当今时代，数字概念及其应用场景加快向经济社会生活的各个领域渗透，数字技术、数字经济、数字资产等数字化变革思潮和实践猛烈冲击传统行业运行和社会运转，5G、大数据、区块链、万物互联、人工智能等技术催生了波及越来越多领域的新模式、新业态，让人耳目一新。一直以来在人们心目中由“波音”“空客”领航、科技色彩鲜明的民航业也面临新的机遇和挑战。

　　一、飞机数字化运营是智慧民航建设的重要基础  

　　在我国，面对世界百年未有之大变局以及多领域民航强国建设任务的提出和推进, 加之新冠肺炎疫情的巨大冲击，民航业数字化转型的重要意义和迫切性明显增加了。诸如航空运输安全及效率提升的客观要求、科技及管理创新内生动力的激发，以及行业传统思维定式的困惑、环境条件的变化及掣肘等，许多问题亟待解决又非一日之功。尽管智慧民航建设内涵丰富，涉及许多方面，但飞机作为民航运输的最基本和最重要的载体，加快实现其数字化运营无疑是落实智慧民航建设的重要力量。

　　实现飞机数字化运营，首先要解决飞机与地面之间信息的大带宽低成本实时交互传输问题。

　　传统上，民航飞机与地面及飞机间的语音和数据通信主要是通过高频（HF）、甚高频（VHF）通信系统和/或窄带通信卫星（SATCOM）实现的，比较典型的应用是现有飞机通信寻址与报告系统（ACARS）。其受限于传统空地通信技术，传输速率低、抗干扰能力差、无法满足大容量实时通信需求，例如飞机运行中产生的较大数量的飞机各系统状态参数以及机组和地面宽带通信需求等。同时，民航运输安全管理能力和运输周转能力的提升、技术保障服务体系的完善等方面都呼唤更强有力的空地通信。

　　近年来，高通量卫星和5G技术迅速发展，给民航空地宽带通信创造了有利条件，2017年发射成功的国产Ka高通量卫星中星16号和2020年发射成功的亚太6D高通量Ku卫星，速率比传统卫星大大提升。

　　以上讨论了实现飞机与地面宽带通信的链路问题，另外要解决的是如何获取飞机数据、并实现飞机数据高速实时下传的问题，涉及到机载航空电子系统的设计研发、飞机改装、适航取证等领域。

　　因为飞机部件哪怕是十分微小的改变都是要慎之又慎、受到严苛管制、通过CAAC、FAA、EASA等相关组织适航认证的。事实上，先进的空地通信系统一直被诸如柯林斯宇航（Collins）、霍尼韦尔（Honeywell）、泰雷兹（Thales）等美欧航电巨头把持着。在近年来中美贸易摩擦的背景下，引进高端技术变得扑朔迷离了，自立自强成了技术进步的首选。令人欣慰的是，青岛航空先行先试，大胆采用国内企业自主研发的机载软硬件设备和国产Ka波段高通量卫星网络，近两年先后在后舱和前舱应用方面取得成功，首开纪录。2020年7月，安装首套国产高速机上卫星互联网系统的青岛航空B-8442号客机正式投入商业运营；2021年9月，飞机实时数据地面应用平台在青岛航空运行中心（AOC）投入试运行。两项成果分别与后舱和前舱关联，依托的都是基于Ka波段高通量卫星的空地互联宽带通信系统，可以为每架飞机提供150Mbps宽带接入，以前后舱协同传输方式保障飞机QAR、EFB、ACARS等飞行运行管理及监管相关数据实时交互传输。系统可以适配全球主要GEO高通量卫星网络，并获得了CAAC、EASA、FAA全球三大适航体系产品认证。一年多的运营效果也得到了中国民航业界的认可。

　　此外，就空地通信链路技术环节而言，还有ATG（Air To Ground)可选，即构建专门的陆基空地通信网络，通过机载ATG设备为空中飞行器提供与地面的宽带通信。我们期望早日看到这方面国内产品适航和投入试点运营的报道。

　　空地互联宽带通信瓶颈的突破，将使飞机运营得到显著优化。其一，对于机组来说，电子飞行包（EFB）的重要性不言而喻。自1991年初美国联邦快递率先采用EFB以来，虽迭代至此，但运用起来仍有不尽如人意之处。事实上，EFB的主要问题并不是飞机上的硬件，而是及时可靠地将内容更新分发到飞机，通过具有实时数据能力的EFB查询航路及机场实时雷达回波图及各类实时气象资料，以及实时获得最新的航行情报。空地互联宽带通信链路使EFB可以以文字、照片、语音、视频等方式与地面实现即时通讯，并支持一键呼叫地面各支撑部门，地面人员帮助机组更加全面和准确地在空中做出飞行运行决策，尤其在紧急情况下，空地协同决策对飞行安全可能是非常关键的。

　　其二，航空公司运行控制中心（AOC）是航班运输生产的中枢，负责航班的编排调配、签派放行、飞行跟踪与动态监控、非正常情况的处置等，并协调相关部门实施运输飞行保障任务。为满足数字化安全、高效的运营要求，通过建立飞机实时数据地面应用平台，可以在与机组实现实时交互通信的同时，以每秒钟不少于一次的周期获得飞机运行状态监控数据，建立飞机状态数字重现甚至数字孪生飞机在地面实现同步“虚拟飞行”，获取数百组飞行参数实时数据，结合安全基线及阈值提前告警，实现实时数据反哺安全运行。并将数据分发给航空公司相关部门，从而实现更精准更全面的航班运行监控，助力飞行、机务、运控、安监、运标、信息等职能联动，提升特情协同处置能力。此外，还可以实现多数据源融合，形成可视化分析展现。中国首个前舱实时数据AOC大厅已正式投入使用。

　　其三、自从人们尝试在飞机客舱使用互联网服务以来，一直期待有和地面上网同样的感受，这种期待持续了十几年。直到上述青岛航空B-8442号飞机成为中国民航互联网宽带化应用新起点的标志，乘客终于可以在飞机上享受与地面移动互联网体验相同的各项手机APP服务了。同时，基于宽带通信，面向客舱服务和管理能力智能化升级的智能客舱解决方案也呼之欲出，使乘客得以感受越来越舒适的变化。

　　二、同心协力是飞机数字化运营进展的重要保障  

　　“十四五”时期，我国将坚持创新驱动发展，把科技自立自强作为国家发展的战略支撑，这无疑也是智慧民航建设的要点。近年来，民航主管部门、航空公司、机场、飞机和设备制造商、民航产业链各单位、航电系统供应商及电信网络运营商、互联网及新科技企业等有关方面为此付出了不懈努力。尽管智慧民航建设内涵丰富，涉及许多方面，但飞机数字化运营当属重中之重，需要各方同心协力才能加快推进。

　　思想观念上要形成共识。由于历史原因，我国民航运输的飞机及相关系统主要是从国外引进的，对满足发展和民生需要发挥了积极作用。当历史发展向数字时代转型的今天，面对复杂多变的国际形势，推进飞机数字化运营如果仅靠从国外引进技术和设备显然是被动成分偏多了，难免遭遇掣肘。以我国不断优化的科技创新和进步的环境条件来看，中国企业完全有能力在飞机运营数字化涉及到的航电系统研发制造方面有所成就，赶超先进水平，以更有利的姿态参与国际合作。无论是航电企业还是航空公司，都应当强化这种自信并身体力行，推动和支持国产机载产品发展和应用。

　　民航运输是一个组织严密的复杂大系统，牵一发动全身，并且安全要求高，十分敏感。当一套新系统介入时，不光需要考察其本身技术的先进性、产品的适航性、还要考察其对现有运行规章（飞行标准）的符合性。民航主管部门及有关方面应积极鼓励技术和管理创新，及时做好有关标准和规范的“立、改、废”工作，从而保障民航运输及时采用科技进步和管理创新的最新成果，不断提高运输安全和效率水平，看齐“世界一流”。比如，2017年9月，中国民航局表示已经修改了相关规定，并制定相应评估方式，允许航空公司根据评估结果在航班上使用特定型号的电子设备。此举开启了航空互联网应用的“北京时间”。又如，在最近举行的中国首届民航飞机数字化运营峰会上，民航局飞标司表示支持将前后舱协同宽带卫星连接列为航行新技术，积极稳妥地推进前后舱协同应用，这对相关企业是极大的鼓舞。再如，根据民航现行规定，飞机在3000米以下时机上卫星互联网不能开机，这会导致前后舱协同应用在飞行关键阶段无法发挥提升运行安全的作用，“门到门”后舱服务也无从谈起。相信随着新技术实验的成熟，此类要求将作调整。总之，由于技术进步，一些规章失去了存在的基础或价值，主管部门唯有与时俱进，才能更好地充分发挥促进行业发展的积极作用。

　　近十年以来，我国的民用飞机产业以中国商飞公司为代表，以科技创新为旗帜，实现了喷气式商用飞机从无到有的历史性跨越，开启了大飞机产业从弱到强的历史征程。可以预想，在不久的将来会有越来越多的诸如C919、ARJ21、C929等国产飞机投入民航运营。在飞机的研发制造阶段，应能最大限度地吸收国内航电科技创新的最新成果，与航电企业展开深入广泛的合作，满足飞机数字化运营的最新需求。事实上，数字化、网络化、智能化也是国产民机的重要发展方向，是提升民机制造商核心竞争力的重要抓手。

　　三、飞机数字化运营将不断走向深入  

　　经过近年来的辛勤探索，在国家数字经济总体战略及智慧民航建设目标的指引下，飞机数字化运营关键技术创新取得了卓有成效的进展。以实现空地互联宽带通信为基础，将可能使飞行、机务、运控、安监等环节所依赖的应用水平明显提升，从而更好地保障和提高运输安全和效率。同时，旅客也得以享受与地面相当的互联网通信服务。

　　然而，这里只是简要描述了飞机数字化运营的初期情形。就目前已经实现的技术突破而言，还需要在尽可能短的时期内得到业界的认同并协力推广应用，相应地实施管理方式及有关标准规范变革或调整。就业务需求而言，在技术研发及应用推广过程中，伴随外部环境变化及行业发展和管理要求的提高，对技术研发会不断提出新的要求。满足这些要求的过程就是技术进步的过程。

　　就技术研发本身而言，需要的迭代很难看到止境，可以分阶段来看，综合考虑应用场景、技术成熟度以及成本来制定每一阶段的技术路线，其中技术成熟度与民航对高安全和高可靠性的要求直接相关，而成本决定了技术是否可市场化推广，真正落地解决民航业的需求。比如，目前我们利用GEO高通量卫星实现了宽带空地通信，继续获得覆盖全面、带宽充裕、价格实惠的卫星资源是我们的热切期待。还有必要适时研究低轨道（LEO）卫星资源为我所用的可行性，以期充分利用卫星技术发展新成果。在技术研发之外，对应用需求的探索也是无穷无尽的，目前在后舱只实现了宽带互联网服务，智能客舱应用较少，还有待于花更大的力气，稳步提升航空旅客乘机感受的便利舒适和满意度。

　　智慧民航建设是民航业走向数字经济的重要标志，飞机数字化运营是务实推进智慧民航建设的重要基础。有理由期望，在民航业产业链各部分的共同努力下，飞机数字化运营一定能够不断取得优秀成果，带动全行业做强做优做大，早日实现多领域民航强国奋斗目标。（作者：中国通信企业协会 顾问黄文玉）