Smart technology smarter airports
來源:《空运商务》
一、前言
(一)智慧機場的提出
對岸中國機場在經歷了「電子機場」、「數位機場」、「智慧機場」階段的同時,隨著物聯網、大數據、雲計算、行動網路等技術的發展,對岸國內民航專業人員根據已提出的「智慧地球」和「智慧城市」的概念提出了「智慧機場」的發展理念。
對岸中國,其不斷大膽採用最新科技,企圖變成世界強國。相較台灣,很多建設在科技應用上,卻又顯得畏畏縮縮。台灣資訊科技比對岸有基礎且成熟,不應該是現在,這等表現……
2008年11月,IBM公司首席執行官彭明盛,最早提出「智慧地球」的概念。2009年8月,IBM公司發佈了《智慧地球贏在中國》計劃書,計劃書中指出「智慧城市」作為IBM為中國量身打造的六大智慧之一。
隨後,IBM的智慧解決方案,陸續在中國各個領域得到推進。到目前為止,中國已有上百個地區提出建設「智慧城市」。
2014年8月29日,經對岸中國的國務院同意,發改委、工信部等八部委印發了《關於促進智慧城市健康發展的指導意見》。意見中提出,到2020年建成一批特色鮮明的智慧城市,聚集和輻射帶動作用大幅增強,綜合競爭優勢明顯提高,在保障和改善民生服務、創新社會管理、維護網路安全等方面,取得顯著成效。
民用航空機場作為城市交通中的重要組成部分,甚至可以說機場本身就是一個微型城市,隨著對「智慧城市」重視程度提高,「智慧機場」概念的提出和發展也逐漸得到認可和推廣。
(二)民航局政策和發展規劃
2017年9月在成都召開的「加快推進民航基礎設施建設工作會議」上,中國民用航空局黨組書記、局長馮正霖出席會議並強調,要加快民航基礎設施建設,推進建設平安機場、綠色機場、智慧機場、人文機場,大力推進民航強國發展策略,為其國家和地方經濟社會發展,作出新的更大貢獻。
在2017年11月召開的民航局黨組中心組學習會上,董志毅副局長講到,「要加強頂層設計,制定行業標準規範,深入研究包括智慧空管、智慧機場、智慧航空等在內的智慧民航建設。2018年,要制定新技術產品名錄指南和工作路線圖,重點推動智慧機場建設。」
在他們的「十三五」期間,將新建機場33座,包括北京新機場、成都天府國際機場等,一批超大型民用運輸樞紐機場,並將完成51個樞紐機場的擴建,與此同時,隨著京津冀、長三角、珠三角各區域機場的發展,將形成三大世界級區域多機場群落,中國機場將迎來一個全新、高速的發展階段。
《民航科技發展「十三五」規劃》中明確提出,將著力提升資訊化水平作為主要任務之一,推進民航公共雲服務、新一代空管基礎設施、智慧機場、民航互聯網+行動計劃、網路安全等方面的工程建設,為民航持續安全、科學發展提供強有力的資訊支撐。
二、智慧機場的理解與定義
「智慧機場」概念被提出的這幾年來,在民航業內尚未有一個統一的定義。其原因在於隨著當前資訊技術的迅速發展,不斷有新的技術和理念應用於機場,使得「智慧機場」的內涵和實現不斷延展;
同時,由於機場是一個涉及多方作業人員的,龐大複雜基礎服務設施,擁有空側、航站樓、陸側等多方面的複雜業務場景,不同的作業人員、不同的業務場景對「智慧機場」的需求和理解也不盡相同。
同時,由於機場是一個涉及多方作業人員的,龐大複雜基礎服務設施,擁有空側、航站樓、陸側等多方面的複雜業務場景,不同的作業人員、不同的業務場景對「智慧機場」的需求和理解也不盡相同。
圖1展示了機場航班、旅客、行李等方面的業務流程示意圖。
在航班進港和出港的過程中,主要涉及航空器著陸、進/出港滑行、地面服務保障和航空器起飛等業務流程;以旅客為業務對象主要包括旅客進/出港、值機、邊檢、安檢、擺渡、登機等業務流程;在行李的角度,涉及進/出港行李機下保障、運輸、提取、分揀等環節。
可以發現,不同的業務對象,涉及到不同的業務流程。機場各個業務對象的流程,全部覆蓋了機場空側、航站樓和陸側三大區域。因此,全面實現「智慧機場」就必須實現「智慧空側」、「智慧航站樓」和「智慧陸側」的建設和發展,如圖2所示。
機場空側以保障航空器安全、高效的運行為核心工作,透過對氣象數據、空管數據、場面雷達數據、跑道異物監測系統數據、自動泊位與引導數據、特種車輛調度數據、周界安全監控數據等,多源異構資訊進行即時的獲取,實現對空側安全的監控和預警。
再透過對相關數據的整合、分析、挖掘,實現對跑道滑行道運行能力、特種車輛調度、跑滑結構的智慧化評估與優化建議,從而實現為空側高效的運行,提供合理的資源保障和配置。
再透過對相關數據的整合、分析、挖掘,實現對跑道滑行道運行能力、特種車輛調度、跑滑結構的智慧化評估與優化建議,從而實現為空側高效的運行,提供合理的資源保障和配置。
機場航站樓,是旅客航空出行的首要場所和重要場景,旅客對服務的高滿意度,和商業的高經濟創收,是航站樓營運的核心工作。旅客在航站樓內實現自助化服務,是智慧航站樓的重要體現,例如自助值機、自助行李托運、自助安檢等服務。
各種自助設備有助於對旅客的值機、行李、安檢、購物、登機等關鍵資訊進行採集,從而成為建構面向旅客服務的大數據體系的重要資訊源。
為旅客提供個性化、精準化的服務,也是智慧航站樓的重要應用場景,利用構建的旅客大數據體系,進行深度分析和挖掘,可以為旅客個體提供客製化的樓內引導、航顯提醒、廣告推送等應用。
由於民航運輸,是依靠航空器起降和飛行的自身特點,城市機場通常選擇離城市中心較遠的地帶,這便使得旅客搭乘飛機出行,通常會付出較高的時間代價,並且隨著城市交通的不斷發展,機場從以往的單一交通發展,成為如今綜合高速、高鐵、地鐵等多交通複雜樞紐,如何保障旅客和車輛在機場與城市之間快速、便捷、舒適地通行,已成為機場陸側運行與管理的重要任務。
智慧陸側的發展,可依靠建設機場綜合交通,實現民航運輸與地面交通運輸的無縫銜接,多交通方式及多區域通行的智慧調度與資源分配,不但能滿足旅客不同的出行需求,還可為旅客節約出行時間和降低出行成本。
隨著資訊技術的不斷發展,以及民航機場業務的不斷擴展,對智慧機場的需求和理解,也在不斷的認識和更新。
從現階段看來,智慧機場可定義為:運用物聯網、大數據、雲計算、行動網路等新一代資訊技術,全面覆蓋機場空側、航站大樓、陸側區域實現對航班、旅客、行李、車輛的精細化、協同化、可視化、智慧化的運行與管理。
從現階段看來,智慧機場可定義為:運用物聯網、大數據、雲計算、行動網路等新一代資訊技術,全面覆蓋機場空側、航站大樓、陸側區域實現對航班、旅客、行李、車輛的精細化、協同化、可視化、智慧化的運行與管理。
三、智慧機場技術特徵
為保障航空器安全、高效的運行,智慧空側技術需具備以下技術功能:
(1)飛行區航空器、特種車輛的精確測量與定位;
(2)空側全景影像監控,並在低能見度時,對圖像增強處理;
(3)整合多種監視系統數據,實現跑道、滑行道、停機坪在內的飛行區全覆蓋監視,並具備飛行區範圍的完備告警功能。
建設智慧空側,必須形成一個綜合了多種傳感器的複雜系統,各傳感器由於其功能定位的不同,獲取的資訊之間,存在極大的互補性和冗餘性,必須對各傳感器的接收信號和數據,依據一定的規則,進行多源數據融合處理,才能獲得比單一傳感器數據更為精確可靠的活動目標資訊。
衝突檢測技術,也是智慧空側的核心技術之一,利用獲取到的活動目標監視數據,對場面運行態勢進行分析,並即時發佈衝突告警,以防止活動目標之間、以及活動目標,與其他物體之間,出現違背管制規則的情形。
機場場面,作為航空器運行的主要場景,路徑規劃技術可實現對航空器場面滑行的路由規劃,為場面上所有航班,提出合理的滑行路由,並考慮當前場面運行態勢、管制指令、場面資源佔用衝突等,即時動態地提供合理路由,從而保障空側安全高效的運行。
自「真情服務」的理念被提出以來,為旅客提供便捷的登機服務,是機場航站樓運行的重要目標。
利用影像智慧分析技術,對旅客在航站樓內的,全流程進行跟蹤和服務,獲得航站樓內旅客人流即時分布情況,實現航站樓內旅客密度、排隊情況的智慧監測和預警;
大數據和雲計算技術,可用於對旅客航空資訊,及消費資訊進行深度挖掘,為旅客推送客製化、精準化的商業廣告服務;
網路輿情技術,可運用於對旅客在網路媒體上,表達的異常情緒,甚至是不安全隱憂,進行偵察和情感分析,為旅客服務滿意度提升,和機場安全預警提供依據;
借助行動網路技術,改善機場商業經營模式,將傳統的線下商業與「互聯網+」結合在一起,形成機場線上與線下商業融合發展的新模式。
大數據和雲計算技術,可用於對旅客航空資訊,及消費資訊進行深度挖掘,為旅客推送客製化、精準化的商業廣告服務;
網路輿情技術,可運用於對旅客在網路媒體上,表達的異常情緒,甚至是不安全隱憂,進行偵察和情感分析,為旅客服務滿意度提升,和機場安全預警提供依據;
借助行動網路技術,改善機場商業經營模式,將傳統的線下商業與「互聯網+」結合在一起,形成機場線上與線下商業融合發展的新模式。
機場除了為旅客的出行,提供便捷舒適的服務以外,還負責對旅客行李,進行高效準確的分揀、運輸和提取。
機場行李處理系統,是機場最龐大最複雜的系統之一,行李高速自動分揀技術可實現行李的精準、快速分揀和運輸,RFID辨識及追蹤技術,對行李進行全流程節點追蹤,防止行李錯裝、漏裝,提高行李裝運準確率,並將相關資訊,即時推送至機場、航空公司和旅客。
影像智慧分析技術、大數據與雲計算技術、網路輿情技術、行動網路技術、行李高速自動分揀技術,和RFID辨識及追蹤技術,都將助力於智慧航站樓的發展,成為智慧機場建設的重要組成部分。
機場陸側是集公車、地鐵、高鐵、私家車等不同交通方式,運行為一體的綜合交通樞紐,其涉及的業務場景,不僅包括旅客和車輛的到達聚集,還包括旅客和車輛的分流,以及多交通資源的配置和調度。
因此,智慧陸側的建設體現,在綜合交通的智慧監測、智慧調度、智慧服務等方面。
開展公共區域旅客人流監測技術、綜合交通運行狀態檢測技術,和運力仿真評估,與動態推演預測預警技術的研究,可感知綜合交通的運行態勢;利用旅客疏解與交通運力匹配技術、交通運力柔性調度與應急調度技術、旅客應急疏散技術,實現交通的協同運行與管理;在綜合交通區域,增設多交通方式一體化智慧安檢系統、智慧導乘導航和多交通方式,換乘自助設備,可為旅客提供智慧化的便捷服務。
智慧機場的建設離不開物聯網、大數據、雲計算、行動網路等新一代資訊技術,以及智慧化、自動化的設施設備作為支撐,從而實現機場空側、航站樓和陸側的精細化、協同化、可視化、智慧化的運行與管理。
四、智慧機場相關係統產品
對岸中國民航局第二研究所(以下簡稱「民航二所」)緊跟資訊技術發展的步伐,研發了一系列建設智慧機場的系統及服務,並在各大機場得到了廣泛的應用。
民航二所關於建設智慧機場的系統產品,全面覆蓋了機場的空側、樓內、陸側三大板塊,從機場生產作業層,到業務管理層,到管理決策層,均提供了不同產品,進行資訊化支撐,同時不同產品之間,依照業務流程的時序性、作業區域的關聯性、生產管理的層級性,建立起了有機聯繫,形成了針對機場運行與管理的整體解決方案。圖3為系統產品的整體解決方案體系架構。
民航二所系統產品的整體解決方案,從下至上依次為大數據中心層、生產作業層、業務管理層和管理決策層。
大數據中心層主要包括機場雲計算中心,和大數據應用。機場雲計算中心,實現機場業務數據的匯集和儲存,利用對機場大數據價值的挖掘和分析,形成了一系列基於機場大數據的系統產品和評估服務。
其中,機場輿情監控系統,透過對各類互聯網資訊,進行自動抓取和收集,利用大數據技術進行挖掘和分析,實現民航服務品質、機場交通和項目招投標的分析和預警,以及為民航政策方針和產業發展提供決策支持;
機場旅客服務品質評估方案,可找出機場服務品質的痛點和關鍵點,並根據評估結果,為機場提供服務品質提升建議;機場仿真模擬運行評估方案,利用機場業務數據,結合自定義的仿真模型,實現機場業務全流程的仿真還原;機場運行保障能力評估方案,圍繞機場生產運行資訊,利用數學模型和數據挖掘方法,實現對各業務環節的指標評估。
機場旅客服務品質評估方案,可找出機場服務品質的痛點和關鍵點,並根據評估結果,為機場提供服務品質提升建議;機場仿真模擬運行評估方案,利用機場業務數據,結合自定義的仿真模型,實現機場業務全流程的仿真還原;機場運行保障能力評估方案,圍繞機場生產運行資訊,利用數學模型和數據挖掘方法,實現對各業務環節的指標評估。
生產作業層的相關系統產品,覆蓋了機場空側、航站樓和陸側三大區域。空側安全運行管理系統,可實現空側多點定位監視功能、全景影像增強監視功能,和綜合指揮運行功能,並可為機場空側提供監視服務、安全服務和資訊服務;
地面服務管理系統,是面向民航機場地面服務,指揮調度及營運監控的生產作業管理系統,該系統在實現生產資訊整合與融合、保障流程及服務標準規範化管理基礎上,為用戶提供生產資訊查詢、保障計劃制定、服務數據採集、服務流程監控、生產資訊統計分析等功能。
行李全程追蹤系統,是一套集離港、進港、中轉行李即時追蹤、確認,並提供數據中心相關服務的綜合系統;旅客分布即時監測系統,對旅客在航站樓內,實現全流程的跟蹤和服務,獲得航站樓內旅客人流即時分布情況,實現航站樓內旅客密度、排隊情況的智慧監測和預警;
GTC交通運輸管理平台,是對機場綜合交通實施運行監測、資訊服務、資源調配、應急處置、協同管理的綜合運輸管理服務平台,該平台整合各種交通方式班次與旅客資訊,實現陸側交通的引導、調度和流量監控,管理多交通方式的協同運行,和資源調配,為旅客和交通方式提供高效運行的保障。
地面服務管理系統,是面向民航機場地面服務,指揮調度及營運監控的生產作業管理系統,該系統在實現生產資訊整合與融合、保障流程及服務標準規範化管理基礎上,為用戶提供生產資訊查詢、保障計劃制定、服務數據採集、服務流程監控、生產資訊統計分析等功能。
行李全程追蹤系統,是一套集離港、進港、中轉行李即時追蹤、確認,並提供數據中心相關服務的綜合系統;旅客分布即時監測系統,對旅客在航站樓內,實現全流程的跟蹤和服務,獲得航站樓內旅客人流即時分布情況,實現航站樓內旅客密度、排隊情況的智慧監測和預警;
GTC交通運輸管理平台,是對機場綜合交通實施運行監測、資訊服務、資源調配、應急處置、協同管理的綜合運輸管理服務平台,該平台整合各種交通方式班次與旅客資訊,實現陸側交通的引導、調度和流量監控,管理多交通方式的協同運行,和資源調配,為旅客和交通方式提供高效運行的保障。
在業務管理層中,新一代智慧資訊整合系統,主要服務於機場航班運行,保障業務板塊的生產營運核心系統,該系統支撐了機場航班資訊的管理和發佈業務、機場動態營運資源的分配,和管理業務,以及地面服務保障的監控和保障業務;
航班正常監測系統,引接管理局時刻協調管理系統,及機場、空管局、航信等運輸保障單位有關航班運行的數據,經過融合、處理後,形成航班正常監測系統的數據模型,實現了航班動態即時監控、延誤原因判定、航班統計分析、航線航班核查、監督檢查,以及系統管理等六大功能模組。
航班正常監測系統,引接管理局時刻協調管理系統,及機場、空管局、航信等運輸保障單位有關航班運行的數據,經過融合、處理後,形成航班正常監測系統的數據模型,實現了航班動態即時監控、延誤原因判定、航班統計分析、航線航班核查、監督檢查,以及系統管理等六大功能模組。
對於管理決策層,A-CDM協同決策管理系統,是以機場為中心協同空管、航空公司,以民航大數據共享為驅動,以統一的資訊化平台為基礎,以可視化決策為手段,並實現機場整體態勢感知功能、不利條件下機場容量協調功能、航班裡程碑監控功能、可變滑行時間計算功能、航班離港排序功能,和數據可視化決策功能。
五、結語
民航機場作為以運輸旅客出行為目的的重要場所,智慧機場的建設必須以旅客為核心,是當代民航「以人為本」發展的必要趨勢,並透過對機場運行、航班保障、商業推廣等業務,和服務的精細化、協同化、可視化、智慧化運行與管理,確保旅客出行過程中的安全性、高效性、便捷性和舒適性。
運用物聯網、大數據、雲計算、行動網路等新一代資訊技術,建設智慧機場是建設智慧綜合交通運輸管理的需要,也是民航智慧運行管理的需要,更是國家競爭力的表現。
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