民用航空器無(wú)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(guó)民用航空局第二研究所，四川 成都 610041）

民用航空器機(jī)載無(wú)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(wú)線電通信設(shè)備和無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備，民用航空器機(jī)載無(wú)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(wú)線電設(shè)備的安全監(jiān)管是民航無(wú)線電管理的重要研究方向，具有重要意義。

1 中國(guó)航空器無(wú)線電設(shè)備監(jiān)管現(xiàn)狀

民用航空器機(jī)載無(wú)線電設(shè)備安全管理的部門(mén)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(wú)線電管理單位以及民航局無(wú)線電管理單位等[5-6]。航空器無(wú)線電設(shè)備安全管理主要內(nèi)容包括無(wú)線電設(shè)備信息管理、無(wú)線電設(shè)備維修記錄管理、無(wú)線電設(shè)備的安全檢查和無(wú)線電設(shè)備的證照管理等[7-9]。

目前，隨著無(wú)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(wú)線電設(shè)備類型和數(shù)量也在不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)有的航空器無(wú)線電設(shè)備安全監(jiān)管方式已經(jīng)無(wú)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(wú)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(wú)線電管理部門(mén)及民航局無(wú)線電管理部門(mén)均有各自的航空器無(wú)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(wú)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(wú)線電設(shè)備安全管理處于被動(dòng)式管理及事后管理狀態(tài)。②無(wú)線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息未形成閉環(huán)管理。航空器無(wú)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(wú)線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息沒(méi)有形成閉環(huán)管理。航空器無(wú)線電設(shè)備管理部門(mén)不能實(shí)時(shí)掌握無(wú)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(wú)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(wú)線電設(shè)備安全監(jiān)管執(zhí)行不到位和監(jiān)管過(guò)程失控，存在一定的安全隱患。③無(wú)線電設(shè)備證照管理沒(méi)有實(shí)現(xiàn)信息化管理。航空器無(wú)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(wú)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(wú)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(wú)線電設(shè)備證照缺乏安全防偽的技術(shù)手段，可能會(huì)被人為篡改，造成無(wú)線電設(shè)備監(jiān)管不到位。

因此，需要開(kāi)展基于數(shù)字化技術(shù)的民用航空器無(wú)線電設(shè)備安全監(jiān)管的研究工作，推動(dòng)航空器無(wú)線電設(shè)備的安全監(jiān)管方式向數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)，實(shí)現(xiàn)航空器無(wú)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(wú)線電設(shè)備的數(shù)字化監(jiān)管探討

2.1 無(wú)線電設(shè)備數(shù)字化安全監(jiān)管平臺(tái)總體方案

本文以民用航空器機(jī)載無(wú)線電設(shè)備為研究對(duì)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(wú)線電設(shè)備的數(shù)字化安全管理平臺(tái)。該平臺(tái)可以對(duì)處于不同生命周期下的無(wú)線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)和分析，可以實(shí)現(xiàn)航空器無(wú)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(wú)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(wú)線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，使得航空器無(wú)線電設(shè)備安全監(jiān)管更加精細(xì)化。

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

圖1 航空器無(wú)線電設(shè)備數(shù)字化安全管理平臺(tái)組成示意圖

航空器無(wú)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(wú)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(wú)線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊對(duì)無(wú)線電設(shè)備進(jìn)行分類，然后采集無(wú)線電設(shè)備數(shù)據(jù)信息，建立無(wú)線電設(shè)備的基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)；當(dāng)航空器無(wú)線電設(shè)備處于維修階段時(shí)，航空器維修單位使用無(wú)線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊采集無(wú)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(wú)線電設(shè)備的維修信息數(shù)據(jù)庫(kù)；當(dāng)航空器無(wú)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(wú)線電管理部門(mén)或民航局無(wú)線電管理部門(mén)使用無(wú)線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊采集無(wú)線電設(shè)備的檢查數(shù)據(jù)和證照數(shù)據(jù)，建立無(wú)線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。航空器無(wú)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(wú)線電管理部門(mén)進(jìn)行分析和監(jiān)管。

航空器無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)將無(wú)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(chǔ)，便攜性智能終端安裝有APP應(yīng)用軟件，平臺(tái)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(wú)線電管理部門(mén)和民航局無(wú)線電管理部門(mén)登錄平臺(tái)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(wú)線電設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，掌握無(wú)線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，還可以追蹤或查詢無(wú)線電設(shè)備證照情況，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器無(wú)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(tái)的模塊功能需求

2．2．1 無(wú)線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊

航空器無(wú)線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊可以對(duì)無(wú)線電設(shè)備進(jìn)行分類，再依據(jù)無(wú)線電設(shè)備的類型完成無(wú)線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集。圖2為航空器無(wú)線電設(shè)備的分類結(jié)果，主要包括制式電臺(tái)、非制式電臺(tái)和衛(wèi)星通信終端[10]。其中制式電臺(tái)主要包括制式通信電臺(tái)和制式導(dǎo)航電臺(tái)。制式通信電臺(tái)主要包括高頻電臺(tái)和甚高頻電臺(tái)，制式導(dǎo)航電臺(tái)主要包括全向信標(biāo)、測(cè)距儀、自動(dòng)定向設(shè)備、儀表著陸系統(tǒng)、無(wú)線電高度表、應(yīng)答機(jī)和防撞系統(tǒng)等。制式電臺(tái)還包括制式氣象雷達(dá)電臺(tái)、制式多功能集成電臺(tái)、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(dòng)平臺(tái)地球站。非制式電臺(tái)主要包括客艙無(wú)線局域網(wǎng)設(shè)備。

圖2 航空器無(wú)線電設(shè)備分類結(jié)果

航空器無(wú)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(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括型號(hào)、頻率范圍、發(fā)射類別、發(fā)射功率、最小信道間隔、電臺(tái)安裝位置、天線安裝位置和頻率精度等，制式導(dǎo)航電臺(tái)、制式氣象雷達(dá)電臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括型號(hào)、頻率范圍和發(fā)射功率等，制式多功能集成電臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括名稱、型號(hào)、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(hào)、序號(hào)、發(fā)射頻率、發(fā)射類別、輸出功率、電池有效期和電臺(tái)安裝位置等，衛(wèi)星通信終端和非制式電臺(tái)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息要素主要包括型號(hào)、件號(hào)、序號(hào)和安裝位置等。通過(guò)對(duì)航空器無(wú)線電設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)，從而建立航空器無(wú)線電設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

2．2．2 無(wú)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(guò)程后，航空器將會(huì)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(wú)線電管理檢查手冊(cè)》和《民用航空無(wú)線電管理檢查員管理辦法》的相關(guān)要求，對(duì)航空器機(jī)載無(wú)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(wú)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(wú)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(kāi)始服役后每隔3年進(jìn)行的無(wú)線電設(shè)備安全檢查，檢查合格后換發(fā)無(wú)線電設(shè)備的證照。因此，航空器無(wú)線電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)模塊功能主要包括無(wú)線電設(shè)備的安全檢查和無(wú)線電設(shè)備的電子證照發(fā)放或換發(fā)。

圖3為航空器無(wú)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(wú)線電設(shè)備檢查任務(wù)在線填報(bào)、在線預(yù)審、現(xiàn)場(chǎng)/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(wú)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(qǐng)人員登錄無(wú)線電設(shè)備數(shù)字化安全監(jiān)管平臺(tái)，依據(jù)檢查類型在線填報(bào)《民用航空器電臺(tái)執(zhí)照申請(qǐng)表》，該表主要涉及航空器基礎(chǔ)信息和航空器機(jī)載無(wú)線電設(shè)備信息，并上傳航空器國(guó)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(wú)線電管理部門(mén)或民航局無(wú)線電管理部門(mén)對(duì)航空公司提交的航空器機(jī)載無(wú)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(wú)線電設(shè)備型號(hào)、參數(shù)和頻率范圍等參數(shù)是否與航空器機(jī)載無(wú)線電設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)的信息一致，審核不通過(guò)在線反饋給航空公司進(jìn)行修改，審核通過(guò)后在線給航空器電臺(tái)檢查員指派航空器無(wú)線電設(shè)備檢查任務(wù)。

2.2.2.3 航空器電臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程檢查

航空器電臺(tái)檢查員依據(jù)航空器無(wú)線電設(shè)備檢查任務(wù)類型，并結(jié)合《民用航空無(wú)線電管理檢查手冊(cè)》和《民用航空無(wú)線電管理檢查員管理辦法》中的航空器無(wú)線電設(shè)備檢查相關(guān)要求，開(kāi)展航空器無(wú)線電設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)/遠(yuǎn)程檢查工作。在航空器無(wú)線電設(shè)備的檢查過(guò)程中，檢查員通過(guò)使用手持式檢查終端采集無(wú)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(tái)和高頻電臺(tái)的頻率偏差等數(shù)據(jù)），并對(duì)無(wú)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(tái)檢查員對(duì)無(wú)線電設(shè)備檢查數(shù)據(jù)審核通過(guò)后，使用手持式檢查終端在線生成《民航航空器電臺(tái)檢查表》，并給出檢查結(jié)論。最后將航空器無(wú)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(wú)線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。

航空器無(wú)線電設(shè)備在安全檢查合格后，由民航局無(wú)線電管理部門(mén)登錄平臺(tái)調(diào)用無(wú)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(xiě)無(wú)線電設(shè)備的證照信息，發(fā)放無(wú)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(hào)等。航空器無(wú)線電設(shè)備管理部門(mén)登錄無(wú)線電設(shè)備數(shù)字化安全監(jiān)管平臺(tái)，并輸入無(wú)線電設(shè)備的證照序號(hào)，可以實(shí)時(shí)追蹤或查詢航空器無(wú)線電設(shè)備證照情況，特別是當(dāng)航空器無(wú)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(wú)線電設(shè)備證照，避免耽誤航空器飛行計(jì)劃。

2．2．3 無(wú)線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊

航空器無(wú)線電設(shè)備在服役過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)損壞的情況，需要航空器維修單位對(duì)無(wú)線電設(shè)備進(jìn)行維修，確保無(wú)線電設(shè)備正常運(yùn)行。航空器無(wú)線電設(shè)備維修數(shù)據(jù)模塊功能是采集航空器無(wú)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(wú)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(wú)線電管理單位及時(shí)對(duì)維修后的無(wú)線電設(shè)備的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行核準(zhǔn)，提高無(wú)線電設(shè)備型號(hào)核準(zhǔn)的工作效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

數(shù)字化技術(shù)在航空器無(wú)線電設(shè)備安全監(jiān)管的應(yīng)用可以對(duì)航空器無(wú)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(wú)線電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高航空器無(wú)線電設(shè)備數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，推動(dòng)航空器無(wú)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(jí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)航空器無(wú)線電設(shè)備的精細(xì)化管理，確保航空器的飛行安全。