通用航空科研成果研究综述
1.我国通用航空现状
通用航空指的是民用航空器,从事公共航空以外的民用航空活动。包括从事工业,农业,林业,渔业和建筑业的作业飞行,以及医疗卫生,抢险救灾,气象探测,海洋监测,科学实验,教育训练,文化体育等方面[1]。
目前我国拥有339个注册通航机场,截止2021上半年全国通用航空运营企业数量565家,通用航空产业是以通用航空飞行活动为核心,涵盖通用航空器研发制造、市场运营、综合保障以及延伸服务等全产业链的战略性新兴产业。通用航空产业链上游主要包括通用航空器制造业、航空电子设备制造业[2];中游以通航运营及其配套服务体系为主,涉及航空运营、机场服务、飞机维修、航材租赁、气象服务、航油供给、中介代理、保险机构等;下游产业包括飞行员培养、管理人才培训、旅游观光、公务商务飞行、农业播种、森林防火、紧急救援、科学考察等[3]。
本文首先通过分析知网大数据中的通用航空项目,其次对关键词为通用航空的论文进行citespace可视化分析得到我国通用航空科研成果的结论。
2.我国通用航空科研项目现状
2.1通用航空科研项目简介
依据中国知网科研项目申报信息库可以得知我国通用航空的项目数量共计85项,至少有1.4亿的经费投入进入通用航空的相关项目研究中,其中将这些项目分为A,B,C,D,E,F共计6类,分别是A:通航技术类(航电,低空避障等技术),B:通航飞行器类,C:通用航空产业发展研究类,D:通航与地区结合,E:通航对经济影响研究类,F:通用航空运行相关研究。
我国设立通用航空项目的单位分别为中国民用航空飞行学院(19项),中国民航大学(8项),沈阳航空航天大学(4项);其中2019年立项年份最多,共计28项,2013年其次,为17项。
从项目的数量上进行分析从项目的数量上分析:通航飞行器相关的项目有21个,占比21.25%,与其相近的有通用航空对地区结合的项目(占比18.21%)和通用航空与地区结合(17.2%),其中最少的位通用航空与经济性相关的项目,仅有两项(占比2.2%)。
2.1 我国通用航空项目数量饼状图
2.2 通用航空项目分析
目前我国总计在通用航空项目上投入资金1.4亿元。从单项的角度分析,通用航空飞行情报服务系统以及通用航空综合支持系统的投入最多,共计1亿7百万元。从地区的角度分析,重庆市对通用航空飞行器的相关投入最多,共计700万元。排除飞行情报系统以及通用航空综合支持系统来看,通用航空运行信息服务系统研究(245万元)投入的最多。
此外我国通用航空项目产出的论文数量并不是很多。通航项目的产出论文来看,基于TDD标准的通用航空机载通信导航监视综合化体制关键技术基础研究,面向低空空域有序开放的通用航空机载电子信息平台关键问题基础研究,这两个项目产出的论文大多是解决通用航空航电问题。属于A类项目产出的论文,而其他类别的项目均未产出论文。
图2.2通用航空论文数量与资金图
结合图2.2通用航空论文数量与资金图可以分析得出我国现行的项目研究方向以通用航空飞行器为主,同时我国在通用航空与经济型相关的最不重视,无论从论文的数量或者是项目投入的资金都是最少的。
结合已结项的项目分析,我国已经完成了通用航空运行框架,现在主要以通用航空飞行器的制造,通用航空技术为主。这说明我国开始以独立自主的方式生产通用航空飞行器,从而减少企业的运行成本,促进通用航空的发展。
其中2019年我国民航局就《轻小无人机运行规定》征求意见,民航局征集对通航“放管服”工作的意见建议,发改委基础产业司召开推进通航业发展座谈会,结合2019年新增的A类项目可以得出我国已经着手从产业上游进行研发,到政策改革从而推动通用航空发展。
通用航空产业是一个集理论研究,科技研发以及生产为一体的产业,仅仅研究项目以及项目产出成果不能全面分析当前产业的现状,应当结合相应的论文进行分析通用航空领域科研方向。
3.基于citespace对我国通用航空论文进行分析
3.1研究机构及作者可视化分析
以通用航空为关键词检索论文共有1300余篇,首先先基于citespace对相关作者以及机构进行分析:
图3.1通用航空领域作者关系图
高频发文作者及研究团队是某一研究领域的骨干力量[4]。通用航空研究领域文献的核心作者合作图谱如图所示,可以发现,最具合作规模的研究团队是以吴仁彪为核心的学术团体,包含王鹏,王晓亮,张喆,何理等学者该团队成员均来自于中国民航大学,研究方向为空时自适应处理,机载气象雷达等方向。除该团队外,通用航空领域另有数个研究团队,包括中国民用航空飞行学院的周长春,陈勇刚,杨晓强等学者,主要研究方向是通用航空安全方面;沈阳航空航天大学通航产业发展研究中心的黄涛教授,研究方向为通用航空经济性与人才培养等方面。
核心研究机构分析。知识图谱中节点大小与发文机构在该领域中的研究成果数成正比关系,节点越大,表示该机构在通用航空研究领域的成果越丰富。核心研究机构合作图谱如图所示,可以发现,通用航空的研究机构由企业,高校组成[5]。主要通用航空核心研究机构见下表3.1。
表3.1通用航空核心研究机构
研究机构 |
频次 |
中国民航飞行学院 |
29 |
中国民用航空飞行学院 |
28 |
南京航空航天大学民航学院 |
14 |
中国民航大学经济与管理学院 |
13 |
中国航空油料集团有限公司 |
13 |
北京交通大学 |
13 |
北大荒通用航空有限公司 |
13 |
中国民航大学 |
10 |
中国民航飞行学院航空工程学院 |
10 |
中国民航大学天津市智能信号与图像处理重点实验室 |
9 |
南航通用航空有限公司保卫部 |
9 |
中国民用航空飞行学院航空工程学院 |
7 |
安徽华明航空电子系统有限公司 |
7 |
市社科联中共日照市委政策研究室课题组 |
7 |
广州民航职业技术学院 |
7 |
沈阳航空航天大学经济与管理学院 |
7 |
中国民航大学民航安全科学研究所 |
6 |
中国民航大学空中交通管理学院 |
5 |
中国民航大学通用航空学院 |
5 |
中国民航飞行学院飞机修理厂 |
5 |
中国民航飞行学院飞行技术学院 |
5 |
不难看出,高校所提供的论文数量居多,其中前三位分别为中国民航飞行学院,和南京航空航天大学民航学院和中国民航大学经济与管理学院,同时也有部分公司发表论文,例如中国航空油料集团有限公司,北大荒通用航空有限公司。这代表了通用航空的研究不仅有高校研究院作为理论技术支撑也有企业通过实践中总结出经验并且反哺理论这种良性循环的现象。
同时通过分析核心机构图的关联性可以得出我国现在通用航空领域由中国民航飞行学院作为主要核心机构与其他相关研究机构相连接。结合本文2.1中各单位承包项目数量上来看中国民航大学飞行学院以及中国民航大学也是也是遥遥领先的。
图3.2 我国通用航空研究机构关系图
3.2关键词共现分析
CiteSpace软件根据导入文献中关键词的出现频次和中介中心性(Centrality)生成关键词共现图谱。其中,关键词共现关系以图谱中连线粗细程度及网络密度来表征。节点在整个语义网络结构中担任媒介者能力的大小以中介中心性来衡量。笔者运用CiteSpace软件将Threshold数值设置为13,得到1214个连线、650个节点的通用航空关键词共现图谱见图。关键词出现频次最高的两个主题词是“低空空域”与“发展战略”。
图3.3通用航空关键词关系图
3.3关键词时区分析
关键词时区图谱能够较为直观地展现某一特定时期及研究领域内的研究热点分布情况。可以看出我国最早提出通用航空这一概念是在1999年之前,但是于2003年才提出了发展战略即开始规划发展通用航空,同时于2004年提出了市场需求这一概念,这标志着我国初步开始将目标着眼于将通用航空民用化,商用化,开始发掘通用航空的市场属性。同时从2009年到2014年高频词频出,代表着我国开始初步重视通用航空的发展,例如对低空空域的规划与利用(2010,2011),基于不同的分析方法对行业产生不同的对策(2014年的层次分析法与2015年的swot分析法)。
图3.4 通用航空关键词时区
3.4关键词聚类分析
通过直观分析关键词中心性可以得出目前通用航空相关论文并没有中心性特别强的关键词,除开检索词通用航空以外发展战略是相对较多的,下一个相对较高的关键词是于2010年的低空空域,可以看出我国通用航空相关的研究长时间处于无具体研究目标的状态,这和通用航空的多样性,政策引导性相关。
表3.2关键词聚类分析
关键词中心性 |
关键词出现的最初年份 |
关键词 |
1.51 |
1999 |
通用航空 |
0.06 |
2003 |
发展战略 |
0.03 |
2010 |
低空空域 |
0.02 |
2014 |
swot分析 |
0.01 |
2012 |
对策 |
0.01 |
2012 |
产业链 |
0.01 |
2009 |
发展 |
0.01 |
2010 |
ads-b |
0.01 |
2014 |
通用航空产业 |
4 结合citespace与通用航空项目统计进行分析
表4.1为国家自然基金或自科基金所支持的项目。按照时间进行排序,从项目名称可以得出以下结论:我国通用航空A类通航技术类,B类通航飞行器类以及F类停航运行类为重点科研项目,关乎行业的上游与中游的发展。通过年份递推可以得知我国通用航空的项目研究方向发展为:优先构建通用航空机载通讯系统以及电子信息平台(2008年到2009年)到保障通用航空的高效运行同时提升我国通航制造业的水准。
然而我国目前通用航空研究仍然存在几个问题:首先是通用航空的发展缺乏大的方针,综合通用论文关键词聚类以及通用航空关键词分类图可以得出该结论[5]。导致该问题和通用航空研究涉及面广有关,包括航空器制造,通讯行业,系统安全,产业规划,航向规划等多方面,但是缺乏整体的调度使得发展速度缓慢。
表4.1 通用航空自然基金会项目
基于TDD标准的通用航空机载通信导航监视综合化体制关键技术基础研究 |
沈阳航空航天大学 |
自科基金面上项目 |
2008年 |
面向低空空域有序开放的通用航空机载电子信息平台关键问题基础研究 |
沈阳航空航天大学 |
联合基金项目 |
2009年 |
用于通用航空的广播式自动相关监视系统抗干扰技术研究 |
中国民航大学 |
自科基金面上项目 |
2012年 |
通用航空运行信息服务系统研究 |
中国民航管理干部学院 |
国家自然科学基金委员会 |
2014年 |
通用航空飞行计划评估与优化技术研究 |
中国民航大学 |
联合基金项目 |
2016年 |
通用航空器的活塞发动机增压系统安全性分析模型及风险控制策略理论与方法研究 |
北京航空航天大学 |
国家自然科学基金 |
2018年 |
结合分析关键词的频次可以得出发展策略是出现比较多的关键词这代表着研究学者相对于航空器的制造更关注通航产业的发展,同时结合“十四五”规划的背景我国现在的通用航空的研究方向转为了“军民结合”,“航空运输”等关键词。
5.通用航空发展建议
当前我国人均收入已经满足发展通用航空的前提,并且结合我国多山地,多丘陵的地形,发展通用航空可以有效的解决当地的运输问题,同时随着我国通用航空制造业的成熟,通航企业的运行成本大大降低[10-12]。
我国通用航空存在的问题:通用航空涵盖范围广,导致的研究方向不集中;其次是市场缺乏活力,各地政府并没有将通用航空与地方特色结合起来;最后是通用航空企业内部缺乏人才导致运行不畅。
建议通用航空科学研究方向应该和国家的十四五归还相结合,特别是与交通强国,地方区域经济发展相结合。
开展与地方经济相结合的特色项目,让通用航空摆脱农业喷洒等传统标签,利用新媒体重新走入大众的视野,增加该产业的曝光度。
大力培养通用航空人才,完善通用航空人才培养体系,建立科学的模式,为通航产业提供源源不断的血液,这样才能使该行业蓬勃不息的同时提高曝光度,从而更快更好的建设交通强国。
最后要关注航空领域的新技术,关注通用航空项目所产出的新专利,注重科研成果的转化与应用,特别是在智慧民航背景下更好的利用数字化转型提升通用航空企业竞争力扩大应用市场,提供安全优质服务。(作者黄涛,王嘉兴 单位:沈阳航空航天大学)
参考文献:
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