摘要：随着互联网的推广，所有物品都会智能化并联网，从而促进更广泛的交流和数据驱动的新型服务，这就是物联网。物联网与移动互联网、云计算和大数据相结合，进一步促进了其在传统产业的应用。航空业以其大系统运行、远距离位移、高度专业化等特点，曾经是物物互联的一个先行者。譬如航行通信中的二次雷达应答机、遍布全球的分销系统和结算系统、与波音、空客等飞机制造商和供应商间的航材维修管理体系，无不具有物联网应用的雏形。近年来民航业特别是航空公司和机场在数字化和信息化方面进行了大量投入，例如很多国内机场都在打造智慧机场。但较之其他行业包括别的交通运输方式，如互联网汽车、物流快递、船联网甚至共享单车，航空公司对包括物联网和大数据在内的新信息技术的应用方面显得迟缓，缺乏创新，遇到问题时还不能系统地利用运营数据及客户数据来寻求解决方法。本文意在通过分析物联网在航空公司的应用，为航空业的创新发展作一些探索。 

　　　一、物联网基本概念 

　　（一）什么是物联网？ 

　　通俗地说，物联网（Internet of Things, IOT）就是一个“物物相连”的网络。在物联网上，每一个物品都可以用电子标签通过网络连接，从而显示出物品的详细信息和具体位置。物联网可对机器、设备、人员进行集中的管理和控制，也可对家庭设备、汽车等进行遥控，也可以用于搜寻位置、防止物品被盗等各种领域。 

　　物联网的核心还是互联网，它通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信。 

　　图1-1 物联网的基本概念  

　　（二）物联网的基本框架和体系 

　　物联网的基本框架可分为感知层、网络层和应用层三个层次，如图1-2所示。 

　　图1-2 物联网的基本框架  

　　感知层是物联网的最底层，采集信息的来源，主要功能是识别物体、采集信息，其作用相当于人的五官。网络层是物联网得以实现的基础设施，主要解决感知层所获得的长距离传输数据问题，由各种私有网络、互联网、有线通信网、无线通信网、网络管理系统和云计算平台等组成，相当于人的神经中枢和大脑，负责传递和处理感知层获取的信息。物联网应用层是提供丰富的基于物联网的应用，是物联网和用户（包括人、组织和其他系统）的接口。它与行业需求结合，实现物联网的智能应用，也是物联网发展的根本目标。 

　　物联网由3个体系组成：一是运营支撑系统，即关联应用服务软件、门户、管道、终端等各方面的管理；二是传感网络系统，即通过现有的互联网、广电网络、通信网络等实现数据的传输与计算；三是业务应用系统，即输入输出控制终端，如图1-3所示 

　　图1-3 物联网的体系组成 

　　（三）物联网的历史及发展条件 

　　物联网的概念早在20世纪90年代就已经被提出，最早的实践可以追溯到1990年施乐公司的网络可乐贩售机。1999年，在美国召开的移动计算和网络国际会议首先提出物联网的概念。但物联网的正式兴起是在2000年后，各国开始相应地制定了物联网发展计划。2005年，国际电信联盟（ITU）发布了《ITU互联网报告2005：物联网》，正式提出了物联网的概念。2009年，物联网被列为我国国家五大新兴战略性产业之一。 

　　2013年以来，传感技术、云计算、大数据、移动互联融合发展，全球物联网应用已进入实质推进阶段。特别是窄带物联网核心协议标准的通过、5G的即将商用、工业4.0的提出、可穿戴设备的普及，为物联网的普及和扩张提供了必要的发展条件。5G技术为物联网提供了超大带宽，高速度、低时延、低功耗，由此带来的万物互联会让跻身其中的产业的管理和业务发生质的变化。 

　　二、航空业应用物联网的产业分析 

　　以上述技术为支撑，航空业关注物联网的发展更多聚焦于应用服务，即怎样应用物联网概念，通过航空业的海量数据、多角度触点、互联的运行平台，来提升运行效率、优化客户体验、解决大体系运行容易出现的信息不畅和对接缝隙，建设更加流畅的交通运输感知体系，打造互联综合交通平台。 

　　（一）政策支持 

　　2016年11月29日，国务院下发了《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》，提出“实施网络强国战略，加快建设“数字中国”，推动物联网、云计算和人工智能等技术向各行业全面融合渗透，构建万物互联、融合创新、智能协同、安全可控的新一代信息技术产业体系”。交通运输部于2017年2月8日公布了《交通运输部 财政部 国家铁路局 中国民用航空局 国家邮政局 中国铁路总公司关于鼓励支持运输企业创新发展的指导意见》，鼓励支持运输企业技术创新：“大力发展‘互联网+’运输服务。大力发展‘互联网+’便捷交通，鼓励运输企业依托或打造跨地域、跨方式的互联网综合出行平台，为公众出行提供交通导航、网上购票、网络约租、智能停车、电子支付等智慧出行服务；应用车联网、船联网等物联网技术，建设更加完善的交通运输感知体系，全面支撑便捷交互、故障预警、运行维护、动态监控和智能调度，提高公众出行智能化水平。” 

　　（二）行业特点 

　　航空业的特点决定了其可以通过物联网技术大大提升行业运行水平。第一，航空业既是资本密集型产业，又是社会化分工的大体系。航空公司、机场及空管的运行牵一发动全身，物联网可以帮助提高设备的正常运行水平和运行效率。第二，航空业是数据密集型产业。飞行和机务维修均会采集到海量数据。同样地，航空公司和机场也会获取到大量的旅客和货运数据。通过对数据的分析和利用可以创造巨大的价值。第三，航空业是高速位移的运输型产业。每一架航空器都是一个移动的传感器，物联网技术在有助于提升空域管理的水平的同时，也能优化对移动航空器的监控管理，提升安全管理水平。第四，航空也同时是劳动密集型产业，物联网技术的应用有助于减少人力方面的投入，提升应急管理效率，减少客户服务缝隙。第五、航空业还是快速反应的服务型产业。运用物联网技术，有利于快速感知和定位服务对象，组装服务信息，在恰当时机以恰当方式推送恰当服务给恰当对象。 

　　（三） 航空业的物联网推广实践 

　　近年来，航空业特别是机场方面对物联网的推广和应用颇多。各大机场纷纷借力“互联网+”，打造“智慧机场”。根据SITA《2016年机场IT趋势调查》预测，中国机场在物联网领域内的投资将超越全球同行。目前，29%的中国机场已将物联网全面纳入其战略范畴内，到2019年，这一比例将跃升至82%，高于全球（75%）水平。 

　　例如，机场控制区空防围界设施，通过多种感知手段的协同，对翻越和破坏围界等入侵行为及时发出警报，实现对入侵目标的监测和预警，使机场控制区能够全天候、全天时、全地域确保飞行区安全。又如机场借助GPS定位等技术手段，对机场车辆进行全面监控和分级报警，降低人工干预强度，提高智能监控预警能力，实现了安全风险自动化管理。机场还借用移动APP搭建机场统一的信息平台，实现飞机起降信息第一时间更新，为各保障单位和旅客提供较完整的航班信息。 

　　航空公司在物联网应用上也取得了一些进展。如通过航空公司APP和官方微信平台，实现航班查询、自助值机、订票、行李托运、登机提醒、航班变更提醒、登机口提醒等服务，运用O2O模式推出微信电商等。在运营方面，一些航空公司正在尝试预测性维护分析、设备追踪及燃油优化。 

　　三、探索航空公司在物联网技术方面的应用发展 

　　同时，我们也看到，与快递物流业、公路运输和航运业相比，航空公司在物联网技术的运用，特别是航空物流方面还有一定的差距。例如Fedex、UPS早在多年前就通过电子数据交换（EDI）技术实现航空货物的实时跟踪；顺丰等快递企业也已实现快件从投递到送达客户手中的全流程监控。但航空公司的行李托运和货运目前大部分还在采用纸质标签和货运单模式，出现行李货物破损丢失时的救济方式仍较为传统。 

　　而从内部来看，随着新一代高度计算机化的飞机投入运营，互联网时代城市群发展与诸如北京新机场这样大型机场的建设，使得航空公司在未来物联网化的道路上面临着极大的机遇和发展空间。航空公司需要利用物联网技术，来实现对客货流、信息流和技术流的科学集散与分类应用。 

　　图3-1  2019年前机场对物联网技术设备的投入预测（来源：SITA《2016年机场IT趋势调查》） 

　　（一）物联网技术在飞机工程管理特别是飞机e-Enabling上的应用 

　　 机队运营作为航空公司的核心，其运营模式能否高效，对运力的安排和故障的维修能否有精确的计划性，对航空公司的飞行和工程技术部门意义极大。新技术的应用以及运行的需要，使得地面和飞机之间的数据交流越来越频繁，数据量也越来越大。传统的运行模式中，飞机上各系统如QAR数据、飞行信息、飞机性能参数、运控信息等数据是彼此独立的，没有信息交流，存在多个系统接口与地面进行数据传输，不利于机上数据的管理和彼此的信息沟通，也不利于飞行安全管理和维修管理。在B787和A350等新一代飞机上，e-Enabling的应用已将飞机变成了一架“移动的大型计算机”。它通过一整套的软硬件，使得机上系统与地面系统间、地面与地面不同系统间进行数据集成和统一数据交换成为可能。以机上网络系统（ONS）作为处理中心，通过多个网络渠道连接地面支持系统，为飞行机组、维修人员、运行人员及旅客提供更多的信息，填补工程技术与维护控制之间的缝隙，从而使飞行操作、机务维修、签派放行和旅客服务更加便捷高效。 

　　图3-2  e-Enabling 在飞机运行上的数据交换（来源：波音e-Enabling介绍） 

　　通过e-Enabling应用, 机载软件、运控系统（AOC）、维修系统、电子飞行包（EFB）等信息进行互联，大大提高了机队运行效率。同时，也提供了条件发展网络化的航空器状态监控系统及故障预测技术、航空器维修工程体系的交互机制，实现机载信息的数据处理和空地数据传输，从而打造基于大数据的航空器全寿命维修工程。 

　　　（二）通过物联网将自助服务由旅客自助值机延伸至行李，并加强过程跟踪 

　　对旅客服务来说，高效快捷的自助行李托运有助于提升旅客的旅途体验，而行李能够准时无损到达目的地更是必然的要求。目前，全球91%的机场已经实现旅客自助值机服务，对于普通的行李托运，61%大多数机场则更倾向于人工协助服务。但自助行李托运服务的需求也正在提高。为此，航空公司应利用物联网技术加强行李管理。最近一项新的发展是用数字标签替代纸质标签，用于行李托运服务。 

　　根据2018年即将生效的IATA753号决议：行李追踪，航空公司应通过监控行李的接受和交付，维护精确详细的行李信息数据。为此，各航空公司应建设自己的行李全流程管控系统（BIS）,通过数据采集终端，扫描记录行李运输过程中包含行李分拣、行李装机、到达领取转盘的每个节点信息，涵盖从旅客交运行李到最终拿回行李期间的信息全过程。根据航班状态和行李状态，提供行李预警和监控功能。在旅客行李异常的情况下，能够通过涵盖航空公司所有通航点的行李全流程跟踪监控，追踪旅客行李，提高旅客满意度。 

　　　（三）通过物联网技术推进航空货运信息化步伐，提高运营效率 

　　物联网在航空公司运营上意义最大的领域应该在航空货运。根据IATA数据，一名旅客可于24小时内到达世界上任何一个目的地，而国际航空货物却平均需要6天。各航空公司和机场的货运系统不能实现互联互通，无法实现交换共享，造成了信息传递和货物实时跟踪方面的障碍。 

　　解决这一瓶颈问题，一是要提高航空货运的无纸化水平，发展电子运单，取消航空物流中所需的纸质单据，以此提高货物通关效率，缩短航空物流链中的商务流程，降低物流成本。二是要改变航空货运目前从机场到机场的传统商业模式，通过大数据、物联网和移动互联解决“最后一公里”的短板，实现向更长的物流价值链转型。三是要通过研发货物跟踪定位、无线射频识别、物流信息平台、移动物流信息服务、物流管理软件等技术，提高物流效率，减少周转时间，并能实时跟踪货物。每件航空货物拥有唯一的识别标志，通过物联网的感知设备读取并录入货物信息，以全流程跟踪掌握货物的实时位置和状态，有效控制货物运输流向，及时发现破损和丢失问题，使客户能实时跟踪货物及其相关信息。 

　　  （四）航空公司运行控制管理水平的提高同样可以利用物联网技术 

　　物联网技术在运行控制管理上的推广并不仅仅是机场的专利。随着未来机场的大型化和枢纽化、航空公司运行体系的日趋复杂细致，以及综合交通枢纽体系的建设，同样需要交通基础设施、载运工具、运行系统和从业人员之间的信息交换。通过协同运行与决策（CDM）系统的应用，与不同的相关方合作，整合程序和系统以降低延误率，更好地管理运输资源，从而提升运作的整体效率。 

　　预计未来在空中交通管理（ATM）体系中实施协同决策(CDM)的航空公司和机场会越来越多，以追求更优的航班周转和更高的航班准点率。同样，航空公司内部的运行管理，可以运用导航定位、物联网和移动互联等技术，实现航空公司在复杂运行体系内获得相关运行信息的实时感知、公司资源的智能分配和生产设备的智能调度。通过运行风险控制系统（MORCS）作用，建立有效应急预案，加强运行品质数据分析，通过主动预警，实现航班运行管理从事后向事前转变。 

　　四、结论 

　　在“互联网+”和创新驱动发展等国家战略上，民航业特别是航空公司虽然算不上是走在最前沿的，但也同样是技术创新带动产业发展的动力源。本文通过对新兴物联网技术的介绍和航空业应用物联网的产业分析，探索了航空公司在物联网技术方面的应用。主要归纳了物联网技术可以帮助航空公司提升飞机飞行管理和工程管理、提升旅客行李运输体验、推进航空货运信息化，以及提高运行管理水平。当然，物联网以及新技术的应用不仅仅限于本文所涉及的这几个方面。仅以此文抛砖引玉，展望民航在未来产业变革时代的科技创新与进步，迎接民航事业从大国走向强国的跨越。 

　　    五、参考文献  

　　[1]《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》[Z].国务院. 2016年11月29日 

　　[2] 《交通运输部 财政部 国家铁路局 中国民用航空局 国家邮政局 中国铁路总公司关于鼓励支持运输企业创新发展的指导意见》[Z].交通运输部. 2017年2月8日 

　　[3] 克劳斯·施瓦布（Klaus Schwab）.第四次工业革命-转型的力量[M].北京：中信出版社.2016年6月出版 

　　[4] 李晓妍.万物互联：物联网创新创业启示录[M].北京：人民邮电出版社.2017年1月出版 

　　[5] 海天理财编著.一本书读懂物联网[M].北京：清华大学出版社.2015年4月出版 

　　[6] 陈国嘉.移动物联网：商业模式+案例分析+应用实战[M].北京：人民邮电出版社.2016年4月出版 

　　[7] 国际航空电讯集团（SITA）和国际机场协会（ACI）.2016年机场IT趋势调查[R] 

　　[8] 刘明立.e-Enabling在飞机上的应用 [J]，中国民用航空杂志，2016.3（Ｖol.221） 

　　（作者：黄蔚 东航云南公司规划发展部）