引言 

　　民航业自诞生以来，技术突破便是其发展的主要推动力。近年来，大量先进的电子化、信息化及智能化设备不断应用到航空器机载设备、地面运行控制、空中交通管制等民航运行的各个部门。电子飞行包（EFB）作为一种驾驶舱使用的航行数据电子显示系统，近年来逐渐得到航空公司的青睐。本文探讨以EFB为载体结合通讯、导航、监视、气象、情报等专业技术革新的“智能驾驶”甚至是“无人驾驶”技术革新带动民航行业的技术和管理的创新，将这些相对孤立的“点”整合成“面”，构建一种集成化、协同化的空中智能交通系统（Air-Intelligent Transportation Systems ,简写为Air-ITS）,将技术创新融入理论创新之中，利用系统的理论引发行业的变革，实现管理、规划等方面真正的突破，发挥技术的最大效能。 

　　一、找准突破口 

　　1、空中智能交通系统概述 

　　空中智能交通系统有别于传统空中交通管理系统，是结合了计算机、电子通信、系统工程等技术，对空中交通系统各个子系统进行集成管控的综合性交通运输系统，这一理念最先被应用于公路交通领域，如谷歌、百度等公司开发的无人驾驶汽车。民用航空作为综合交通运输系统的重要组成，智能化发展将是其平衡、协调、持续发展的必然选择。而要实现Air-ITS需要分阶段循序推进，需要找准突破口和抓手，其涉及人-机-环-管等多个主体及飞行、运控、空管等多个部门协同运行。飞行员作为四大主体中的核心，系统最终为其提供实时、有效的辅助决策数据，并通过智能化设备呈现出来，Air-ITS最终落脚在为飞行员提供通过智能化技术集成处理后的信息。因此，Air-ITS的核心和首要目的就是为飞行员提供实时智能决策支持，有效降低飞行误差和安全风险，提升运行效率。 

　　2、以EFB为载体的飞行辅助决策技术 

　　现在的飞机可以通过提前装载好的导航数据库，在自动驾驶仪的帮助下，按照设置好的飞行路径自动飞行。但自动驾驶的飞机将在任何情况下都始终遵循这一路径，直至飞行员在自动驾驶仪上更改或接管飞机控制。而未来的飞机应当能够自主选择更优路径或在感知到危险时更改飞行路径，这些更改都不需要人工干预，这就是自主飞机。自主飞机将需要在设备方面有所改善，目前的机载设备只能告之飞行员如何避开空中冲突和避免撞地，未来的设备将使飞机自动采取避让行为。在单人驾驶飞机的情况下，这一功能将减少飞行员的工作负荷并提高安全性。在不久的将来，航电技术的进步将能使飞机实现上述功能，然而飞行辅助决策系统的实现将是首要目标。 

　　以EFB为载体的飞行辅助决策系统综合管制、情报、气象及航空器自身及周边航空器实时信息，通过综合决策计算机计算最优飞行路线，以EFB为软硬件载体实现高效安全的飞行，具体实现手段如下所述：EFB与ADS-B技术结合，实现周边空中交通态势感知；EFB与机舱wifi技术结合，接收实时气象信息，实现周边空中交通飞行环境感知；EFB与ACARs数据融合，实现航空器自身状态感知；EFB与精确的数字高程地图数据融合，实现航空器自身飞行高度状态感知；EFB与精确的机场场面数字地图信息融合，实现航空器场面滑行状态感知与冲突避让；EFB与高性能计算机结合，综合航空器状态、周边航空器状态、气象信息、航路及目的地机场信息，综合计算，搜寻优化路径，为飞行员提供最优决策。另外，某空域中所有航空器高性能计算机通过地空数据链实现信息汇总与融合，与地面超级计算机实现实时通信，地面超级计算机根据某空域范围内交通态势、环境条件、管制员情况预估未来综合交通态势并实时做出流量管理与空域管理的最优决策，从而实现空域整体的最优化运行。 

　　二、EFB深度融合的空中智能交通系统发展“5A”规划 

　　2017年2月发布的《中国民用航空发展第十三个五年规划》提出实施科技兴安工程，不断推进EFB等新技术的运用。EFB以其集成化信息显示、数据处理、陆空通信、轻量化等方面的优势将会为“十三五”期间Air-ITS系统的搭建以及民航安全、高效、绿色的发展提供有效的技术支撑。各利益相关方需要明确责任、协调配合，发挥各自优势，为EFB深度融合的空中智能交通系统发展提供源源不断的动力支持。 

　　1、局方（Authority）：科学布局，发挥主导优势。 

　　民航局作为中国民用航空的主管机构，必须深刻认识到EFB技术深度融合的智能空中交通系统将会在技术和管理两方面为民航安全和效率带来的巨大变革，它将首先通过驾驶舱智能化逐步改变现行管制、飞行规则，为自由飞行和自助避障带来突破，其次会将这种飞行员为主体的智能系统扩展成为包括航空器运行整个过程的综合智能空中交通系统，将为运行控制、空中管制、航空情报、气象预测、机务保障、机场运行等各个部门人员提供可靠的决策信息，最终整个系统将可以连接智慧机场，并通过智慧机场与整个智能交通系统实现衔接。 

　　为实现科学布局，民航局应依靠主管部门的行政优势，为Air-ITS的发展构筑稳固的顶层设计：1.稳步推进ADS-B、CDM技术和流量管理系统的部署、适航审定和运行标准的准备工作，为EFB平台深度融合创造外部条件；2.全力支持签派、情报、性能、气象等部门联合制定有利于EFB集成的数据标准和传输协议，支持国内科研人员开发符合国情的签派、情报、气象产品和飞机性能计算模块；3.积极开展国际合作，推动相关技术的进步；4.建立统筹协调机制，支持相关研发部门与民航系统外高水平科研机构联合研发。 

　　2、航空公司（Airline）：大力推广，发挥主体作用。 

　　航空公司作为EFB平台的应用主体和最大受益者，有权利也有义务加大推广力度，发挥其主体作用。航空公司应主动和政府主管部门配合，在政府主管部门的技术规范和政策引导下，提供一线生产经验，与科研院所开展合作，联合开发EFB与机舱wifi技术结合技术、EFB与ACARs数据融合技术，实现航空器自身状态感知并保证信息安全和实时性。航空公司还应全程参与新技术的研发、实验、应用和推广工作。在培训方面，积极与国内外EFB生产厂家配合，积极引入先进设备的基础上开展专项技术培训与设备使用培训，提高航空公司应用EFB新技术的核心能力，提升使用效率，实现公司利益最大化。 

　　3、管制单位（ATC）：完善标准，发挥协同作用。 

　　管制单位作为飞行以外航空器运行安全的主要保障部门之一，充当着航空器运行“千里眼”，也是EFB平台主要数据来源，CDM协同决策技术及“十三五”空管专项科技发展规划技术（见表2）均是最终实现EFB深度融合的关键性技术，因此需要不断强化协同决策理念，推进空管保障新技术的发展，同时完善数据传输标准，加强同签派、飞行部门的技术交流，逐步完善陆空通讯数据链，实现管制数据实时上传。另一方面，由于管制单位涉及数据较为庞大复杂，可以研究分布式大数据云处理平台，将智能化处理之后的数据根据EFB平台标准先行整合渲染之后再向机载EFB传输数据，以减轻机载EFB工作运算负荷，提高运行效率。空管局气象部门还应在航路和中高空天气预测、国内机载气象数据下传、增强型气象系统建设等方面加快推进。空管局情报中心应积极推动数字化、矢量化航图、地形图、机场地图等，为自主飞行提供实时、精确的飞行环境数字化产品。在空管基础设施建设方面，空管部门应积极推动ADS-B设备建设和运行，为自主飞行提供实时、精确的空域飞行态势。 

　　表1“十三五”民航空管专项科技规划主要技术 

　　4、航空器（Aircraft）及航电设备制造商：突破瓶颈，发挥技术优势。 

　　航空器及航空电子设备制造商是EFB平台的硬件提供者，也是对EFB深度融合在技术领域最有发言权的部门之一，特别是波音、空客、霍尼韦尔和杰普逊等公司，已经在EFB技术领域确立了主导地位，因此必须借鉴其技术优势，实现联合开发。特别是在信息融合技术领域：EFB与ADS-B信息、机舱wifi信息、气象信息、ACARs数据、数字高程地图数据、机场场面数字地图信息融合；另一方面，EFB与高性能人工智能计算机融合，实现自主飞行和全空域智能监控技术。我国的航电厂商也应积极研发出自主知识产权的EFB技术。 

　　5、科研及培训单位（Academy）：大胆突破，发挥先导作用。 

　　由于设备实际投入使用过程前需要较长时间、较为严格的论证、审定工作，所以民航科研及培训单位可以借助其科研方面的前沿思想和理念，利用虚拟仿真平台现行进行技术突破和应用评估论证；与国内外科研院所深入合作，借助国内外高水平高校及科研单位在电子、信息、计算机、大数据方面的专业平台，开展联合技术研发，推进EFB功能需求和理论研究，为EFB技术与其他技术深度融合提供理论依据。在人才培养方面开展深入合作，特别是在设备制造、产品功能需求分析、软硬件开发、维修保养、设备应用等领域借鉴国外先进理念与技术，为我国自主研发能力的提升提供必要条件。 

　　三、总结 

　　本文提出了空中智能交通系统（Air-ITS）的理念，解决了为什么要以EFB技术为突破点构建Air-ITS。充分发挥EFB与其他技术融合的优势，实现空中交通智能驾驶。结合“十三五”民航发展规划及行业发展现状，提出了EFB深度融合构建Air-ITS的“5A”发展规划，为“十三五”期间EFB技术及Air-ITS的搭建提供了借鉴。 

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　　（作者：王必鹤）