浅谈大数据在民航飞行训练中的应用

文/周文刚 冯贵兰，中国民航飞行学院, 四川广汉

1 大数据的概念

近年来，大数据作为互联网、云计算之后计算机行业又一新兴的技术理念，正吸引了越来越多的关注。研究机构 Gartner指出：“大数据”需要新处理模式才能实现具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力，从而适应海量、 高增长率和多样化的信息资产。而麦肯锡全球研究所则提出“大数据”是一种规模大到在获取、存储、管理、分析方面大大超出了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有Variety（多样性）、Volume（大量性）、Velocity（高速性）、Veracity（真实性）、Value（低价值密度）等特点。因此，大数据的概念指出数据才是真正有价值的核心资产，在国家“互联网+”战略背景下，大数据技术与行业应用的融合也受到越来越多的关注，大数据应用逐渐在社会各领域中发挥着日益重要的作用。

2 大数据与飞行训练安全

1958年美国民用航空局首次提出飞行记录器（FDR，flight Da ta Recorder）计划，这是最早期的飞行数据分析项目。这个时期数据分析相对简单，FDR仅能对某些数据、飞行参数、条件变量进行记录，记录时间也很短暂。在欧洲，上世纪 60 年代初，英国实施了名为 FDM（flight data monitoring）的航空项目，后来被称为飞行数据监控，并且从英国不列颠航空公司开始，越来越多地使用飞行数据来规范飞机适航和安全管理工作。在亚洲，日本航空公司从20世纪70年代开始，进行了飞行数据分析工作，有较长的飞行数据分析经验。此外，德国、荷兰和欧洲其他国家的航空公司也在同时期较早的展开了类似飞行数据监控工作。

我国民航虽然较早就引入了飞行数据分析的技术，但只有部分公司单位展开了应用，而大规模的飞行数据分析的研究和应用是在上个世纪90年代中后期才陆续开始。到了 2000 年左右，飞行数据分析以及飞行品质监控工作在民用航空系统逐渐开展起来。 相比之下，在通用航空领域，“大数据”的分析使用更为滞后，由于飞行训练占据通航75%左右的市场份额，本文重点分析在飞行训练领域，如何更好地管理和利用海量数据以更好地为飞行训练的管理和安全提供重要支撑。

作为我国民航最大的飞行训练培养单位，中国民航飞行学院拥有5个机场，其中的洛阳和绵阳机场，集航班保障和飞行训练于一体，年旅客吞吐量均突破100万人次；学校配有西门诺尔、赛斯纳-172、奖状、夏延、新舟600等多种共两百多架初、中、高级教练机，此外，还配置有包括空客320、波音737-300、800等在内的全飞行模拟机、固定模拟机和练习器四十多台，中国民航90%以上的机长都毕业于此，学校被誉为中国民航飞行员的“摇篮”。众所周知，飞行的安全性要求很高，加上通航飞行训练的特殊性，相比运输航空，其安全风险更高。这些客观因素都对我国通航飞行训练培养的高速发展带来了不小的挑战。

航空飞行训练，集中了飞机、管制、机组等诸多核心生产要素，运行点多、面广、线长，大到飞机、小到机组，每一个节点都蕴含重要的运行信息。训练过程极易受到外界环境等不确定因素的干扰而影响全局。而中国民航飞行学院在近60年的建设与发展中，积累了涉及到飞机、机组、气象、管制、人因等多个维度的海量数据。这些海量数据在被分门别类的整理之后，存放在数据仓库的各个空间当中，供训练飞行的内部工作人员去查询、整理、分析。通过“海量数据”分析，大数据的规模效应正在带来数据管理方式上的变革。想要使用好大数据，首先需要的是思维上的变革，在广泛获取数据，建立大数据的基础上，还需要合理整理数据，掌握每个维度的数据背后的含义；同时更需要数据挖掘的思想和工具，这样才能让各类数据说话，用数据指导飞行训练，让数据产生价值。以进一步提升飞行训练的计划性和安全性。如：指挥辅助系统数据和ADS-B飞行监视系统数据就能够为飞行训练提供飞机动态信息，在保障飞行计划和飞行安全的前提下，提高空域资源的利用率，从而有效提升飞行训练效率。

此外，通过加强对飞机的维护，尤其是发动机的维护，保证飞机质量，也是保证飞行安全的重要环节。如果基于多年来的海量飞行训练数据进行飞机发动机状态研究，深挖飞行数据的其他属性用来我们提高飞行员的教学质量，监控空中驾驶，以及改进操作程序。这样的话就可以积极地预防事故，保证飞行安全。

而在机组资源管理上，对于初始培训来说，飞行员的初始培训是从单发等级训练开始的，依据现行单发等级训练大纲来看，学生在初始训练中有近50%的训练是由学生自己完成的（学生进行单人单飞和学生机长训练），因此，深挖训练管理过程中所积累的海量数据，并用于学员培训中的特殊情况处置训练和相关安全教育，使机组资源数据能发挥重要价值，以保证飞行训练安全。

当然，由于数据快速流转、数据类型多样及个体数据价值密度低等特点，在飞行训练大数据应用领域，还需要明确实际应用对数据范围以及数据变化波动的理解程度。

3 大数据助力民航飞行训练发展

大数据时代已经来临，新一轮的竞争在这一领域里已经展开，我们也需要与时俱进、不断提升。国务院办公厅印发了《关于促进通用航空业发展的指导意见》，首次站在通航产业链的高度出台了通航发展计划。而在2016年的《关于进一步深化民航改革工作的意见》里，也提出了“大数据驱动”“设立民航数据中心，加强信息统一集中管控”等要求，以带动数据的高效利用，提升运行效率。本文基于大数据的相关特征，分析大数据应用为飞行训练在管理和安全上的提升所提供的强有力的支撑。笔者相信，随着我国近年来飞行训练的快速发展，最大化地利用海量数据分析，可有效提升飞行训练效率，同时还能进一步保障飞行训练的计划性和安全性，推动民航飞行训练不断发展。