淺談大數據在民航飛行訓練中的應用

文/周文剛 馮貴蘭，中國民航飛行學院, 四川廣漢

1 大數據的概念

近年來，大數據作為互聯網、云計算之后計算機行業又一新興的技術理念，正吸引了越來越多的關注。研究機構 Gartner指出：“大數據”需要新處理模式才能實現具有更強的決策力、洞察發現力和流程優化能力，從而適應海量、 高增長率和多樣化的信息資產。而麥肯錫全球研究所則提出“大數據”是一種規模大到在獲取、存儲、管理、分析方面大大超出了傳統數據庫軟件工具能力范圍的數據集合，具有Variety（多樣性）、Volume（大量性）、Velocity（高速性）、Veracity（真實性）、Value（低價值密度）等特點。因此，大數據的概念指出數據才是真正有價值的核心資產，在國家“互聯網+”戰略背景下，大數據技術與行業應用的融合也受到越來越多的關注，大數據應用逐漸在社會各領域中發揮著日益重要的作用。

2 大數據與飛行訓練安全

1958年美國民用航空局首次提出飛行記錄器（FDR，flight Da ta Recorder）計劃，這是最早期的飛行數據分析項目。這個時期數據分析相對簡單，FDR僅能對某些數據、飛行參數、條件變量進行記錄，記錄時間也很短暫。在歐洲，上世紀 60 年代初，英國實施了名為 FDM（flight data monitoring）的航空項目，后來被稱為飛行數據監控，并且從英國不列顛航空公司開始，越來越多地使用飛行數據來規范飛機適航和安全管理工作。在亞洲，日本航空公司從20世紀70年代開始，進行了飛行數據分析工作，有較長的飛行數據分析經驗。此外，德國、荷蘭和歐洲其他國家的航空公司也在同時期較早的展開了類似飛行數據監控工作。

我國民航雖然較早就引入了飛行數據分析的技術，但只有部分公司單位展開了應用，而大規模的飛行數據分析的研究和應用是在上個世紀90年代中后期才陸續開始。到了 2000 年左右，飛行數據分析以及飛行品質監控工作在民用航空系統逐漸開展起來。 相比之下，在通用航空領域，“大數據”的分析使用更為滯后，由于飛行訓練占據通航75%左右的市場份額，本文重點分析在飛行訓練領域，如何更好地管理和利用海量數據以更好地為飛行訓練的管理和安全提供重要支撐。

作為我國民航最大的飛行訓練培養單位，中國民航飛行學院擁有5個機場，其中的洛陽和綿陽機場，集航班保障和飛行訓練于一體，年旅客吞吐量均突破100萬人次；學校配有西門諾爾、賽斯納-172、獎狀、夏延、新舟600等多種共兩百多架初、中、高級教練機，此外，還配置有包括空客320、波音737-300、800等在內的全飛行模擬機、固定模擬機和練習器四十多臺，中國民航90%以上的機長都畢業于此，學校被譽為中國民航飛行員的“搖籃”。眾所周知，飛行的安全性要求很高，加上通航飛行訓練的特殊性，相比運輸航空，其安全風險更高。這些客觀因素都對我國通航飛行訓練培養的高速發展帶來了不小的挑戰。

航空飛行訓練，集中了飛機、管制、機組等諸多核心生產要素，運行點多、面廣、線長，大到飛機、小到機組，每一個節點都蘊含重要的運行信息。訓練過程極易受到外界環境等不確定因素的干擾而影響全局。而中國民航飛行學院在近60年的建設與發展中，積累了涉及到飛機、機組、氣象、管制、人因等多個維度的海量數據。這些海量數據在被分門別類的整理之后，存放在數據倉庫的各個空間當中，供訓練飛行的內部工作人員去查詢、整理、分析。通過“海量數據”分析，大數據的規模效應正在帶來數據管理方式上的變革。想要使用好大數據，首先需要的是思維上的變革，在廣泛獲取數據，建立大數據的基礎上，還需要合理整理數據，掌握每個維度的數據背后的含義；同時更需要數據挖掘的思想和工具，這樣才能讓各類數據說話，用數據指導飛行訓練，讓數據產生價值。以進一步提升飛行訓練的計劃性和安全性。如：指揮輔助系統數據和ADS-B飛行監視系統數據就能夠為飛行訓練提供飛機動態信息，在保障飛行計劃和飛行安全的前提下，提高空域資源的利用率，從而有效提升飛行訓練效率。

此外，通過加強對飛機的維護，尤其是發動機的維護，保證飛機質量，也是保證飛行安全的重要環節。如果基于多年來的海量飛行訓練數據進行飛機發動機狀態研究，深挖飛行數據的其他屬性用來我們提高飛行員的教學質量，監控空中駕駛，以及改進操作程序。這樣的話就可以積極地預防事故，保證飛行安全。

而在機組資源管理上，對于初始培訓來說，飛行員的初始培訓是從單發等級訓練開始的，依據現行單發等級訓練大綱來看，學生在初始訓練中有近50%的訓練是由學生自己完成的（學生進行單人單飛和學生機長訓練），因此，深挖訓練管理過程中所積累的海量數據，并用于學員培訓中的特殊情況處置訓練和相關安全教育，使機組資源數據能發揮重要價值，以保證飛行訓練安全。

當然，由于數據快速流轉、數據類型多樣及個體數據價值密度低等特點，在飛行訓練大數據應用領域，還需要明確實際應用對數據范圍以及數據變化波動的理解程度。

3 大數據助力民航飛行訓練發展

大數據時代已經來臨，新一輪的競爭在這一領域里已經展開，我們也需要與時俱進、不斷提升。國務院辦公廳印發了《關于促進通用航空業發展的指導意見》，首次站在通航產業鏈的高度出臺了通航發展計劃。而在2016年的《關于進一步深化民航改革工作的意見》里，也提出了“大數據驅動”“設立民航數據中心，加強信息統一集中管控”等要求，以帶動數據的高效利用，提升運行效率。本文基于大數據的相關特征，分析大數據應用為飛行訓練在管理和安全上的提升所提供的強有力的支撐。筆者相信，隨著我國近年來飛行訓練的快速發展，最大化地利用海量數據分析，可有效提升飛行訓練效率，同時還能進一步保障飛行訓練的計劃性和安全性，推動民航飛行訓練不斷發展。