不忘初心 坚守航班放行模式改革 创新机制 坚持发展协同决策系统
摘要:中国民航传统人工航班放行模式已经落后大流量航班运行秩序的要求,2012年民航局通过推进建设航班协同决策CDM系统,改革传统航班放行模式,以解决航班运行秩序和信息透明化问题,旨在缓解航班延误程度以及消除由其衍生的旅客群体事件。华东地区自主研发的CDM系统在2014年建成并覆盖地区全部航班保障单位,在治理航班延误问题方面起到了较好的实际效果,对保障航班运行有其独特的价值,但是华东CDM系统的生存和发展面临价值认同、升级紧迫性和研发资金短缺三个困境,本文提出了破解困境的方法:统一认识以坚定信心、创新机制以解决短缺资金,坚守改革方向,坚持发展CDM航班放行模式。
CDM是协同决策(Collaborative Decision Making)的英文简称,协同决策是两个或者多个业界成员之间针对利益攸关的行动方针协商做出决定的过程。
CDM航班放行模式是空管、航空公司和机场等航班保障单位基于协同决策机制,共同协商决定出港航班放行的工作方式,是对传统由空管单独决定且人工放行模式的改革。航班协同决策系统简称CDM系统是实现这个决策机制的公共信息网络平台,它是一个基于已知条件的、一定算法和规则的大型计算机网络信息系统,空管、航空公司和机场等单位通过CDM系统,输入当天影响保障航班的条件和限制等,系统根据设计的算法和规则自动计算出出港航班起飞时间CTOT(即计算的起飞时间)或者撤轮档时间COBT (即计算的撤轮档时间),CDM系统根据规则在不晚于航班计划的预计撤轮挡时间EOBT前90分钟开始发布受当天流量控制航班CTOT或者COBT,航空公司或者机场等评估该时间的可执行性,再对CDM系统进行人干协同干预,CDM系统对部分时间重新计算,形成执行航班列表和时间,空管、公司和机场等根据最新获得的CTOT或者COBT时间和航班限制等信息,有序安排各自的航班保障活动。如果外部条件或者限制突然发生变化并输入CDM系统,CTOT或者COBT将被刷新,根据实际情况变化而变化,这就是所谓的CDM时间跳变。
一、CDM航班放行模式的积极作用和价值
图一: 2007年到2012年全国航班正常性柱状图(%)
(其中2008年冰雪灾害和汶川地震无法做统计)
近十年来,随着航班总量增加,航班正常性总体持续下滑,如图一所示:2007年航班正常性为 83.12%、到2012年却为74.83%,航班延误逐年严重。航班延误及其服务跟不上成为民航的痛点,尤其是航班大面积延误和航班长时间延误后,按照传统人工放行模式,航班放行时间不明和原因信息不畅,导致航班运行秩序混乱、旅客群体性事件频发,成为媒体的焦点和社会的热点,究其原因就是传统人工放行模式已经不再适应民航发展的要求,必须进行改革。
2012年,民航局要求吞吐量在1000万以上的机场由地区空管系统牵头,民航局投资建设航班运行协同决策系统即CDM系统,实质上是改革出港航班放行模式,主要解决两个问题,一是航班延误要给出放行时间,尤其避免旅客在飞机上长时间等待,以解决航班运行秩序问题;二是航班延误原因要及时告知,以解决航班信息透明化问题。
CDM航班放行模式和传统人工航班放行模式相比,变革有三:一是空管单方决定变革为空管、公司和机场三方协同决策放行时间;二是由人工估计变革系统按照规则计算放行时间;三是航班信息通报由电话变革为网络信息平台自动推送。实践证明,国外现成CDM系统在我们国家不适用,只能通过我们自主研究和系统开发,土生土长的系统更加适合中国民航的实际情况。
2014年,华东地区自主研发的航班协同决策CDM系统正式运行,一次性实现了华东地区所有机场和航空公司的系统全覆盖,区内空管、机场、航空公司等单位根据各自情况逐步变革传统放行模式,采用CDM航班放行模式,参与出港航班放行的协同决策和获取华东地区离港航班的可执行CTOT或者COBT时间,同时获取航班的各类信息和限制等,并按照该时间安排各保障环节和各保障岗位的航班保障活动。
华东地区实施CDM航班放行模式后,统一计算航班延误后的放行时间,解决了航班运行秩序问题,统一信息发布,解决了信息透明化问题,对华东地区的航班运行顺畅起到了积极作用。
杭州萧山机场于2014年3月28日正式加入CDM系统,所有方向出港的航班统一实施CDM决策放行:航班保障活动、登机时间控制和航班信息发布均按照CDM放行时间实施,较2013年没有启用CDM系统呈现以下效果。
(一)、旅客机上长时间等待时间明显降低
图二 杭州机场2014年6月至11月机上长时间等待对比图
2014年,萧山机场航班量比2013年增长10.3%;2014年旅客机上等待超30分钟航班平均约为12.4架次,比2013年同期的30.2架次减少了59%,等待超60分钟航班平均约为2架次,比2013的12.4架次降低了84%。图二显示,2014年6、7、8三个月降幅更为明显,最高6月份超60分钟的降幅达到了91%。
(二)航班延误总量和时间相对减少
2014年4月至12月,航班放行延误时间占比结构发生明显变化,放行延误在2小时以上的航班占比由11.15%同比下降8.8%,从数量上看,在航班量增幅达到10.3%的情况下,放行延误在2小时以上的航班总数由8426班降低到了6471班,反而减少1955班,降低了23%,长时间放行延误得到了有效的控制。
2013到2015年平均每天等待超30分钟架次和超1小时架次统计如下;统计方法为:地面等待时间=起飞时间-关舱门时间-机场地面滑行时间(杭州为25分钟)
表一 杭州萧山机场2013-2015年平均等待时间统计表
年份 |
平均每天等待超30分钟航班数 |
等待超1小时航班数 |
2013 |
30.2 |
12.4 |
2014 |
12.5 |
2 |
2015 |
12.1 |
1.8 |
图三 杭州机场CDM系统试用后航班放行延误时间统计图
从表一和柱状图图三看出,把长时间延误的数量转变为短时间的延误,航班延误时间和数量、尤其长时间等待架次明显减少。
2016年开始,统计方法为:地面等待时间=起飞时间-关舱门时间,2016年平均每天等待超30分钟架次104.7,超1小时6.7架次;由于少了滑行时间25分钟,等待超30分钟的数据增加明显,同时可以看出大部分等待时间都在1小时以内,减少了长时间延误航班的总量和总延误时间。
深圳航空南京分公司在2015年开始加入使用CDM系统后, 2014年2015年暑运航班保障的统计数据如下表二。
表二 深圳航空南京分公司2014-2015年统计数据
从表二可以看出:2015年署运期间较2014年出港航班增加10.3%,延误航班只增加了2%,延误超过4小时航班下降了36%,组织二次上客次数降低了97.2%;由于提前知道了可执行的CTOT时间,机组不用按照传统方式在飞机上等待而超时,2015年机组超时情况没有发生,而2014年机组超时14起。
(三)、旅客群体性事件持续减少
通过CDM系统不断提高协同决策水平,萧山机场通过航显提前告知旅客起飞时间,根据起飞时刻控制登机时间,减少了旅客闹事的可能性,同时提升了服务水平。
表三 杭州萧山机场2013-2016年航班延误群体事件统计表
年份 |
年放行航班架次 |
月平均群体性事件 |
2013 |
95376 |
11.1 |
2014 |
106621 |
4.6 |
2015 |
116083 |
4.1 |
2016 |
125535 |
3.6 |
表三数据显示:2014年旅客群体性事件平均每月只有4.6起,相比2103年11起下降59%, 2014年6月份下降了84%,可见机上旅客长时间等待控制的效果,主要原因:一是航空公司根据CDM给出的延误时间提前做好旅客安排;二是旅客及时获取延误信息,减少了旅客的焦躁情绪;三是基本解决了旅客上飞机后还要继续长时间等待,甚至下客后二次上客的困扰。
由于群体性事件大幅减少,公安干警出警次数也随之减少。据机场公安局统计2013年4-12月出警次数为5541,2014年同期为5072,减少了469次,降低了8%,正常平均每次出警的人数为2名,九个月内节省警力938人次。
(三)、运输生产三大指标和放行正常率有所改善
表四 萧山机场2013-2106年三大指标和放行正常率的对比表
年份 |
年航班 放行架次 |
旅客吞吐量(万人) |
货邮吞吐量(万吨) |
放行 正常率 |
2013 |
95376 |
2209 |
31.04 |
|
2014 |
106621 |
2546 |
34.08 |
61.81% |
2015 |
116083 |
2832 |
37.19 |
60.5% |
2016 |
125535 |
3158 |
45.79 |
73.8% |
从表四看出,杭州萧山机场航班运输生产三大指标保持增量的同时,2016年出港航班架次较2015年增长8.14%,而机场出港放行正常率较2015年的60.50%增长为73.80%,增幅为13.30%。
2017年3月,厦门机场根据突发变化情况,通过人工干预CDM时间,协调成功280余架次本场及外站航班,避免了航班时刻浪费和航班延误。
CDM系统按照规则精确计算了已知条件和限制情况的出港航班放行时间,较人工估算充分利用了机场航班放行时隙,同时系统对及时输入突发变化,随时输出更加符合实况的出港时间,实际数据证明CDM系统对出港航班放行率有所贡献。
(四)、CDM跳变率持续下降,信息发布更加准确
CDM系统计算的CTOT时间或者COBT时间跳变是传统人工放行时间跳变之不同表现形式,只是CDM系统更加敏感,信息更加透明。如果系统输入发生变化:如天气突变、突然增加的限制、军方活动的变化等,CDM系统就输出新的CTOT或者COBT,并直接传送给用户,时间跳变确实给航班保障带来困难,整个行业应该正确认识到:CDM系统时间跳变是客观的,不是CDM系统本身的问题,但是需要去研究解决方法和应对措施。
华东地区CDM系统通过不断升级优化后,时间跳变率持续下降,运行品质不断提升。2016年1月萧山机场生产系统和CDM系统实施互联,6月开始统计CDM时间跳变次数:2016年6月为20694次;到 12月仅9973次,具体如下图四。
图四 杭州萧山机场2016年6-12月CDM时间跳变统计图
图四华东CDM时间跳变整体呈下降趋势,通过CDM系统算法和规则的持续优化,提升了系统输出质量和航班保障的品质。
(五)、其它方面的效果体现
根据杭州萧山机场2014年4月至12月和2013年同期对比,还可以看到CDM系统深入应用后的其他效果。
1、资源利用率有效提升,保障人员压力有效缓解
由于航班延误原因多样性、复杂性甚至不确定性,在航班总量和密度到达一定程度后,传统人工放行模式给不出航班延误相对准确的时间,经常导致飞机上好客后长时间等待,机务拖车被长时间占用;又如,以前经常会出现旅客在飞机上长时间等待,等到有放行时间后,旅客提出终止旅行,因此错过放行时间继续长时间延误等待,甚至引发群体性事件;有了CDM系统后,各保障单位根据CDM系统规范流程工作,人员和设备方面的压力得到了有效缓解,机场应对航班高峰的能力也有明显提高,通过比对,每天至少可以多出3辆推车,2名服务人员。
同时,各环节的协调工作量大幅减少。在传统模式下,因为没有直观的信息获取渠道,航班放行信息仅靠指挥员与管制员通过电话进行沟通协调,效率低下,协调单个要客航班电话量曾达到46次;CDM系统投运后可以在计划时间前一个半小时获悉要客航班放行时间,大幅度降低了协调量和协调难度。
航班机组对CDM系统运行模式高度认可,在杭州机场执行任务的航班机组,落地后不会像以前那样,通过甚高频不停的催促机场抓紧保障航班,因为泊位引导系统可以清晰的告知其航班的放行时间,机组心里有底了。
2、机场整体应急处置能力显著提升
杭州萧山机场有了CDM系统后,在大面积航班延误等航班不正常情况下,机场可以通过CDM电子平台对积压航班进行提前排序、预先申请、有序保障、快速放飞,有效避免了航班保障混乱、候机楼旅客大面积滞留等现象,机场的突发事件应急处置能力和大面积航班处置能力得到了显著提升。
3、促进杭州萧山机场非航业务发展
按照CDM时间控制旅客登机,旅客机上等待时间大幅降低的同时,却延长了旅客候机楼休息娱乐消费的时间,意外提升了候机楼商业区域的营业收入和招商广告的潜在价值。根据统计数据计算,因CDM系统使用, 2014年有近75万人在候机楼消费1小时,仅2014年6月至11月,杭州萧山T1、T3航站楼商品销售额为29035万元,比2013年同期销售额增加20%。
4、节能减排成效突出
航空公司通过CDM系统可以有效控制机组进场时间,在降低了航班机组超时风险的同时,又降低飞机APU的油耗,进而降低碳排放量和机坪噪音污染,该措施对缓解航空公司机务人员工作压力也有一定效果。据测算,2014年,在杭州机场运行的航班航油成本相比2013年同期总体节约1700万左右。
二、CDM系统发展面临的困境和解决办法
2014年,华东地区通过自主研发的航班协同决策系统实现了出港航班放行模式的改革后,在近三年华东地区航班量持续增长的情况下,对航班运行顺畅起到了重要的积极作用,有效解决了航班运行秩序问题、三大主体之间信息透明问题,同时减少航班延误的总体数量和总体时间。从实践效果来看,航空旅客出行体验明显改善,华东CDM系统的积极作用有目共睹,其价值也与日俱增;但是目前华东CDM系统发展面临三大困境:
(一)CDM 系统价值和航班正常性关系的认识困境
2016年,民航开始对航空公司航班正常性、机场出港放行正常率考核并严格落实处罚措施,同时对空管系统也提出正常性工作的要求,航空公司、机场和空管按照要求不断改进自身工作,航空公司,机场和空管导致航班延误的占比已经明显减少,但是在航班量大和密度高的地区,航班正常性仍然难以提高,正常性压力越来越大,以至于有关方面的管理层把航班正常性得不到改善而遭到批评或者处罚,归罪于并非解决正常性问题的CDM系统身上,质疑和否定CDM系统的声音越来越大,甚至呼吁停止CDM系统运行,也就是回到原来传统放行模式,这是因为表面上CDM系统计算的CTOT时间很多就和航班计划时间相比就延误了。但是在运行层面,航空公司和机场的AOC等又积极肯定CDM系统的价值和主动要求引接CDM系统的数据或者按照客户端,依此组织保障航班。这让空管系统尤其是一批支持、研究和研发CDM系统的优秀人员的思想陷入迷茫,CDM系统的价值认识落入了困境。
(二)用户功能完善的迫切和系统完善需要时间的困境
2014年华东地区CDM系统正式运行以来,随着用户的深入使用,各类用户也不断提出功能优化升级的需求,新增功能需求不断增加而且随着时间推移越来越迫切,但是空管自身研发力量有限,这种边运行边升级的模式也需要时间来研发、测试和上线准备,这是一对矛盾,因此,当前华东CDM系统也陷入升级完善的迫切性和大型系统升级的时间长的两难困境。
(三)持续升级CDM系统所需资金短缺的困境
华东CDM系统一期由民航局投资建成并运行后,系统规模在不断扩展,更多的公司和机场加入进来,更多的用户需求产生出来,更多的功能优化要求凸现出来,软件需要不断的优化升级,硬件需要不断扩展,核心软件团队需要长期稳定等,这些都需要长期连续稳定的资金支持,这是大型信息系统研发客观规律,但是现有项目模式无法满足这个特点,导致CDM系统持续完善升级面临资金短缺的困境。
三、不忘初心 坚守改革航班放行模式的方向不变
(一)主动适应发展 不忘改革初心
2012年民航局主动适应发展,通过推动建设CDM系统,改革传统航班放行模式,主要着眼点一是解决航班运行秩序尤其是航班延误后的放行时间问题,二是解决航班延误相关利益方之间的信息共享即信息透明化问题,是改善和提高航空旅客出行的体验,也是治理航班延误和改善信息服务的技术手段,而不是用来改善和提高航空公司航班正常性和机场出港放行正常率的。
从CDM航班放行模式改革所要解决的问题和近几年实际运行效果来看,是基本达到了目标的,改革航班放行模式的方向是正确的,实现航班放行模式改革的共同信息平台CDM系统是有存在价值和发展前景的;实践证明CDM系统是增强空管系统、航空公司和机场等单位之间航班运行协同所必须的装备系统,也是空管服务航空公司和机场的有效手段,更是民航业服务旅客的有效途径,因此,全行业要坚守改革航班放行模式方向不变。
(二)统一思想认识 坚定改革信心
民航局《关于2016年航班正常情况的通报》中说:2016年全平均航班正常率为76.76%,影响航空公司航班正常的主要因素及占不正常航班比例依次为:天气原因占56.52%,军事活动原因占20.83%,航空公司原因占9.54%,空管原因(含流量)占8.24%,机场原因占1.8%,可见影响航班正常率的原因主要是天气原因和军事活动原因;即使假设CDM系统作为空管原因影响航班正常性,2016年空管原因(含流量和CDM系统)也只占8.24%。2017年2月份统计数据中,影响航空公司正常性主要因素占比中,空管原因(含流量)也只占比11.15%,影响旅客吞吐量占全国0.2%(含)以上机场放行正常率中,空管原因只占2.54%;足见CDM系统不是影响航班正常性和出港正常率的主要因素;
再者,从公司和机场运行层面积极主动要求引接CDM系统信息为生产所用,说明CDM系统在航班保障中有价值,没有对航班正常性和放行正常率起负面作用;而是恰恰相反,从杭州机场实际数据看,对航班正常性和放行正常率提升是有些贡献的,今后可以在算法和规则上面向正常性和放行正常率做些改进优化,或许CDM系统可以对正常性提高作出更大贡献。
航班延误一定会降低航班正常性,但是治理航班延误不一定等于提高航班正常性,提高航班正常性除了改进空管、航空公司、机场工作外(三家原因占不正常航班比例约20%),更加主要的是改进航空气象工作(天气原因占不正常航班比例约56%),加强军民航融合(军事活动占不正常航班比例约20%);CDM系统是改革航班放行模式的平台,是用来改善航班延误服务工作,提高航班运行效率的工具。
各方面都要统一到上述认识上来,才能坚定改革信心,继续支持和帮助CDM系统的发展,当然CDM系统研发团队也要注意运行数据统计分析,改进工作方法,加大宣传力度,争取更多理解和更大信心。
四、创新机制 坚持发展航班协同决策CDM系统
(一)、创新算法和规则 促进航班正常性改善
从近几年华东地区实际运行数据看,CDM系统对航班正常性改善是有贡献的,今后可以面向航班正常性和放行正常率来创新算法和规则,让系统输出的可执行CTOT更加接近航班计划表时间,从而促进正常性改善;另一方面,加强运行时间统计和分析,找出机场各方向航班实际可起飞的规律和特点,反过来帮助合理调整航班计划表时刻,这样航班计划表时刻和CDM系统根据当天计算的可执行时间就越接近,航班正常性就自然有改善,2017年2月,全国时刻协调机场始发航班起飞正常统计表中显示,航班时刻不合理占不正常原因的7.78%,如果两个方面都做工作,航班时刻原因占比下降,就是航班正常性提高。
(二)、创新项目管理方法 解决持续升级资金需求
当前,空管装备发展面临一个新阶段,传统空管装备和国外的现成系统已经不能适应或者解决当前乃至今后空管装备发展的需要,需要依靠我们自己或者引进概念或者自己创新理论,自己研发系统满足空管安全和运行需要,自主研发系统尤其是计算机信息系统和一次采购硬件系统对资金的需求和使用完全不同。
因此,对于自主研发型信息系统项目如CDM系统,要创新项目管理办法,在研发项目建成后,根据项目规模留足一部分滚动资金,每年用于系统不断完善升级,并持续若干年,直到系统足够安全,稳定和成熟,达到适用、管用和好用的目标。
(三)、创新研发资金渠道 解决研发资金的短缺
空管自主研发的系统如CDM系统,是一个面以航班为对象,面向航空公司、机场和空管等航班保障单位的服务型信息系统,对提高航班运行效率、降低运行成本有较大贡献。
因此,类似CDM这样的信息系统,其持续完善升级和运行维护所需成本资金,可以由用户按照一定规则共摊,共同使用的系统、共同受益的系统,共同承担系统的成本费用,也就是“大家的儿子,大家养”,从而灵活解决短缺资金,为系统持续发展提供稳定的资金来源。
(四)统筹发展规划 坚持发展CDM系统
“十三五”是民航强国建设的关键时期,民航强国建设的两个目标是民航品质的发展和航班量的发展,实践证明基于CDM系统平台的航班放行模式改革对航班运行品质和增量有较大的贡献,因此,全行业要坚持发展航班协同决策CDM系统。但是根据我国CDM系统原创性特点,要做好两个阶段的统筹规划:第一个五年阶段也就是现阶段:各地区先行先试,百花齐放,百家争鸣,在实践中优胜劣汰;第二个五年阶段也就是2018年后:选择最适合的一家CDM系统包括系统架构、核心算法、应用功能等,推广到全国,用一个系统来计算全国各机场出港航班放行时间,全面实现全国航班放行模式改革,为航班运行品质和航班增量作出更大贡献,扎扎实实推进民航强国建设。
(作者:高爱国 民航华东空管局)