“十四五”时期民航安全新技术应用分析

□ 第五期中国民航发展政策高级研修班课题小组/文

习近平总书记强调“安全是民航业的生命线，任何时候、任何环节都不能麻痹大意”。疫情防控工作的深化和国际国内航空业的进一步变化，给新时代民航安全工作带来了新的挑战，而新技术、新概念的应用，为民航安全构建了新的保障，是防范系统性、隐蔽性安全风险的有力武器。2021年是中国共产党建党100周年，也是国家“十四五”规划的开局之年，“十四五”期间中国民航将继续加强创新引领，把航空安全作为底线，把智慧民航建设作为主线，把握新一轮科技革命机遇，创新构建“十四五”智慧民航安全生态。

新技术对我国“十三五”民航安全发展发挥了重要作用

“十三五”时期，一大批新技术不断涌现，并在民航领域广泛应用，对实现民航持续安全发挥了举足轻重的作用。民航技术保障水平显著提升，技术与安全的融合更加深入，新技术对民航安全的战略支撑作用更加凸显。

（一）确保了航空公司持续安全运行

各主要航空公司陆续推进了数字化转型战略，在运行保障、维修管理、风险防控等领域引入新设备、新系统，有效完善了安全治理逻辑、治理方式和治理手段，全面强化了风险管控能力。

助力构建智慧运行保障体系。航空公司积极实施数字化转型战略，成功构建了全链条智慧运行保障体系，综合使用各项新技术提升了飞行精度，优化了运行保障模式，飞机具备了更强的空地协调能力。如HUD的应用保障了低能见度情况下飞机安全起降。

提升数字化维修安全管理能力。国内主要航空公司自主研发基于空地数据一体化的飞机健康管理平台，部分实现了飞机和发动机的预测性维修；积极开发使用电子工卡、飞机随机设备检查等技术，通过提升数字化维修水平，减少人因差错的发生。

促进建设创新型风险防控体系。基于大数据、移动互联、地空数据链通信应用的运行风险管控系统，在国内主要航空公司得到推广，进一步提升了风险动态评估与管控能力，完成风险防控由事件驱动型向数据驱动型的转变。

（二）筑牢了空管安全底线

空管系统积极应对民航安全运行和高质量发展的要求，不断完善技术保障能力，加快推进新技术应用。

加快技术保障能力建设，夯实安全运行基础。以空管局“三中心”、ADS-B（广播式自动相关监视）、北京大兴机场空管工程为代表的一大批空管重特大工程稳步推进并取得重要成果。空管自动化系统等关键设施设备主备配置和移动应急系统建设逐步完善，实现了空管基础网络运行和监视安全网络覆盖的跨越式发展。

加快新技术应用推广，增强安全运行效能。全面推进基于飞行数据交换的管制电子移交协议，实现航班快速电子屏幕移交；在首都、浦东、虹桥等机场实施进场管理，提升机场运行效能和容量水平；在浦东、深圳等机场开展点融合技术应用，多措并举促终端区航班运行效率不断提升。

创新智慧技术应用，提升安全运行水平。全国枢纽型机场广泛应用空管数字化放行系统；出台技术标准大力推进塔台管制自动化系统暨集成塔台的技术应用，通过数据融合处理及集成联动提升机场场面运行安全、效率和容量。

（三）夯实了机场安全根基

智慧机场是推进“四型机场”建设的关键支撑和实施路径，反映了新时代民航机场高质量发展的特征要求。智慧安全、安保新系统先后部署，智慧安全新产品不断涌现，智慧监管平台陆续运行，充分发挥了技术对平安机场的支撑和引领作用。

以智慧为支撑，提升机场安全运行保障能力。北京大兴机场建设中获得技术专利103项，构建了成熟、稳定、灵活和可扩展的信息系统技术架构，建立了统一安全运行管理平台，实现了有层次、有纵深的主动安全防控。我国自主研发的EMAS（机场跑道端特性材料拦阻系统）已被国际民航组织加入《机场设计手册》，目前已在多个机场应用。

以智慧为路径，提高机场空防安全水平。上海浦东机场开展围界广域全景侦测项目，初步实现了围界安防从被动防御向主动侦测的方向性转变；深圳机场利用AI视频分析技术对飞行区机坪内作业人员、车辆等7个作业规范进行检测，进一步规范了飞行区作业效果。

以智慧为助力，提高机场处突应对能力。北京大兴机场率先启用III B类 ILS运行、HUD 75米起飞，并实现了A-SMGCS(高级地面活动引导与控制系统 ) IV级运行验证。为提升疫情防控效果，各机场逐步引进智能高效新技术、新应用，筑起疫情防控坚实防线：大兴机场的运行信息数据平台、白云机场的“云朵”智能机器人、深圳机场的“智能安检通道”等智能举措发挥了巨大作用。

（四）丰富了安全监管手段

建成了以大数据为驱动、以风险管理为核心、以安全绩效为标准的行业安全执法监管平台。通过技术创新和应用，实现了在监管力量和监察员队伍人数保持稳定的情况下，持续提升民航安全监督管理效能的目标。

先进技术推动民航监管工作的规范化实施。推行民航领域“互联网＋监管”模式，上线民航行业监管执法信息系统（SES），实现了从年度监管计划编制、执行到闭环整改的全链条监管。飞行标准监督管理系统二期、机场安全监管平台、航空安全信息系统等项目升级改造，进一步提升了监管效率。

先进技术推动民航监管效能的持续提升。通过新建的民航运行大数据系统，整合分散在不同单位/主体的信息资源，完成突发航空器事件处置态势监控系统等信息系统，加强了运行信息统一集中管控，提升信息数据综合分析能力，为一系列重要改革的顺利实施提供了安全平稳的运行环境。

综上所述，新技术的应用对实现“十三五”民航安全做出了突出贡献。截至2020年底，我国已有运输航空公司64家，在册运输飞机3903架，境内运输机场（不含港澳台地区）241个，行业单位规模、机队数量均有较大幅度增长。在此背景下，运输航空已持续安全飞行“120+4”个月，8943万飞行小时，连续实现了18年的空防安全，民航安全运行水平居世界前列（见图1），其中2020年安全风险水平为近五年最低（见图2）。我国民航在面对严峻复杂的内外部形势和风险挑战之下，牢牢守住了安全底线，刷新了安全记录。

图1：我国民航运输航空百万小时重大事故率（十年滚动值）与世界及美国民航对比

图2：2016～2020年运输航空安全风险指数与趋势指数分析对比

图3：新技术与民航运行、空管、机场和监管技术的集成融合

新技术是促进“十四五”民航安全发展的不竭动力

“十四五”时期，我国民航运输规模将持续快速增长，预计2025年航班起降架次将达1500万；航空公司新机型、多机型、大机队的运行管理难度持续增加；新建运输机场数量持续增多（预计新增29个），同时还将迎来大机场改扩建高潮。因此，空管系统保障压力和管控难度将持续增大，行业安全监管复杂程度也将持续增大。面对愈加复杂的民航安全形势，处理好新冠肺炎疫情等不确定性事件带来的各种挑战，确保民航绝对安全，需要抢抓新一轮科技革命和产业变革机遇，应用好大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网、区块链等现代化新技术（见图3），完成从数字化到智能化再到智慧化的跨越，构建起安全智慧的行业运行和监管生态。

（一）安全信息更可靠

大数据、区块链等技术可对海量数据进行准确采集、分布式存储、加密传输、高速计算与智能分析。将上述新技术与民航安全管理相结合，构建以海量数据为支撑的民航安全运行体系，对提升民航运行安全品质、增加行业安全管理裕度、强化安全结果可信度起到积极作用。

在航空运行方面。通过应用大数据与区块链技术，加强局方对人为原因导致的训练数据缺失、篡改等方面的监管。利用大数据、云计算技术，建立航班安保评估精准派遣统一指挥平台，对旅客风险、安保人员能力、机场安保状况、特殊敏感时期风险等因素实施综合研判，对每个航班进行实时动态空防风险评估。

在机场运行方面。利用物联网+云计算、云分析实现“事前感知、事中处置和事后取证”的智慧机场周界报警功能。大幅提高周界报警的安全级别，做到一处预警、多处联动、即时回应。

在空域管理方面。针对低空监视需求，将ADS-B与北斗技术相结合，通过开展北斗定位+短报文通信+大数据分析的方式，推进低空监视解决方案相关测试及验证，提升责任空域内的监视可靠性。

（二）安全协同更高效

通过大数据、云计算、5G等新技术提升资源汇聚、数据收集、存储管理、分析挖掘、安全保障、按需服务等能力，有效监测运行风险，促进运行提质增效，促进民航安全运行向信息化、系统化和服务标准化发展，实现民航安全协同化的运行与管理，让民航安全运行更加高效。

一是空地协同。机载卫星宽带网络建设和应用，使空地信息沟通向语音+视频+动画转变，应急决策向集体决策型转变。空地沟通更高效，降低机组判断失误、决策不及时等风险。

二是空管协同。进一步应用好天空地一体化通信导航监视技术，与空管自动化系统和全国流量管理系统全面融合，精准掌握飞行意图，提升流量预测精细化水平。

三是监管协同。以大数据、云计算为依托，整合监管、运行等各个层面的数据，打造信息分析、数据存储、协同应用平台，实现各专业、各司局监管数据的有效融合和共享，为行业提供监管大数据统计与安全趋势分析，实现安全态势预判及风险预警。

（三）安全状态更可视

基于5G、虚拟现实技术（VR）、增强现实技术（AR）可视化的研究，对安全运行中的各个环节进行可视化监控，主要应用于运行过程仿真重现、运行品质监控、情景模拟训练等工作，采取可视化的方式进行主动安全管理，提高安全管理过程中的风险识别、隐患控制、联动处突能力。

一是使维修、培训更可视。将5G+AR+图像识别技术应用于远程维修技术支持和大项工作准备，改善维修支援工作的模式和实操培训的效果。探索利用VR技术对航空安全员进行实战模拟训练，开发适用于航空安全员实战模拟训练的课程，实施空中机组与地面指挥人员联合处置机上突发事件的实战模拟训练。

二是使机场监控更可视。在机场安全运行管理中，充分利用5G多接入边缘计算（MEC）能力，通过5G车载视频设备，融合5G+4K巡逻车实时画面回传，将围界巡逻高清实时画面同步传输至监控中心，可实现巡逻画面实时监控和快速回查，提升异常事件处置效率。

对于小学阶段的学生来说，儿童哲学绘本可以给他们带来启迪，学生也喜爱绘本。因此，教师也要重视起学生绘本的阅读，将绘本作为学生课外阅读的最主要内容，激发学生对于课外阅读的兴趣，使学生积极主动地进行阅读，养成良好的阅读习惯，从而促进学生核心素养的发展。

三是远程监管更可视。5G+AR技术与安全监察工作相结合，使监察员身临其境地开展各类监察工作，实时采集监管数据，获取检查单信息。在重要的一线工作场所安装专用高清摄像头或依授权接入企业自有的监控系统，满足局方远程监管可视化的要求，对公司运行情况予以实时监控。

（四）安全保障更便捷

将物联网、无人机、5G等技术应用于行李编写系统、航材便捷清点等领域。进一步提高航空安全保障的便捷水平，丰富智慧民航建设的内涵，使航空器维修、机场运行及安全监管等工作迈上新台阶。

在航空器维修工作中：推进航空公司和维修企业使用无人机开展飞机检查，可有效减少检测机体结构损伤所需的时间和漏检概率，提升维修工作的便捷性，消除高空作业技术人员的人身安全隐患。

在机场安全运行中：借助5G+RFID技术实施旅客行李及货物实时追踪，减少错运导致的载重平衡风险；构建基于万物互联的机场数据中心平台，研制专用的大数据交互链路，实现数据采集、交换、比对、处理、服务、应用的全周期建设，建立统一、灵活、高效、便捷的机场数据中心，打造机场协同决策系统。

在行业监管工作中：借助移动执法终端，通过5G专网、物联网等技术采集监管数据，进行自动分类存储和检索。结合监管数据，对监察员进行能力画像，识别监察员的能力短板与擅长领域，开展精准、差异化的培训和监察工作分工，持续提升监察员能力并保证监察效果。

（五）安全运行更智慧

加快人工智能、大数据、机器学习等新技术在行业安全发展中统筹性、系统性地应用，全面提升民航安全保障能力、管控能力和应急处置能力，使安全运行更智慧。

一是助力打造智慧航空公司。加强数字化建设的统筹协调，基于移动互联、ADS-B数据、卫星宽带数据链、ACARS数据链，通过大数据和人工智能技术推广全球航班运行态势智慧感知监控平台，实现全球航班数据与运行态势感知、航班运行风险的提前预判和风险控制，最终实现全民航航班运行风险智慧防控。

三是助力实现智慧监管。借助系统管理思维和安全管理理念，与信用评价制度相结合，在监管服务平台中将各类行政检查数据、单位自查数据、安全隐患数据等数据有机整合，通过数字化技术汇总，借助人工智能技术进行多维度的数据分析和挖掘，对不同单位的风险等级进行分级分类，对监察工作进行科学优化，推动监察方式从大而全向精准化、科学化、差异化发展，实现对监管事项与监管频次的动态管理。

构建新时代智慧民航安全生态的对策建议

2021年6月8日，民航局与科技部共同签署了《中国新一代智慧民航自主创新联合行动计划纲要》，为坚持民航高质量发展理念，强化以科技为支撑引领，落实“十四五”民航安全提供了行动指南。科学技术为筑牢民航安全根基发挥着不可或缺的作用，为鼓励新技术在民航领域内的研发、验证、应用、集成、推广，建立“产、学、研、用”一体化的民航安全创新科技生态圈（见图4），建议加强做好五个方面的工作：

（一）加强顶层设计，发挥组织引导作用

图4：一体化航空安全创新科技生态圈

加强组织机制建设，完善民航局与地方政府、行业主体合作机制，在智慧民航安全生态领域成立专项工作组，定期开展智慧民航安全生态专题工作沟通，形成智慧民航安全生态建设路线图。健全规章标准机制，打通新技术、新动能参与智慧民航建设的渠道，制定并明确参与标准，使更多主体、更多技术参与智慧民航安全生态建设。加强与传统技术衔接，按备份系统—辅助系统—主系统的实施路径，加快新技术引进步伐。充分利用疫情期间航班运输量大幅降低、部分领域安全保障任务减少的窗口期，有针对性鼓励新技术多试多用。

（二）加强理论研究和创新，营造行业安全有利环境

加强对安全管理理论的研究和创新，提升航空安全科学技术水平，系统地提升安全生产裕度。坚持总体国家安全观，强调以系统性安全思维为统领，准确把握民航安全新变化新特点新趋势。既要重视人为原因等传统运行安全，又要重视无人机干扰等非传统安全；既重视行业运行的自身安全，又重视产业链前后端的共同安全，确保更高的安全水平和更长的安全记录。实施安全管理系统工程，进行全要素安全风险闭环管理。扎实推进SMS安全管理体系建设，健全行业安全绩效指标体系，实现安全管理由事件驱动向数字化管理驱动转变。

（三）加强技术成果转化，推动行业安全管理创新

完善新安全技术应用的统一标准，进一步规范行业安全领域中不同类别的技术标准，为未来科技成果转化提供良好环境。围绕挖掘出的优质技术，通过创投基金孵化项目，构建完整的投后孵化体系。建立科学的评估机制与完善的风险投资机制，用好财政金融手段，引导相关主体投资参与新技术新产品的研发。完善科研人员保障体系，提高科研人员对资源的利用效率以及对劳动成果的获得感，保障科研人员的知识产权，提高科研人员在科技成果转化中的主体地位。

（四）加强体系建设，提升行业安全管理水平

以高质量应用为导向，建立开放、共享的民航科技成果交流机制，搭建民航新技术新产品应用成果共享交流平台。优化安全投入环境，充分用好科技攻关和技术创新模范带动效应，推动行业主体大力开展安全技术研发和创新。支持国产安全技术，建立新技术试点决策免责、应用容错机制。优先使用国产新技术，加大民航联合基金资助力度，培育民航安全科技创新企业，建立国产技术创新体系和应用体系。

（五）加强人才培养，建设科技人才梯队

建立健全科技人才的培养机制，大力培养造就一批具有全球视野和适应民航高质量发展的高端科技人才队伍，建设应用型和研发型“双专家智库”。加大对科技人才培养的政策和资金支持力度，优化科技人才结构，加强在飞行等民航安全重点领域科技人才的培养。建立与科研院所、国内知名高校的人才培养与交流机制，培养一批世界一流的科技创新队伍，建立行业专业化的科技人才梯队。加强高端人才引进，对涉及航空安全战略性的科学问题开展研究，利用高端科技人才集中力量进行技术开发和攻关，培育各领域复合型高端科学技术人才。

总之，把握新一轮科技革命机遇，构建智慧民航安全新生态，需要行业各方广泛参与，统筹兼顾。始终坚持智慧民航建设的主线，牢牢把握航空安全的底线，加快新技术应用，加强自主创新研发，以新技术推进民航高质量发展，更好更快地推进民航强国建设进程。（课题组成员：刘晨、郝伟、包立超、艾文冬、李焱鑫、谢城辉、杨帆、卜炳乾、薛文宗、曹苏苏、朱剑、甄文静）