科技创新与空管发展
摘要
民航空管系统是航空运输系统的三大支柱之一,是航空运行的龙头,也是航空运输业发展的基础。优先发展空管系统,加快空管现代化进程,是实现我国民航强国战略目标的重要举措。近年来,空管系统在科技应用上取得了一定的成就,但在创新、信息共享和协作联动等方面还有待进一步提高,未来几年是我国深化科技管理改革关键时期,也是民航空管科技发展重要战略机遇期,全系统应趁势而为,全力推进空管科技创新工作。本文在分析我国民航空管科技创新形势的基础上,提出空管科技创新的具体措施,以应对航空运输持续增长给空管系统带来的严峻挑战。
一、我国空管发展现状
自上世纪90 年代起,我国空管系统通过大规模引进和建设监视雷达、管制自动化系统、地空甚高频通信电台、地面导航设备等,快速实现了空管系统的第一次技术升级,特别是以实施雷达管制、实施缩小垂直间隔(RVSM)和建成三大区域管制中心(北京、上海、广州)为标志,在空管运行保障能力和运行方式上实现了第一次质的飞跃,初步奠定了中国民航空管系统现代化的基础。这些新程序、新标准、新技术和新设备的应用,大幅提升了空域容量和总体运行效率,为促进民航运输量的快速持续增长提供了有力保障。当前,民航领域正在面临着新一轮的技术变革,空管系统依据国际民航组织(ICAO)航空系统组块升级计划(ASBU),开展广域信息管理(SWIM)、基于航迹运行(TBO)、基于性能导航(PBN)、自动相关监视(ADS-B)、航班运行协同决策(CDM)与流量管理(ATFM)等技术研究和应用推广,这些技术对于促进信息交换、提高航班可预测性、增加空域容量、提升服务品质和运行效率具有重要意义。
目前,空管系统科技研发能力不断提高,重大技术攻关成果显著,对外技术依存度逐步降低,在国产中小型装备、自动化和新技术装备方面取得了一定的成绩。但在空管新技术引领、国际标准制定、军民航协作、协同运行、信息共享及协作联动等方面也存在不少困难和问题,必须依靠科技创新,创造性地破解这些困难和问题,全面提升空管系统安全水平和运行效率。
二、空管科技创新形势
“民航发展,空管先行”。当前正处于全球空中航行技术更新换代的关键时期,我国空管既面临赶超跨越的难得历史机遇,也面临差距拉大的严峻挑战。因此,我国民航空管必须通过科技创新不断提升安全水平、不断改进运行效率、不断推进自主创新,不断缩小与国外发达国家的差距,为支撑民航发展提供更加坚实的基础。
(一)行业发展需求
随着我国经济的不断发展,航空运输将持续增长,据预测,未来20 年,民航旅客周转量年均增速为7.6%,货邮周转量年均增速为9.4%,运输规模和社会影响不断扩大。由于民航业的持续快速发展,空中交通业务总量不断增长,预计到2025 年,空管保障总飞行时间将达到1800 万小时,是目前的2.4 倍;全国机场起降架次接近1900 万,是目前的2.5倍。面对如此大的航班保障量,空管系统必须通过科技创新和应用来缓解运行压力,不断提高运行效率和安全水平。
当前,民航空管的运行特点可以概括为多跑道、高密度、大流量、全天候,支撑技术以网络化、软件化、信息化、云计算、大数据为特征,必须通过技术变革来应对空管保障工作的新特点。“十三五”期间是实现民航强国战略构想关键阶段,空管系统应当全面开展科技创新工作,制定关键技术实施计划,落实相关任务。
(二)国家政策引导
党的十八大做出了实施创新驱动发展战略的重大部署,强调科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑,必须摆在国家发展全局的核心位置。在国务院发布的《国家创新驱动发展战略纲要》中,明确指出创新驱动是国家命运所系、是世界大势所趋、是发展形势所迫。并于今年5月召开全国科技创新大会,大会深刻分析了我国科技工作面临的新形势、新任务,就贯彻落实党中央、国务院《关于深化科技体制改革加快国家创新体系建设的意见》做出全面部署。国家相关政策的出台,对加快民航强国建设、推动空管科技创新事业又好又快发展具有重大指导意义。
在民航局出台的《关于进一步深化民航改革工作的意见》中,将提升民航科教支撑能力作为主要任务之一,要求按照 “出成果、出人才、出效益”的要求,深化民航科技教育改革,为行业持续发展提供科技和智力支撑。
(三)国际民航空管新技术推动
在技术变革加快和经济全球化的背景下,全球空管一体化趋势日益凸显。国际民航组织提出航空系统组块升级计划,为各成员国提供了一套系统化且灵活的全球系统工程方法,以运行绩效驱动技术应用;国际民航组织亚太办事处推出“无缝空管计划”,在全球计划的战略框架内,以航空组块升级为平台,开发并部署能够确保亚太地区航空运输安全与效率的无缝ATM系统;美国NEXTGEN和欧洲SESAR等新一代空管系统项目已经进入到验证和部署阶段,伴随着上述项目的实施,欧美航空发达国家提出了未来空管系统一系列新概念、新技术和新程序。
作为民航大国,我们必须紧跟国际民航空管发展趋势,全面推进空管科技研发和技术创新工作,参与乃至引领相关政策、标准和程序的编写,不断提高中国民航空管的国际地位,同时确保与国际民航发展的协调一致。
三、空管科技创新具体措施
无论是内在需求,还是外在驱动,都决定了中国民航空管必须走科技创新的道路,同时需要空管系统加强规划与管理,确保科技创新工作切实落到实处。
(一)加强顶层设计和总体规划
以技术中心为基础,着力打造空管科技总体技术单位,针对空管系统未来发展所需的新概念、新技术开展仿真验证,评估其安全性、可行性、有效性和经济性等,为新技术的研究、新装备的研制、新运行方式的采用提供指导与依据,为空管系统的规划研究和顶层设计提供技术层面的决策支持。
依据国际民航全球空中航行计划,在航空系统组块升级方案的统一框架下,充分结合我国空中交通管理系统的现状、需求和发展目标,采用系统化和工程化的方法,整体把握、合理配置,制定近期、中期和远期专业科技发展规划,落实各项关键技术实施路线图,严格按照计划全面推进空管系统科技创新工作,不断推动我国空管系统技术变革和运行改进,确保国内航空系统组块升级与ICAO全球航行系统规划与实施的一致性,保证未来我国空中航行系统与区域内其他国家航行系统的互用性。
(二)加强标准制定和自主创新
在对现行国际民航组织标准和国际航空工业标准体系研究和梳理的前提下,强化系统规划,合理布局,成立各专业标准制定专家组,制定详细工作计划与方案,研究出台相应政策与激励机制,鼓励国内工业界,科研机构与运行单位全面开展国产设备和新技术标准制定工作,并积极参与国际民航组织及相关标准化组织各层面工作。
开展设备研制和试验验证工作,为推进国产设备国际标准化和民航应用提供运行数据积累与技术支持,并加强宣传与协调工作,提升国产设备在各个国家和地区间的认可程度,从而促进国际标准制定和修订工作。同时根据工作进展,适时启动建立由中国民航主导的国际民航标准化组织,掌握话语权和引领权。
民航应用是全球性、开放性的,标准、设备、运行等也是全球统一的要求,因此在设备研制、运行实施和标准制定过程中,既要以自主创新、实现自主保障为核心,也必须广泛开展国际合作,借鉴国际先进经验,合理利用国际规则,充分参与国际竞争,加强与国际接轨,加快空管科技创新进程。
(三)加强空管科技项目管理
民航空管科技管理部门应会同对口业务主管部门,以国际民航组织空管新技术发展趋势、空管系统科研专项规划、空管运行发展需求为基础,遵循面向安全、面向运行、面向发展、面向市场的原则,向空管系统各单位征集指南建议,并建立空管科技项目储备机制和科技评价制度,确保每个科研项目都做到有的放矢。民航空管科技管理部门应遵循依法管理、规范权限、明确职责、精简高效、成果共享的原则,开展空管系统科技项目的管理与监督工作,包括拟定项目指南、组织立项评审、发布项目计划、组织任务书或技术开发合同的签订、项目检查与验收、科技信息共享、成果交流与推广应用。在科技项目的实施过程中应充分发挥科技专家委员会的技术咨询作用、总体技术单位的顶层规划作用、财务管理部门的经费监管作用以及对口业务主管部门的需求导向作用,做好空管系统科技项目管理工作。
探索和建立科技研发及技术支持工作的绩效考核和奖励激励机制,提高科技研发和技术支持工作的主动性和积极性,吸引人才、激励人才和培养人才。通过建立仿真验证平台和业务数据库等工作,加强科研工作的基础技术支撑手段。
(四)加强交流与合作
加强与世界民航大国在法规标准建设、核心技术应用、运行效能提升等方面的合作;加强与科研院所、生产厂家在空管设施设备国产化方面的合作。
紧跟国际空管发展趋势,利用国际合作平台,与国际民航组织、发达国家空管单位开展国际技术合作、数据共享、标准制定、联合演示等工作,协同推进空管技术变革,确保设备和运行标准的一致性和互用性。
以空管科技总体技术单位为核心,建立业务需求与技术总体团队,承担新技术跟踪与研究、业务发展需求分析与挖掘、运行改进绩效评估、技术解决方案设计、新技术仿真验证等工作。合理配置空管系统科研单位、高等院校、研究机构和工业界的科技资源,调动空管系统内外科研力量,适时建立相应研究机构及实验室,充分调动各单位科研力量,发挥技术特长,促进单位间合作,开展技术解决方案实施以及技术装备开发研制、试验验证、投产应用、完善提升等具体研发和研制工作,提升科研工作效率和水平。
四、结语
作为全球第二大航空运输体系,在航班量持续增长的同时,我们所面临的内外部环境愈发复杂,对内我们需要解决流量管理、军民航协作、通航监控等问题,对外我们有义务也有责任引领世界空管发展,参与国际标准规范的研究制定,将中国的经验、技术与产品介绍推广到国际民航领域,提升国际地位。
“十三五”时期是我国深入实施创新驱动发展战略、全面深化科技体制改革的关键时期,民航空管系统必须认真贯彻落实党中央、国务院决策部署及民航局“践行一个理念、推动两翼齐飞、坚守三条底线、打造三张网络、补齐四个短板”的民航发展总体思路,立足“中国特色,自主创新”,以开放、创新、共享、发展的理念开展空管科技创新工作,以科技创新提高空管保障能力与运行效率,开创空管发展新境界和新局面。(齐鸣,民航局空管局技术中心)