摘要：数字化时代的“云大物智移”等新技术正在民航、空管行业深入应用与发展，从技术上推进了“智慧民航”、“智慧空管”战略的落地实施，仍需从思维、管理上助力“智慧空管”向更深层次、更高目标发展迈进。本文基于数字化理论，通过分析空管运行管理所面临的发展瓶颈，阐述空管数字化转型的必要性与重要意义，借鉴国际空管数字化转型成功经验，探讨了我国空管依托数字化转型助力“智慧空管”建设的愿景目标、规划路线、实践案例，并提出发展建议。 

　　关键词：新发展理念；智慧民航；智慧空管；数字化转型；数据治理；  

　　一、研究背景 

　　（一）新技术革命标志数字化时代来临 

　　随着我国“数字中国”、“互联网+”、“智慧社会”等一系列重大战略和行动方案的发布与实施，以“云大物智移”（云计算、大数据、物联网、人工智能、移动互联）等为特征的新一代信息技术迅猛发展和广泛应用，引发了新一轮的科技革命和产业革命，促使数字化呈现集中爆发的态势，标志着我国数字化时代的来临。数字化不仅是技术变革，更是思维革命，正深刻重构着人们的思维方式与认知方式。数字化为用户提供了更开放的创新平台，极大地缩短了创新周期，促进新技术、新应用、新模式不断涌现，正成为智慧社会建设发展的核心动力之一。 

　　（二）新发展理念引领智慧民航发展 

　　习近平总书记鲜明提出“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念^[1]，为中国新时期的社会经济高质量发展指明了方向。民航局深入研究部署全面贯彻新发展理念，牢牢抓住“创新”这一牵动行业发展全局的“牛鼻子”，通过“智慧民航”战略规划与发展建设，扎实推进高质量发展的新举措、新途径。冯正霖局长在2019年中国民航发展论坛上强调，要将“智慧”作为驱动民航高质量发展的主要动力，并以数字化转型作为底层战略^[2]。“智慧空管”是“智慧民航”的重要组成部分和有力支撑，为进一步深化落实“智慧空管”战略目标要求，空管系统正在积极探索数字化战略举措，目的是通过数据驱动来实现数字化转型，依托数字化转型来带动管理转型，助力“智慧空管”的高质量建设与发展。 

　　二、空管数字化转型的理论逻辑 

　　（一）数字化发展的演进趋势 

　　数字化发展历程起始于信息化，呈现出四步曲的演进趋势特点。首先，信息化是当前数字时代以及未来新技术革命的基础，称之为1.0阶段。信息化产生了海量的数据，只有当数据真正变成生产资料时，才标志着进入数字化时代，即2.0阶段。数字化是跨上智能化、智慧化新台阶的重要基础，大致经历信息数字化、业务数字化和数字化转型三个阶段后，进而迈向智能化发展的3.0阶段。数字化与智能化紧密相连、相互促进与完善，合称为数智化阶段，最终实现智慧化目标，进入4.0阶段。数字化发展演进的相关概念简述如下： 

　　1.信息化 

　　信息化是基于一个业务的点或者线的需求，进而研发相应的软件、平台、系统，提升业务的效率，降低运行成本或提升可靠性。信息化从解决单个问题出发，侧重于业务信息的搭建与管理，来源于流程化，也即业务数据化，只进行信息化的后果是对单个内在需求产生单个信息系统，结果导致数据烟囱的产生。 

　　2.数字化 

　　相较于信息化，数字化则是系统谋划，从全局层面考虑数据治理，基于场景对业务流程再造、重构、优化，实现管理模式的变革。数字化是亦是一种需求导向模式，即数据业务化，实现数据赋能，包括技术赋能、生态赋能、市场赋能、人才赋能等。按照发展程度的不同，可以细化为信息数字化、业务数字化和数字化转型三个层次，数字化转型是数字化的最高发展阶段。     

　　3.智能化 

　　智能化是在人工智能体系建设的基础上，实现基于数据和算法的全业务链路智能化运营与管理。智能化时代，以信息数据和技术融合为支撑的智能化系统将得到广泛应用，大数据存储挖掘的技术应用将成为常态，基本实现生产运行系统、业务管理系统的智能化集成，充分提高数据使用率，达到各方资源共享的愿景，使各子系统之间联动和协同^[3]。 

　　4.智慧化 

　　智慧化是数字化发展历程的最高水平，发展目标是全融合、高智能、促提升，最终实现企业组织纵深变革，内容包括智慧设施建设完备、智慧运行平稳开展、智慧服务全面提升和智慧管理完成转型等4方面。 

　　从信息化演进到智慧化，是数据不断丰富、健全、挖掘和应用的过程，此过程是连续的、重叠的、迭代精进的、趋于自主智能决策的。 

　　（二）空管数字化转型的本质内涵 

　　空管作为一个具有一定IT信息行业特点，高度依赖信息化，生产、存储、分析数据，并利用数据提供服务的一个行业，需要顺应数字化时代的发展要求。对空管系统来讲，数字化转型是信息化发展到一定阶段的产物，它的最大价值是挖掘空管生产运行规律，实现流程再造、管理转型、服务升级。空管数字化转型，不仅仅是信息的数字化，更重要的是业务流程的数字化，以数据驱动业务流转和推进，形成数据驱动型的智慧运营方式和产业生态，并利用数字化技术驱动业务重构、驱动管理变革，为“智慧空管”战略落地实施提供决策依据与源动力^{[4] [5]}。 

　　（三）空管数字化转型的必要性 

　　推进“智慧空管”建设是新发展理念的时代要求，是空管高质量发展的关键举措，而当前空管的传统运行管理方式面临发展瓶颈，主要存在4方面不足和问题： 

　　1.业务保障量增长与资源紧张之间的矛盾 

　　2015-2019的五年间，空管系统年度保障航班起降架次由750万跃升至1075万，年均增长达8%，高于同期GDP约6.8%的增长率。在保障任务日益加剧的情况下，空域、人力、财务等资源仅有少量增长，这导致保障任务与资源紧张的矛盾日益升级。 

　　2.数据壁垒难以支撑数据驱动管理与决策 

　　传统信息化建设的系统架构是烟囱式的，不同系统之间相互未打通，在整个信息化技术飞速发展过程中，形成了企业内外部的信息孤岛和数据壁垒，限制了数据共享交互。随着国际间基于信息整合的空管服务竞争日趋激烈，信息孤岛和数据壁垒是数据驱动型管理决策的最大障碍。 

　　3.数据治理体系与数据治理能力基础薄弱 

　　数据生产的体量越来越大，数据资产的价值越来越高，数据相关的技术、应用也在快速迭代更新。但当前空管存在数据烟囱林立、数据标准缺失、数据资产管理意识和数据治理基础薄弱等数据质量问题，离数据治理体系与数据治理能力现代化的目标存在较大差距。 

　　4.信息化流程难以满足数字化管理要求 

　　数字化管理是“智慧空管”的基础，然而现有大部分信息化系统是在2000年左右启动建设，当时设计思路是将现实的业务流程在计算机及其网络系统里固化，没有形成完整的数据闭环，很多业务流程不能输出有价值的数据。表现为生产运行系统尚不能面向管制用户直接提供业务决策报告，综合管理系统尚不能与生产运行系统实现数据资源共享，更无法为数字化管理提供决策支撑。 

　　如何应对解决上述能力短板与存在问题？唯有进行数字化转型，而不是单纯的继续在信息化上打补丁。因此，空管系统实施数字化转型是解决现实发展瓶颈的重要方法，迫切需要进行探索实践。 

　　（四）空管数字化转型的重要意义 

　　1.数字化转型是实现高质量发展的内在要求 

　　为全面贯彻落实民航局“一二三三四”工作思路，满足民航高质量发展对空管系统提出的更高要求，探索数字化转型是实现空管高质量发展的内在要求。空管数字化转型是破解空管发展瓶颈的首要任务，是应对解决问题短板的重要方法，是实现“智慧空管”战略的重要支撑。 

　　2.数字化转型是智慧空管建设发展的必由之路 

　　智慧是空管安全发展的时代要求，是空管创新发展的驱动源泉，是空管协同发展的基础支撑。数字化转型是实现智慧化目标的底层战略，数字化转型是落实智慧化发展的必由之路。建设“智慧空管”要深入研究与应用“云大物智移”新技术，实现数字化技术应用向智慧服务的深度融合转型。  

　　3.数字化转型是提升数据治理能力的必然选择 

　　未来空管的业务形态、数据维度将更加复杂和多元化，新的业务需求层出不穷，数据量级将进一步提升，空管对于数据治理及价值挖掘的需求将更加迫切。通过数字化转型进一步降本增效、重塑竞争力、推进治理体系与治理能力现代化，成为当前空管提升数据治理能力的必然选择。 

　　三、国际空管数字化转型研究综述 

　　在全球民航、空管都面临着新一轮技术变革的背景下，国内外民航业纷纷实施新型战略计划，以美国新一代航空运输系统（NextGen）、欧洲单一天空计划空中交通管理项目（SESAR）、国际民航组织（ICAO）航空系统组块升级（ASBU）计划和中国民航空管现代化战略（CAAMS）^[6]最为典型，这些战略推进实施过程中均进行了空管数字化转型的探索实践，并在相关领域取得积极成效。  

　　（一）美国NextGen推进数字化管制服务 

　　美国NextGen旨在建立灵活、高效的空中交通管理系统，该计划的重点之一是采取地空数据链技术实施数字化管制服务。目前美国已在61个机场启动了基于CPDLC协议的DCL服务，并于2019年底在全部高空管制区启动初始航路阶段数字化管制服务，FAA将长期拓展飞行全阶段数字化管制服务。这将逐步替代传统话音管制服务，大幅减少管制员与飞行员的工作负荷，改善话音通信频率资源紧缺状况，提升管制服务安全性、可靠性和准确性。 

　　（二）欧洲SESAR建设数字化空管指挥中心 

　　欧洲SESAR以实现欧洲空管系统现代化、和谐化为目标，围绕空管数字化转型战略相继提出了SESAR2020和SESAR2040计划，旨在提高空管安全裕度、容量、效率。以2020年为建设目标年的SESAR2020计划，主要提出了集成式塔台、云可视化服务平台以及机场协作运营三大新技术，依靠该新技术建立起新的系统。继德国后，2019年瑞典空管服务商（FLV）在斯德哥尔摩建设完成全球最大的数字化空管指挥中心，可以同时远程管制瑞典4座机场，实现了远程数字化指挥的应用转型。 

　　（三）ICAO ASBU实施数字化ATM管理 

　　2012年，ICAO推出了ASBU计划，旨在用系统化、工程化的方法指导全球空中交通管理系统的规划与实施。关于空管效能提升，ASBU效能改进领域2—全球互操作系统和数据，提出了数字化ATM 管理（DATM）的组块发展方向，即通过数字化航空情报管理和集成所有数字化空中交通管理信息改进服务。 

　　（四）中国CAAMS 探索数字化协同空管服务 

　　中国CAAMS是民航局空管局根据ICAO有关规定和标准及ASBU计划，充分借鉴美国、欧洲及其他先进国家的空管理念与做法，根据中国空管实际情况于2014年提出的。该战略体系架构共有4个目标视图、7个运行概念、16项服务能力和13项基础设施，一项重要的服务能力即是实现数字化协同空管服务。 

　　CAAMS的实现路径是建设“四强空管”，以智慧化为抓手，实施关键是空管数字化转型。因此，民航局空管局、西北空管局、华东空管局等单位相继开展数字化转型试点工作，包括空管局大数据专项规划与“空管云”建设、西北空管局智慧管理系统建设、华东空管局数字化转型规划与实施等，旨在不同层面和维度探索生产、运行、管理的数字化转型成功经验。本文将以华东空管局的数字化转型为案例，探讨空管数字化转型的发展路径与实践经验。 

　　四、华东空管数字化转型的理论研究与探索实践 

　　华东空管局负责上海本部与华东地区十个分局站及中小机场的民航运输航空和通用航空飞行保障业务，2019年保障各类飞行11463623架次，占全系统保障份额的27.18%，近五年年度业务保障量始终占全系统三分之一左右。在内外部发展环境与要求下，华东空管局将数字化转型列为一号工程，专门成立数字化转型办公室，探索华东空管的数字化转型路径。 

　　数字化转型规划与实施的思路主要包括管理数字化、业务运营数字化、生态一体化、信息与数据共享化等“四化”，如图1所示。按照此思路及数字化方法论开展数字化转型顶层设计、蓝图设计、规划实施路线和应用场景实践。 

　　图1 数字化转型规划与实施思路 

　　（一）数字化转型的顶层设计 

　　开展专项规划咨询，对新发展理念、民航高质量发展要求、“四强空管”建设等全面理解和深刻解读，摸清华东空管业务现状与发展需求，进行数字化转型顶层设计，提出数字化战略规划的总体思路与愿景目标，发挥引领作用。 

　　在习近平新时代中国特色社会主义思想、民航高质量发展指标体系、民航空管中长期发展纲要及现代管理科学与信息技术的理论指导下，提出将数字化转型作为落实“智慧空管”建设的一项战略性举措和重要抓手，进一步推动和实现华东空管高质量发展的总体思路，努力成为全球一流航行服务提供者的战略愿景。 

　　（二）数字化转型的设计蓝图 

　　基于华东空管数字化转型愿景目标、服务对象、生态圈需求和自身能力，分析新技术应用创新机会以及未来的数字化应用场景，进行蓝图规划。华东空管数字化转型的设计蓝图如图2所示，以服务对象需求为导向，以技术和业务为支撑，以数据治理应用为重点。 

　　图2 数字化转型设计蓝图 

　　从数据的角度来讲，自下而上，分为以下三层。（1）数据采集层：把空管内部管制、通导、气象、情报、行政管理等各类数据以及外部机场、航空公司等相关数据，通过目前在华东地区部署的空中交通服务运行管理系统（ATS）以及各种数据采集管道采集上传至云平台。（2）数据处理层：在云平台进行数据挖掘、分析和可视化后再上传至数据应用层。（3）数据应用层：通过大数据和人工智能为民航行业、综合交通、社会大众提供新服务。 

　　从管理决策的角度来讲，自上而下，数据驱动管理决策，为管理决策提供科学支撑；管理决策又会产生新的数据，进而不断的迭代更新、优化。 

　　（三）数字化转型的规划实施路线 

　　数字化转型的规划实施路线是支撑顶层设计和蓝图设计实现的基础，包括实施路径、关键节点、项目群清单及投资效益评估分析。华东空管局提出了空管“智慧大脑”新平台规划，分两期建设一系列智慧项目，投资额达3亿元。“智慧大脑”新平台是数字化转型的技术支撑与管理基础，分为管理决策应用、智慧管理系统、大数据平台和云平台四个部分。通过搭建新的智慧化管理平台，整合迁移现有业务、管理信息系统，新建相关应用系统，开放平台供用户数据交互、创新服务来实现。 

　　第一，管理决策应用包括安全管理、质量管理、绩效管理、人力资源、投资预算管理、档案管理、门户网站、移动办公、ATS等系统。 

　　第二，智慧管理系统对生产、运行、管理等各类数据进行分析，包括安全态势分析、运行效能分析评估、地区级流量管理、管制员能力评估、协同保障分析评估、党务管理、财务分析等。 

　　第三，大数据平台包括数据存储基础平台的建设、生产运行与行政办公数据的引接及存储、数据清洗和治理、数据建模、数据交换和发布平台。 

　　第四，云平台包括智慧管理平台、智慧运行平台、智慧服务平台，建设华东地区私有云，建设专用网络，建设安全防护系统。 

　　（四）数字化转型的应用场景探索 

　　 华东空管在数字化技术应用、数字化转型和数字化融合三个方面分别进行了初步探索。围绕当前空管数字化运行管理存在的短板与问题，华东空管在以下典型业务应用场景中进行了探索实践，并取得了一定成果。 

　　1.基于数据量化的运行品质监测与效能评价 

　　数字化技术应用方面，典型应用是管制工作负荷管理系统，如图3所示。基于大数据存储与分析系统平台，利用各种生产数据对相应的管制单位、管制扇区进行监测，了解管制运行的实时流量，精确分析保障负荷，从而给相关的决策方对其所实施的管制策略提供实时可靠的依据。宏观上对管制单位进行效能监测的辅助工具，有利于改善管制运行效率，提高空管安全性和航班运行的正常性；微观上对管制员进行工作负荷统计，有助于激励管制单位绩效，推动现代化绩效型组织的建设。 

　　图3 管制工作负荷管理系统应用 

　　2.基于移动远程的智慧设备运维 

　　设备运维数字化转型方面，典型应用是智慧台站系统，如图4所示。主要解决空管设备增多与人员增加、运维成本增加之间的矛盾，通过对台站建立安防与动环监控、设备监控、自主巡视和维护、远程诊断、运行大数据的五级智慧管理模式，解决传统流控模式向智慧化运行的关键问题，最大化减少人员毫无价值的重复劳动形成数字化报告，提高空管设备的运行效率和科学化维护水平，推动空管台站运行向集约化、数字化、智能化迈进。 

　　图4 智慧台站应用 

　　3.基于移动智能的智慧项目管理 

　　综合管理数字化转型方面，典型应用是智慧项目管理系统。围绕项目管理为核心，建立移动智能项目管理的全业务体系，提供多种数据信息流共享平台，让用户通过移动端实现云上与云下的整合应用。通过可视化技术，对系统数据进行统计、挖掘和输出，给移动用户展现出定制化的决策参考报告，为工程项目管理提供了智慧化管理方式，实现更为便捷的项目“云监管”。  

　　4.基于航班时刻融合共享的CDM放行体系 

　　生产运行业务数字化融合方面，典型应用是民航三大运行主体构建的融合共享生态—“空管+机场+航司=CDM放行体系”。通过将华东空管CDM 系统的计算起飞时间（CTOT）和计算撤轮挡时间（COBT）数据融合共享，与华东地区机场A-CDM、航空公司信息系统进行实时的数据互补和完善，系统间运行协作应用，实现了离港航班预计起飞时刻和预计撤轮档时刻的提前发布，进而加强流量管理、提高放行效率。在全国民航运行大数据共享框架下，空管系统航班正常率从2012年的61%增长到2019年的81%，空管与机场、航司共建完善的CDM放行体系功不可没，有力促进了行业运行治理数字化转型。 

　　五、未来发展政策建议 

　　未来已来，智者得。空管数字化转型是变革引擎，尚处在初级探索阶段，更多的是技术应用上的突破，综合管理、协同共享、治理体系、治理能力方面还有很大的发展空间，建议从以下几方面进一步深化研究与探索实践。 

　　（一）确保平稳和安全前提，全面深化数字化应用 

　　新技术的出现和应用也具有一定周期，建议以安全为根本的空管行业合理看待和使用数字化技术，始终将“平稳与安全”作为数字化转型驱动业务、管理变革的前提。在此前提下，可以全面应用“云大物智移”等数字化技术提供的良好工具和平台，围绕生产运行、综合管理、流程优化、融合共享等方面开展应用探索，提高航班保障主业的运行效率和保障能力，优化综合管理流程，衍生空管运行管理新业态，产生更高质量的社会价值。 

　　（二）培养全员数字化意识，提升数据治理能力 

　　围绕“四强空管”总目标，落实空管系统治理体系与治理能力现代化“八个体系建设”，以数字化转型为切入点，努力提升数据治理能力。空管生产运行要用数据思维思考问题，树立数据资源价值，强化全员的数字化意识，提升员工的业务理解能力和数据分析、挖掘、应用能力，增强数据共享、协同应用的服务意识。 

　　（三）精心维护数字化资源，变革数字化生产方式 

　　空管单位拥有航班运行全生命周期的运行数据、航路航线运行的空域数据、各地机场区域的气象数据、国民经济发展重要指标的航班架次数据等资源，这些数据的价值有待进一步挖掘。我们亟需建设不同层级的企业云、数据中心，来精心存储、维护这些宝贵的数字化资源，为发挥数据价值奠定基础。制定数字化技术标准，加强数字化生产运行与管理，真正实现数据驱动战略，完成传统经验管理向数字化生产方式的转变。 

　　（四）补齐“高精尖缺”短板，大力培养数字化人才 

　　据咨询公司调查显示，数据首席执行官、数据架构师、数字化工程师等成为市场热门人才，更是空管系统数字化“高精尖缺”人才。要建立数字化人才的培养和激励机制，在传统的管制、情报、通导、气象、管理等专业人才方面，培养复合型的数据工程师、数据分析师、数据科学家，形成一支高水平的数字化人才队伍，为空管实现数字化转型奠定最广泛和最坚实的人才基础。 

　　（五）坚持数字化创新战略，塑造智慧空管全新未来 

　　空管数字化创新战略与新发展理念、民航强国战略、四型机场战略和“四强空管”战略一脉相承，是支撑智慧民航、“智慧空管”建设发展的底层战略、第一战略。空管必须要坚持全员数字化创新战略，打造学习型、创新型组织，有力保障数字化转型的战略性创新、系统性创新、全程化创新。同时，通过建设智慧化协同决策平台，加强与民航各主体单位的协同配合，共享生产运行数据信息，协同创新应用，共同努力提升民航安全水平与运行效率。 

　　简而言之，空管实现数字化转型，应基于“云大物智移”等新一代信息技术，从上述五方面对生产运行模式进行升级优化，大力培育数字文化，不断推进数据资源、管理流程与全员创新的深度融合。 

　　六、结语 

　　数字化转型并非技术化升级，核心是提升空管综合保障和服务能力，高效的满足服务对象需求。空管系统须直面数字化时代这场伟大的技术与思维变革，加快推进数字化转型的步伐，努力探索一条高质量发展之路，与民航各主体加强沟通，和社会各方力量通力合作，共塑“智慧空管”的全新未来，贡献“智慧社会”的空管样板与成功经验。（作者：段昌淼 民航局空管局 ） 

　　参考文献： 

　　[1] 习近平.深入理解新发展理念[J].求是，2019,05(10). 

　　[2] 冯正霖.以智慧塑造民航业的全新未来[N].中国民航报,2019-05-20(001). 

　　[3] 中国民用航空局空中交通管理局.民航局空管局关于印发四强空管行动方案的通知[Z].2018. 

　　[4] 彭剑锋.数字化：不仅是一种技术革命，更是一场思维变革[J].中外企业文化，2019,01. 

　　[5] 安鹏.重构：数字化转型的逻辑[M].北京：电子工业出版社，2019. 

　　[6] 中国民用航空局空中交通管理局．中国民航空管现代化战略(CAAMS)[R]．北京：中国民用航空局空中交通管理局，2016.