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  • 新技术赋能民航四型机场建设

    高志斌 编 辑:王亚玲 2021-11-19 17:24:00

     

      [摘要]:人工智能、数字化、5G6G等新技术的迅猛发展,给同样快速发展的民航机场提供了技术支持,民航机场发展面临着安全、运行、服务、建设等诸多挑战,民航局提出建设平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场,新技术将赋能民航四型机场建设。 

    一、引言

      人工智能、数字化、5G6G通信等新技术快速发展,给民航四型机场建设提供了新的发展方向。人工智能深度学习平台推动民航机场产业升级,构建人工智能生态,包括智慧问讯、智能手机、移动互联网、无人驾驶汽车、智慧城市、智慧机场等多个场景的落地人工智能技术变革带来民航机场工作模式的不断更迭与工作效率的大幅提升,让机场建设发生根本改变,人工智能等技术将大幅提升安全机场建设水平。随着数字化时代的到来,基于工业机器人的自动化装配与检测技术,基于AR增强现实技术,三维设计与仿真,异地协同设计,BIM建筑信息模型技术,数字化装配式技术,全生命周期数字化建造运维技术、氢燃料电池等新技术,将提升绿色机场建设水平6G通信等新技术提升智慧机场建设水平。各种新技术综合提升人文机场建设水平。这些新技术迅猛发展同样影响着快速发展的民航机场,这些新技术如何赋能民航“四型机场”建设呢?  

    二、新技术赋能四型机场建设

      2020年1月3日民航局发布《中国民航四型机场建设行动纲要》,四型机场既平安、绿色、智慧、人文为核心的机场。平安机场是安全生产基础牢固,安全保障体系完备,安全运行全面平稳可控的机场;绿色机场是全生命周期内实现资源集约节约、低碳运行、环境友好的机场;智慧机场是生产要素全面物联,数据共享、协同高效、智能运行的机场;人文机场是秉承以人为本,富有文化底蕴,体现时代精神和当代民航精神,弘扬社会主义价值观的机场[1]。实现“四型机场”需要新技术赋能,新技术包括人工智能、数字化技术、5G通信、6G通信、智能安检、云计算、物联网、移动互联、大数据、生物技术、信息技术、新能源技术、空间技术、海洋技术,量子通讯、量子计算、氢燃料电池等新技术。 

      (一)、人工智能等新技术赋能平安机场建设 

      平安是机场建设和运行永恒的主题,人工智能将进一步确保旅客出行和飞机飞行安全。现行机场安检方式是:当旅客到达机场航站楼时,首先在航站楼门口通道处,进行旅客和行李的防爆检测,在值机岛托运行李和领取登机牌,无托运行李旅客也可自助打印登机牌或使用手机二维码,在安检通道进行验证和安全检查,安检通道柜台处设置摄像头,安检柜台上显示器显示旅客头像,安检人员进行人证比对,通过比对后,进行人身和手提行李安检,安检员逐一对旅客进行搜身检查,这些检查使旅客感觉非常不舒服,并会触及旅客个人隐私,有时会发生争吵、肢体接触等矛盾。安检人员工作强度和安全压力大,工作时精神紧张,难以保持愉悦的工作状态。旅客通过安检后,由标识系统引导旅客到达登机口,通过人工验证或旅客自助扫码进行登机 

      人工智能应用于未来民航机场,旅客的登机流程是怎样的呢?在旅客出行前,飞机实时飞行动态和航站楼实时运行状态由机场系统平台自动分时推送给旅客,旅客可以动态制定自己的出行规划。旅客到达航站楼,在进入航站楼室内的通道上,旅客无需停留,利用无感防爆检测设备进行防爆检测,对于未通过防爆检测的旅客,系统平台通过人脸识别自动锁定和跟踪该旅客,安检人员通过定位技术,迅速锁定控制并将该旅客带到附近防爆室进行隔离防爆检测。系统平台利用人脸识别技术,支持大流量高并发承载、支持毫秒级反应,可靠性达99.99%,旅客通过防爆检测后,结合旅客购票信息自动辨认,在值机岛处将旅客行李信息和旅客人脸图像信息在平台自动绑定,自动驾驶小车装上旅客行李,通过行李安检机自动检查,计算机断层成像(CT)技术快速立体成像,自动判定行李是否合格,不合格行李人工开包检查,安检后的行李被无人驾驶小车高效快速的直接运送到飞机上。旅客通过自动引导设备到达安检通道后,几乎见不到安检人员,安检通道宽敞明亮,旅客通过隐形设置的安检门,进行无感检测,无需人身搜查,安检设施全部由智能机器人执守,人工智能判定图像,通过安检通道后旅客在智能设备引导下到达登机口,通过人脸识别验证登机。未能通过自动安检的旅客,由安检人员人工检查,直到确认旅客安全后,才能放行。  

      对于到港流程:登机桥自动对接到港飞机,登机桥口设有人脸识别设备,旅客通过登机桥时进行无感识别,旅客轻松步入航站楼,直接到达行李提取大厅,旅客托运行李由自动驾驶小车,与旅客同步到达行李提取大厅,将托运行李输送到旅客身边。国际旅客行李,由自动无人驾驶小车首先通过海关通道,实现自动查验。自动无人驾驶小车通过电子地图、自动车辆控制系统和电子围栏,在规定范围内快速安全行驶。人工智能的背后是云计算、物联网、生物技术、信息技术、海量的信息存储技术、量子通讯和量子计算。自动无人驾驶车辆由人工智能操控,车辆动力由太阳能或氢燃料电池提供。 

      (二)、数字化等新技术赋能绿色机场建设 

      未来机场规划、设计、施工由数字化技术来辅助完成。机场建设节能环保,利用数字化建造技术、BIM技术、智能制造技术、装配式技术、3D打印技术,将航站楼、飞行区、公共区等工程,实现建筑构件99%工厂化预制,现场机器人快速组装,施工安全快捷环保,参加工程建设的所有单位全程采用数字化BIM管理技术,现场不再有建筑垃圾,不再尘土飞扬,绿色文明施工得到充分体现。 

      设计建造零能耗或超低能耗被动式航站楼。采用智能装配式、新型建筑材料、模块化生产技术,建设投资、规划、设计、生产、施工、运营、维护于一体的全生命周期绿色节能建筑。被动式航站楼的能源供给主要通过自身建筑构造和设计形态来解决,所需的冷、暖、电、气、燃料将全部是绿色能源。太阳能、地热能、风能、氢燃料、生物再生燃料等被充分利用;空调制冷产生的余热、设备释放的热能、废水储存的热能、人体释放的热能等等,都被回收利用;寒冷及严寒地区的机场在冬季储冰储雪,冷量将在夏季使用;航站楼不再使用传统的石油、天然气、煤炭等石化能源,全部使用绿色电能;新技术使噪音污染区得到彻底的检测和治理,污水和垃圾将100%处理并回收利用,机场将实现碳中和零排放,实现零石化燃料的使用,机场将成为生态机场。 

      (三)、6G通信等新技术赋能智慧机场建设 

      5G通信技术刚刚投入商用的今天,6G通信技术的布局研究已经迅速展开。无线摩尔定律预测:未来10~20年全球移动数据业务将继续增长1000~100万倍同时泛在化、社会化、智慧化、情境化等新型的应用形态与模式成为普遍需求。 5G 演进后期,陆地、海洋和天空中存在巨大数量的互联自动化设备,数以亿计的传感器将遍布自然环境和生物体内基于人工智能的各类系统部署于云平台、雾平台等边缘设备,并创造数量庞大的新应用6G的早期阶段将是5G进行扩展和深入,以 AI、边缘计算和物联网为基础,实现智能应用与网络的深度融合,实现虚拟现实、虚拟用户、智能网络等功能[2]5G早期技术在全方位、立体化的多域覆盖、空天及海洋通信方面存在不足,在信息速度、广度及深度上难以满足人类更深层次的智能通信需求。6G通信技术将实现主观信息数字化、传输速率高达Tbps、传输时延低到百微秒级、虚实结合网络智能化、全方位立体化的多域覆盖空天及海洋。机场不再传统的塔台和助航灯光引导飞机降落,当飞机到达机场后,通过6G技术对飞机进行检测、认证及监控,飞机安全准时降落。6G技术使空域容量增加数十倍,完全能够满足飞行需求,飞行性能和导航技术极大提高,安全准时快捷智能的飞行体验将成为旅客出行的首选。 

      (四)、各种新技术赋能人文机场建设 

      20191月,首都机场集团公司刘雪松总经理在工作报告中指出:人文是以“真情服务”为准则,直面旅客痛点,提升航班正常;以旅客满意度和获得感为目标,改进服务品质;以弘扬人文精神、彰显文化自信为特色,打造文化机场,成为服务平台、文化展示平台、品牌形象平台;以员工岗位归属感、荣誉感、自豪感为标准,增强员工幸福[3]。通过人工智能、大数据、移动互联技术等新技术,使机场实现以人为主体,尊重人的价值,关心人的感受,关注旅客出行体验,关注员工幸福,实现“真情服务”以人为本;新技术将对老弱病残幼提供专用通道和设施等特殊关怀;环境优美舒适,购物物美价廉,餐饮舒心美味,周到优质服务伴随旅客轻松出行;旅客、货物、飞机运行等流程依据人性化设计,高效快捷,航班正常率超过96%;综合交通无缝衔接、步行距离大幅缩短、流程顺畅便捷、换乘方便,大幅提升旅客满意度和获得感;新技术将使机场建筑充分体现地域文化特色,内装饰体现丰富的历史文化内涵,机场环境温馨大气,展示弘扬社会主旋律等文化元素,展现艺术、美术、音乐、博物馆等题材,为旅客提供性化服务和愉悦的出行体验,打造文化机场。 

    三、新技术引领民航机场发展改革

      新技术发展潮流不可阻挡,新技术给机场带来的变化将是翻天覆地,新技术引领了民航机场未来机场建设、管理、运行的形态,民航机场要顺势而为,通过深化改革,满足社会发展、旅客出行、货物运输和航空公司等客户需求,提升服务品质。民航机场现有体制机制,难以满足机场未来发展,需要剔除积弊,深化改革。 

      (一)、机构改革、部门职能调整 

      现有民航机场机构设置要进一步调整整合,符合社会、机场和新技术发展潮流,研究制定战略发展规划、机构调整规划、人力资源规划和新技术发展规划。 

      (二)、新技术研究和应用 

      民航机场要加大科技创新投入,尤其要重视基础数据和基础应用研究,对民航机场发展影响重大的课题尽早立项,在人才和资金上重点支持,集中优势力量重点攻关;要涉猎新技术企业,要研究和应用人工智能、智能建造、智能机器人、无感智能安检、氢燃料等新技术。 

      (三)、劳动密集型单位转型 

      伴随着人工智能、智能机器人、无人驾驶等新技术的到来,值机、安检等劳动密集型单位将面临转型,提前筹划企业定位和发展方向。 

      四)、人才培养 

      专业技术人才、创新型和管理型人才的争夺将进入全球市场,人才短缺将是民航机场面临的紧迫问题,民航机场的未来运营水平取决于人才竞争状况;现有人才培养方式满足不了民航机场发展的需求,机场人才短缺和流失依然严峻,培养人才、留住人才、引进人才是机场应该紧迫考虑的问题。 

      (五)、 新能源的应用 

      氢是100%绿色环保燃料,燃烧释能后不产生二氧化碳,仅产生水,没有任何污染。风能、太阳能、潮汐能制氢技术已经成熟,现在制氢成本已经低于天然气开采成本,将来升级改造天然气、输油等输送管道,输送含5%或更高比例的氢气,作为机场燃料的重要来源,民航机场要将氢燃料能源站的建设和应用列入能源供应计划;氢燃料电池汽车和纯电动汽车将是机场运行的主要交通运输工具;太阳能、风能、地热能、水电、核电共同为机场提供清洁能源。以上绿色能源的使用将实现碳中和零排放,将实现零石化能源消耗的目标。 

    四、新技术解决民航机场发展难题

      机场现在面临着安全形势不容盲目乐观、运行服务水平还有待提升、发展资源短板日益凸显等难题,新技术将解决这些难题。 

      (一)、新技术使机场更安全 

      人工智能平台分析判断更加安全,不仅快识别旅客身份通过大数据判定旅客的行为是否安全。虽然人脸识别可能还存在一定的误差,但结合步态识别再辅以声音识别,指纹识别以及证件查验等多种方式与人工智能相结合,就基本上可以杜绝冒用身份的现象发生[4]。新型物理工程学的快速发展,使安检设备在未来将有飞跃发展,大型低辐射人身无感安检设备将研制成功,三维成像CT技术将快速辨认旅客携带的危险物品,智能无感检测将成为主要安检方式,通过人工智能研判,在旅客无感的情况下,完成安全检查,确保万无一失,既提升了安全管理水平,又提高服务质量。 

      (二)、新技术使运行服务水平大幅提升 

      人工智能、无人自动驾驶、大数据、移动互联等技术将提升机场优质服务水平,人工智能代替了人工值机和安检,无人自动驾驶技术代替了行李等货物的运输。人工智能技术在机场建设和日常运营方面的应用,可使整个机场的运作流程变得自动化,从而能提供更高的质量保证,并大提升航空公司和乘客的满意度[5]。机场温馨舒适的环境、优质价廉的商品、美味的饮食将使旅客身心愉悦,运行和服务水平将有本质提升。 

      (三)、新技术解决发展资源短板问题 

      6G通信技术的发展将使机场空域资源瓶颈的严重制约得到彻底解决,6G导航技术将使空域容量增加数十倍,重新规划调整现在运行的航路,跨海洋长途飞行将轻松实现;新材料和燃料技术使飞行性能大幅提升,直线跨洋飞行成为常态;机场发展需要巨额资金,应尽早统筹规划。 

    五、结语

      漠视新技术,新技术时代也会到来,发展的洪流不可阻挡,新技术的国际竞争日趋激烈。只有正视新技术,创新应用新技术,新技术才会助推民航机场成为具有创新能力和国际竞争力的世界一流机场。  (作者:高志斌 首都机场集团公司  

      参考文献 

      [1] 民航局; 中国民航四型机场建设行动纲要.2020年1月3日. 

      [2] 张平,牛凯,田辉,聂高峰,秦晓琦,戚琦,张娇.6G移动通信技术展望[J].通信学报,2019,40(01):141-148. 

      [3]刘雪松;攻坚克难决战决胜迈步世界一流机场管理集团新征程[A] ;2019 首都机场集团公司工作报告[C]2019. 

      [4]朱伟.人工智能时代民航值机模式研究[J].民航管理,2018(12):50-52. 

      [5] 周冉.人工智能和虚拟现实技术将为中国机场创造卓越价值[J].计算机与网络,2018,44(20):72-73.