現(xiàn)新世紀航空訓練系統(tǒng)中最基礎、最底層的重要環(huán)節(jié)。

結論

綜上所述，由于新千年航空產(chǎn)業(yè)的巨大變化，其輻射的產(chǎn)業(yè)范圍和涉及的從業(yè)人員都遠遠超越了20世紀的航空產(chǎn)業(yè)。由此可知，原有的航空訓練系統(tǒng)，無論是從教學內(nèi)容到實踐環(huán)節(jié)，從培訓人員到參與學員都遠遠落后于現(xiàn)今航空產(chǎn)業(yè)的要求。面對巨大的航空市場和從業(yè)人員缺口，本文提出了新世紀航空訓練系統(tǒng)應具有的六大特征。第一系統(tǒng)搭建是需要多方參與，不僅僅是航空公司或培訓機構，包括政府機構、民間組織、信息咨詢公司等都應參與到系統(tǒng)搭建工作中。第二是為了應對航空業(yè)的高速發(fā)展，在系統(tǒng)搭建時，應注意系統(tǒng)的立體、實時、全方位的特性。第三是針對航空業(yè)從業(yè)人員知識結構的交疊，新世紀航空訓練系統(tǒng)搭建時，要注意個學科交叉知識的實現(xiàn)，使更多從業(yè)人員受益。第四是針對數(shù)字時代信息量的快速增長，為了使系統(tǒng)更有效更具針對性，該系統(tǒng)應具備大數(shù)據(jù)收集、整理、統(tǒng)計、分析能力。第五是，在新世紀航空訓練系統(tǒng)的實現(xiàn)方面，一定要注意融合采納各種新技術，使訓練變得更高效便捷。

［1］ Wong L， Meyer G， Timson E， et al. Objective and Subjective Evaluations of Flight Simulator Fidelity［J］. Seeing and Perceiving，2012（25）： 91-91.

［2］ John Leathy. Global Market Forecast 2015-2034［M］. Airbus. ［2014］.

［3］ Long Term Market Group. 2015 Pilots and Technician Outlook［M］. Boeing Commercial Airlines.， 2015.

［4］ Cyril Tetaz. Where Are The Growth Hot Spots In Air Trave［M］. AMADEUS.， 2011.

TB330

A