cookieOptions = {...}; ‧ 飛機六年內實現監控 防馬航失聯再重演 - 3S Market「全球智慧科技應用」市場資訊網

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2014年3月19日 星期三

來源:網易新聞

馬航MH370航班失蹤逾120小時,儘管11國投入大量人力物力搜尋,仍無蹤跡。這架消失的航班,最後一次向地面報告情況之後半個小時才引起空管警覺,而飛機的軌跡迷蹤亦對搜尋工作造成巨大的障礙。
  

飛機究竟在哪裡,事故原因又是如何,只能靠找到飛機或者“黑匣子”才能解開謎團。如此滯後的資訊反應,令飛機即時監控的必要性再度成為話題。
  
作為國際民航組織航空記錄器專家組(FLIRECP)的成員之一,中國民航科學技術研究院航空安全研究所副所長舒平向21世紀經濟報導記者透露,國際民航組織內部一直在爭議提升飛機的即時監控技術與頻率,限於現有技術和成本壓力,目前航空公司向地面輸送監控資料的頻率是30分鐘/次,而國際民航組織正在商討20201月起,飛機必須每6海裡報告一次區位資訊,相當於1.3分鐘/次。這個新規定已通過審議,預計20155月公佈。
  
不過,這項新規料會遇到極大的阻礙,各大航空公司不僅需要更換航電設備,還需要為此增加逾20倍的航電通訊支出。
  
飛機監控弊端再現
“利用即時衛星資料傳輸來對飛機飛行情況作記錄。這樣,地面上保留的備份資訊,也能夠説明調查飛機失事的原因。”
  
38日,馬航MH370航班於0042從吉隆玻起飛,40分鐘後,0120失去通訊聯絡,同時失去雷達信號。38日上午,馬航發佈第一份聲明稱,該航班是在淩晨240分與管制中心失去聯繫的。其後各路資訊繁雜,如CNN報導稱MH370最後一次向地面傳回資料時下降了200多米,並從24度轉向333度,顯示航班在消失前曾轉向等等,關於MH370航班的消失時間和消失位置一直存在爭議。如此不確定的消息,亦增加了搜救的難度。
  
找不到飛機失蹤的準確位置,也無從尋找記錄著飛機的飛行資料和語音資料的兩個飛行記錄儀,即俗稱“黑匣子”的設備,因此無從解開MH370消失事故的諸多謎團。
  
1994年至2007年間曾擔任廈航737機長教員,隨後又在國內外多家航空公司當過飛行員的香港天行諮詢有限公司總經理陳建國向記者解釋,飛機在飛行過程中,機上有多套設備與地面進行資訊溝通。比如,飛機的應答機、機載ADS-B系統、衛星電話等。此外,還有國內外航空公司廣泛使用的ACARS系統,即飛機通信、定址與報告系統。

ACARS是一種在航空器和地面站之間通過無線電或衛星傳輸短消息的數位元資料鏈系統。該設備將機載電子設備採集的資訊資料,經衛星通訊或甚高頻通訊傳輸給地面,同時將地面的指令傳輸給飛機。由於這種資料傳輸是自動進行的,避免了人工幹預造成的誤差,也避免語音通訊過程中伴隨的錯誤。
  
舒平向記者勾勒了飛機資料資訊的傳輸過程,ACARS等機載通訊設備搜集飛機資料之後,通過無線電或衛星向地面基站傳輸資料,這些資料又會被發送到類似美國航空無線電通訊公司等飛行資料中心,再由這些運營商將資料發送給訂購資料服務的航空公司。
  
大多數飛機在飛行過程,發動機性能參數和機載設備故障的資料資訊,大約以每半小時的頻率自動向地面輸送,也就是說,除了飛行員主動報備的區位資訊,以及雷達掃描外,通過ACARS的資料包備頻率,也可以勾勒出一架飛機的飛行軌跡。除此以外,飛機運行的完整資料,以及駕駛艙、客艙的語音記錄則被儲在黑匣子中,並不會即時性發送。  

如果飛機沒有故障的情況下,這種報告頻率是每隔半個小時才發送的,以民航飛機典型巡航時速900公里/小時計算,則要飛行450公里才向地面發送一次資料。一旦飛機發生類似馬航MH370莫名消失的情況,則搜索的範圍會很大。
  
尤其是在飛機發生空難後,記載著飛機出事前半個小時的重要資訊,大多數時候得靠人力尋找到黑匣子,才能最終瞭解飛機最後的運行情況出了什麼問題。一旦黑匣子找不到,或者被毀,飛機失事的原因則極難調查清楚。
  
法航AF447次航班2009年發生空難後歷時兩年才找到黑匣子揭開空難的原因,而法國政府為了搜尋這個黑匣子花費了1270萬美元。當時前任國際航空運輸協會總幹事兼行政總裁皮埃爾·尚略就曾抨擊黑匣子已經過時,應當利用即時衛星資料傳輸來對飛機飛行情況作記錄。這樣,地面上保留的備份資訊,也能夠説明調查飛機失事的原因。
 
MH370機長被指向劫機嫌疑
昂貴的低空資料交互
國內航空公司每年花費在訂購這一個航電資料服務就需要數千萬元。如果發送資料頻率加密,無疑成本將會倍增。皮埃爾的呼籲,也是航空業近年熱烈爭論的話題之一。每當航空事故發生,這樣的呼籲再度熱議。可是,熱議歸熱議,並沒有太多實質性的改變。最主要的原因有三個,資料傳輸成本昂貴,網路能力尚未足夠以及機組的反對。
  
“這種資料發送很昂貴。”舒平向記者解釋道,如同手機接收信號的強弱,與基站距離遠近有關,飛行在萬米高空上的民航客機,要向地面輸送資料信號,需要大量的基站和衛星構建地空網路,衛星、基站的功率和密度決定了這個地空網路的傳輸速率。
  
舒平介紹道,由於目前的技術設備關係,航空電訊網的頻寬非常有限,僅相當於地面電信網路的1/100,從空中發送一條資料資訊或者報文,或者地面發送一條資訊給飛機,需耗費1-3美元。而且,這樣的報文資料資訊很有限,最多只能夠包含220個字元。儘管花費不菲,很多航空公司仍然願意購買該資料服務,因為這種實施資料除了提升其飛行安全外,飛機的故障資訊如能提前發送回地面,地面的維修部門也就能迅速反應,維修方案和零部件準備都能提前,可以使維修時間大為縮短,提升飛機使用效率。
  
只是,如果飛機並無故障,這樣的支出對航空公司來說,是不小的負擔。據記者瞭解,國內航空公司,每年花費在訂購這一個航電資料服務就需要數千萬元。這還是建立在每半小時獲取飛機運行資料的基礎上,如果發送資料頻率加密,無疑成本將會倍增。
  
隨著電腦和通訊技術的發展,大幅降低這種地空資訊交互的成本,是否可行?舒平認為,實際上技術已經可行,但是沒有足夠的經濟效益驅動航空業作出改變。畢竟基站的建設、衛星的發射和維護成本巨大,每年使用這些設備服務的,不過是全球不到2萬架民航飛機。
  
另外,即時發送飛機所有資料資訊,包括語音資訊,有沒有必要?除了地空網路容量不夠大,發送成本昂貴外,舒平指出,目前不少飛機的資料資訊是通過無線電廣播式發送的,除了地面基站能夠接收該資訊外,任何擁有航電接收機的航空迷或者機構,只要知道航空頻段,一樣能截取飛機傳下來的資料資訊,除非航空公司選擇了加密的點對點資料傳輸。正因如此,很多機組人員不願意將所有的音訊、視頻即時傳輸到地面。
  
舒平亦質疑航空公司和設備製造商有足夠的意願去擴容現有的地空網路容量,並據此更換新型的航電機載設備。他指出,一個機載航電設備的價格從幾萬到幾十萬美元不等,全球在運營的飛機約有2萬架,如果全部更換這些設備,航空公司需投入數十億美金。這筆錢,還不包括可能新增的航電服務成本。此外,更換設備會讓飛機停飛一段時間,既然舊設備能用,航空公司一般不願意做出改變。
  
六年後強制令實施
如要傳輸所有的飛機資料資訊,仍需要更大的網路容量
不過,新公約頒布後,六年後飛機需要每飛6海裡就向地面傳送一個飛機的資料資訊,相當於每過1.3分鐘就必須主動傳輸飛行資料,比目前的頻率增加逾20倍。

舒平作為國際民航組織航空記錄器專家組(FLIRECP)的成員之一,參與修訂國際民用航空公約(俗稱“芝加哥公約”)附件6裡關於《航空器的運行》章節。他告訴記者,自從法國空難後,2012年國際民航組織便開始討論要求飛機必須有相應的設備每隔一段距離就傳送飛機的位置資訊,最初的建議是每4海裡發送一次資料資訊,經過反復爭論確定為6海裡。國際民航組織已於2013524日開始審議這項決議。由於ICAO標準制定是一個相對比較漫長的過程,從航委會初審到正式文本面世大約需要2年時間,不出意外的話,20155月,這個新公約將面世。
  
按照討論檔中的規定,到20201月,所有最大審定重量超過27000kg、首次頒發適航證的飛機,都必須有能力傳輸或自動傳輸每隔6海裡的位置資訊。也就是說,飛機的即時監控未來可期。
  
同時瞭解到,機載航電設備生產商霍尼韋爾和賽峰也已經研製新型機載航電設備。霍尼韋爾方面向透露,該公司與國際海事衛星組織打算發射三顆衛星,在2014年年底完成覆蓋全球的衛星網路。
  
霍尼韋爾方面向記者表示,今年2月,霍尼韋爾的GXAviation航電系統已經通過了最終的關鍵性設計評審,按計劃,GXAviation系統將於今年年內取得產品認證,並在2015年上半年正式投入使用。
  
GXAviation系統主要應用於大型客機和公務機,是首個真正實現覆蓋全球的高速空中無線網路服務,它的最高資料傳輸率可達50MbpsGXAviation系統使乘客們能在全球各個角落甚至是大洋上空輕鬆查看即時的社交媒體資訊,收發電子郵件和觀看視頻直播。
  


這樣的資料傳輸量在一定程度上也解決了飛機即時資料的傳輸,能令飛機即時監控成為現實。舒平認為,50Mbps的傳輸率只相當於一個家庭使用的光纖無線網的速度,2萬架飛機共同使用的話,網速也極為擁堵。如要傳輸所有的飛機資料資訊,仍需要更大的網路容量。
  

只是,這樣的新設備是否能得到航空公司的歡迎,尚難定論。即使2020年國際民航組織組織的新規強制實施,航空公司能否承受得起,也是未知。

                                                                                                                                                                                                                            

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