浅析智慧通航运控体系架构

房屹光，张 翔

（1 中国电子科技集团公司第二十研究所，西安 710068；2 中电科航空电子有限公司，成都 611731）

0 引言

通用航空是指使用民用航空器从事公共航空运输以外的民用航空活动，包括从事工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验、教育训练、文化体育等方面的飞行活动[1]。2016年5月17日，国务院发布《关于促进通用航空业发展的指导意见》，将通航产业定位为战略性新兴产业，谋划提出了通航业服务国家发展战略、促进经济社会发展的目标[2]。近年来，随着我国低空空域管理改革持续推进，通用航空获得了快速发展，根据民航局发布的《2018年民航行业发展统计公报》[3]，截至2018年底，获得通用航空经营许可证的通用航空企业422 家，通用航空在册航空器总数达到2495 架。与此同时，通航业务规模快速扩大，相关利益方及协同方越来越多，业务组织架构和运行机制日渐复杂。这使得当前运营状态难以满足未来通航产业发展对于安全、快速和高效的需要，通航精细化运营，建设智慧通航已经成为通航企业面临的迫切需求。

在人工智能[4-6]、云计算、大数据等新兴技术的加持下，以“互联网+通航”为核心的智慧通航正在逐渐成为通航行业发展趋势。对于通航运营企业而言，建设智慧通航的核心和关键就是构建一体化综合信息化运控平台—智慧通航运控平台，通过汇集通航业务及运行相关信息，实现相关业务的数字化集成，实现航务管理、任务管理、飞行指挥和运营管理等功能，从而支撑通航业务布局网络化、运营数字化、流程自动化和作业智能化，助推通航产业跨越式高质量发展[8]。

1 运控体系架构性能分析

依据通用航空运营业的飞行服务对象和性质，通用航空运营业可大致分为生产作业、公共服务和航空消费三类[9]，其中通航企业生产作业业务包括基于通用飞机、无人机等航空器开展工业、农业、林业、渔业和建筑业的作业飞行以及医疗卫生、抢险救灾、气象探测、海洋监测、科学实验等方面的飞行活动，在我国众多通航企业中该类企业占大部分比例，最具有典型意义。

从业务类型角度，生产作业型通航企业的业务特点不同于运输航空以公共旅客运输为主，而主要是从事航空特种任务作业，通过在通用飞机或者无人机上加装航测相机、光电吊舱、货物载具实现航拍航测、侦察监视和物流投递等业务，可广泛应用于航空测绘、应急救援、反恐维稳、航空货物投送、医疗救援等领域，因此通航运控平台必须要匹配这个特性，除了常规的飞行管理外，还必须具备现场作业管理能力。

从行业管理角度，国家民用航空总局颁布了多项通航政策法规，如CCAR-91部、CCAR-141部以及有关无人机安全管理、运营管理规定等，通用航空企业开展相关业务进行管理，以保证我国通航运营企业能安全从事运营生产和飞行服务。生产作业性通航企业必须要满足CCAR-91部等规定，需要和局方就飞行计划、情报、动态等进行数据交互，以便接受行业监管。

从内部管理角度，生产作业型通用航空企业在企业组织架构方面一般包括飞行部门、航务部门、机务部门、航安部门等核心业务部门以及其他行政、财务等职能部门。而飞行业务本身是涉及安全的高度流程化业务，靠原有人工和纸质等传统手段，难以满足流程本身对于高效、完整、安全的需求，迫切需要构建信息化平台实现数据共享及业务协同。

综上分析，智慧通航运行体系主要是通过信息化手段实现以智慧通航运控平台为核心，链接各业务相关方，从而实现网络化、数字化、自动化和智能化运行[10]。

2 运控体系构想

2.1 体系架构

通航企业智慧通航运控平台主要是针对当前我国通航企业运行及业务特点，通过信息化手段实现以智慧通航运控平台为核心，链接各业务相关方，从而实现数字化、自动化和智能化运行。智慧通航运控平台是整个通航业务决策中心和数据中心。该平台主要功能是实现通航业务运营信息聚集、整合，主要功能包括航空器管理、飞行管理、作业管理、机务管理、机载管理等核心功能，支撑通航企业参与应急救援、反恐维稳、通勤物流等业务。其体系架构如图1所示。

智慧通航运控平台对外与所属航空器（通用飞机、无人机）进行数据交互，包括航空器飞行状态及航迹、作业载荷（比如光电吊舱）数据等。平台与民航局相关系统实现业务数据交互，包括下属通航区域信息服务中心、各地区通航飞行服务站、民航局通航管理系统、民航局无人机交通信息系统（Unmanned Aircraft TrafficManagement Information ServiceSystem of CAAC，UTMISS）以及民航监管局/空管局，交换的数据包括计划、情报、气象等数据，同时平台也同政府相关部门（比如应急救援部门、公安部门等）实现作业数据交互（比如反恐维稳现场视频、森林防火视频等）。

2.2 系统组成

通航企业智慧通航运控平台是数据中心和业务大脑，核心业务系统包括航空器管理系统、飞行管理系统、作业管理系统、机务管理系统和机组管理系统，组成如图2 所示。

航空器管理系统，主要是对相关航务资源进行管理，包括航空器管理、机载设备管理和地面系统管理。其中航空器管理包括航空器及机型基本数据信息、飞机性能数据等；机载设备包括任务载荷设备（航测设备、光电吊舱、图传及卫通等）以及机载智能终端、第三方机载监视、通信终端等；地面系统管理主要针对特种任务飞机、无人机配套的地面指控车、地面保障装备等。

飞行管理系统，主要是对飞行全流程业务和环节进行管理，包括飞行计划管理、飞行动态监控、情报处理服务等。飞行计划管理包括飞行计划编制、调整、评估、放行等；飞行动态监控包括飞行计划执行状态、飞机航迹显示、预告警等；情报处理服务包括空域信息、航空情报、飞行情报、气象情报的接入、处理、分发和计划关联。

作业管理系统，主要是对通用飞机/无人机参与应急救援、反恐维稳、通勤物流的任务和作业进行管理，包括飞行任务管理、现场视频监控、作业绩效评估等。飞行任务管理包括飞行任务生成、评估、资源匹配、执行状态等；现场视频监控包括作业现场视频接入、管理、处理、显示、分发以及深度应用等；作业绩效评估主要是对航空器作业的总结及绩效分析。

机务管理系统，主要是对航空器维修业务进行管理，包括维修管理、航材、航油及基地机场保障进行信息化管理。其中维修管理包括航空器运行管理、定检维修计划管理、航线维修计划管理、保留故障（Defer Defect，DD）管理、限飞信息控制、外站跟班管理、外站资源管理、技术出版物管理等；航材和航油管理主要针对维修的航材、运行所需的航油进行信息化管理；机场管理主要针对基地机场、外站的保障资源进行管理。

机组管理系统，主要是对飞行机组进行管理，包括人员的档案管理、派遣管理及绩效管理。其中档案管理包括机组的基本资料、技术档案、技术履历、飞行执照、飞行教员合格证、ICAO 英语合格证、护照信息、家庭成员、工作、学习经历和体检合格证；派遣管理包括根据飞行计划对机组的工作安排、调整等信息管理；绩效管理包括对机组飞行工作量和工作质量进行统计并与绩效挂钩。

3 结束语

通用航空已经广泛应用于航拍航测、应急救援、反恐维稳、通勤物流等领域。相对于运输航空，我国通用航空起步较晚，通航企业整体运行较为粗放，信息化水平非常低。近年来，部分生产作业型通航企业发展迅速，逐步认识到运控信息化的重要性。构建通过信息化手段实现以智慧通航运控平台为核心的智慧通航运行体系，实现网络化、数字化、自动化和智能化运行的通航产业体系，是满足未来通航产业发展对于安全、快速和高效需要的必然趋势。