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  • 关于深化民航运行数据共享应用的思考和建议

    李英山 编 辑:陈虹莹 2021-10-31 15:49:00

      摘要:近年来,在民航局的大力推动下,民航运行数据共享与服务平台建成,全行业数据共享工作取得了新的突破。随着数字化转型工作的不断推进,需要进一步深化民航运行数据共享与应用。本文分析了民航运行数据的现状、在共享应用方面存在的不足,并结合“智慧出行”、“智慧物流”、“智慧运行”、“智慧监管”等4个重点方向,分析了深化民航运行数据共享应用的重要意义,最后对具体的工作举措提出了相关对策和建议。

      前言

      为加强民航运行数据共享与应用,民航局先后印发《中国民航运行信息管理指导意见》、《民航航班运行数据开放管理办法》等规章,并于2018年建设了数据共享与服务平台,全行业运行数据共享工作取得了新的突破。

      随着各运行主体单位大力推进数字化转型工作,对行业运行数据共享、大数据分析应用的需求更为迫切。本文主要以广州地区各民航单位作为示例,针对机场、航空公司、空管以及监管部门等单位的数字化发展需求,分析如何进一步深化民航运行数据共享与大数据应用工作,并思考相关的对策和建议。

      一、民航运行数据现状

      民航是对科学技术高度依赖的行业,具有数据多样化、大体量等特点,目前已初步建立了数据共享机制。

      (一)数据种类多样

      民航运行数据主要集中在机场、航空公司、空管等运行主体单位,数据种类具有多样化的特点。

      第一类是围绕航班运行全生命周期的保障数据,包括航班、航空器、机场、流量等信息,该类数据需在各运行单位之间进行交互,根据《中国民航航班运行数据开放资源目录V2.1.0》(下称民航数据资源目录),目前共有10大类、279个数据项。

      第二类是各运行单位业务系统产生的后台数据,以广州地区为例,南方航空公司业务系统产生的数据主要包括航空器运行、维修、旅客、物流等数据,已经迁云的数据达到96个系统、25万余个字段;中南空管业务系统数据主要包括监视航迹、地空话音、航行情报、气象资料等,已经迁云的数据种类共有21大类、1000余个字段;白云机场业务系统产生的数据主要包括机场资源、运行服务、旅客服务等数据,数据种类也非常丰富。

      (二)数据体量庞大

      民航运行的各个环节均产生大量的数据。飞行器发动机运行时,将记录飞行器运行相关的大量数据,一般每秒采集四次;平均每个航班飞行一次产生的QAR等记录数据可达到TB级别(1TB=1024GB),南方航空公司平均全年的飞行数据记录可达到6EB(1EB=1024PB =1024*1024TB)以上。中南空管局广州本部自动化系统记录了飞行计划、航迹、告警、管制员操作等信息,每天产生的运行数据达到400GB,每年达到150TB。除了飞行、管制等运行数据外,民航各单位运行中也将产生大量的其他数据。

      (三)共享机制建立

      民航局大力推进数据共享工作,从2017年开始搭建信息共享平台、组织联席会议、签订信息共享协议。根据2020年民航运行数据共享工作情况的通报,全国已有88 家民航运行单位参与运行数据共享工作,其中70 家已接入共享平台,共享数据总体平均覆盖率95.92%、及时率95.66%、可靠率99.26%。广州地区白云机场、南方航空公司、中南空管局(由民航局空管局统一签署共享协议)等单位均已参与,民航运行数据共享机制已经建立并取得了较好的运行效果。

      除了通过共享平台之外,广州地区机场、航空公司、空管等单位主要通过CDM(协同决策系统)进行航班计划等信息交互。此外,通过接口对接、信息服务等方式互相提供航班监视、气象预报、停机位状态等少部分运行数据,满足了最为基础的运行数据共享需求。

      二、民航运行数据共享应用存在的不足

      随着航空业务的发展、特别是各主体运行单位推进数字化工作以来,在数据规范化、共享范围、应用程度方面逐渐体现出了不足之处。

      (一)数据规范水平有待提高

      目前民航行业尚未建立较为完善的运行数据规范标准。在民航数据资源目录中制定了运行共享的279个数据项的基本交换格式,但对于数据来源、数据共享属性等细节内容尚需进一步完善。而这些已经共享的数据项仅仅占了民航运行数据中非常小的一部分,其他的运行数据尚未有行业级的数据规范标准。

      由于基础的数据规范标准不完善,数据应用效果会受到很大的制约。例如中南空管局目前共有航班计划管理系统、协同决策系统、航管自动化系统等多套系统中包括航班号、机号等标识字段,存在不一致的情况,由于未建立统一的规范库,会影响到EOBT(预计撤轮挡时间)计算的准确度,进而降低了协同决策的运行效率。各运行主体单位正在积极推进数据规范化工作,但互相之间缺乏协调与统筹,因此有必要推进行业级数据标准规范的建立。

      (二)数据共享范围有待扩展

      目前民航运行主体单位之间的数据交互主要以航班信息、协同决策信息为主,支撑航班整个生命周期的正常运行。除此以外,机场、航空公司、空管之间实现共享交互的数据较为有限。而结合航空运行、保障业务发展需求,各单位之间数据交换的需求是巨大的,由此可带来的运行效益是可观的。例如,机场使用空管提供的场面监视数据、气象观测预报数据等,可以提升机坪运行保障力度;空管使用航空公司提供的QAR等飞行记录数据,可以分析仪表着陆系统、导航设备等性能;航空公司使用空管提供的航路监视数据,可以精确掌握航班的运行情况。此外,航空安全监管目前主要还是通过信息报送方式实现对安全信息、安全态势的掌握,还没有能够通过信息共享平台方式实现对行业运行状况的实时、准确掌握。在民航数据资源目录的基础上,需要进一步扩大数据共享的种类。

      (三)数据应用价值有待挖掘

      目前民航行业及各运行单位在基于大数据的应用方面有一定的尝试。以广州地区为示例,白云机场利用大数据优化停机位分配,南方航空公司主要基于大数据改进旅客服务体验、基于QAR数据分析飞行品质,中南空管局基于大数据统计空域使用效率。

      面对多种类、大体量的运行数据,目前民航行业及各运行单位在数据挖掘、特别是融合后的数据挖掘等方面还有很大的应用空间。例如,将飞行器QAR飞行记录数据中的气象信息与空管气象雷达历史数据相互融合,可以更加精准的分析航路天气状况;将机场的停机位调度结合进近航班的历史飞行轨迹特点,可以明显提高就近跑道落地率、缩短地面滑行时间;监管方可以对航空安全信息进行融合,从行业整体视角分析安全薄弱环节。民航运行数据这座金矿中蕴藏的应用价值有待深入挖掘。

      三、深化民航运行数据共享与应用的意义

      笔者认为,进一步深化民航运行数据共享应用,是民航“智慧出行”、“智慧物流”、“智慧运行”、“智慧监管”的重要支撑。

      (一)“智慧出行”的支撑

      从旅客角度出发,航空旅行服务应是一个有机的整体,而不应在不同的环节感受到明显的服务差异性。民航运行数据共享应用对“智慧出行”支撑分析如图3-1所示:

     

      图3-1 民航运行数据共享对“智慧出行”支撑分析图

      通过民航各主体运行单位之间数据的共享,可以切实提升旅客的航空出行体验。例如,统一旅客的身份识别信息,将可形成从起飞机场到承运航空公司、到达机场的完整旅客身份识别链,结合人脸识别等技术应用,达到“出行一张脸”、“无感出行”的航空旅行体验。

      通过对大数据的挖掘与分析,可有效提升在航空旅行各个环节为旅客提供服务的精准度。例如,通过旅客航空旅行购票、值机、选座、购物等历史数据,预测旅客喜好、需求,为旅客提供个性化、精准化的服务。

      (二)“智慧物流”的支撑

      航空物流是社会物流活动的环节之一,建设航空“智慧物流”体系将促进社会大物流体系的完善。民航运行数据共享应用对“智慧物流”支撑分析如图3-2所示:

     

      图3-2 民航运行数据共享对“智慧物流”支撑分析图

      通过航空物流数据共享,可与行业外部物流平台连接,实现物流数据的无缝对接。例如,通过航空物流数据共享平台,将货物在航空运输环节的实时状态向货主、货代等货运主体实时发布,支持终端用户对货物的动态跟踪,实现“物流一张单”的航空物流服务体验。

      通过航空物流大数据分析,可优化航空物流流程,提高资源使用率。例如,可通过分析航空仓库存储、检验、配送等流程时间,分析流程优化方法;可通过历史数据、结合上下游需求,分析周期性规律,精准配置仓位、车辆、航班等资源。

      (三)“智慧运行”的支撑

      民航运行由机场、航空公司、空管等运行单位共同保障完成,信息协同是航空正常运行的重要支撑。民航运行数据共享应用对“智慧运行”支撑分析如图3-3所示:

     

      图3-3 民航运行数据共享对“智慧运行”支撑分析图

      目前,在全国各主要机场,已经形成了CDM(协同决策)机制,各运行方交换航班保障节点信息,共同完成排序工作。在此基础上,各运行方可进行更大范围、更深程度的信息交换,例如航空公司参与对起飞时隙的内部分配,例如空管塔台和机坪塔台共享场面态势,优化机位等资源使用,强化共同的情景意识。

      在大数据应用领域,具有广阔的空间。例如,通过大数据优化场面滑行、空中飞行路径,通过大数据进行流量预测、实施预防性分流,通过空管与机场大数据融合、提高就近跑道落地及靠廊桥率等。

      (四)“智慧监管”的支撑

      在全行业大力发展信息化、推进数字化转型的同时,航空安全监管也应充分利用数字化手段,突出智慧特色。民航运行数据共享应用对“智慧监管”支撑分析如图3-4所示:

     

      图3-4 民航运行数据共享对“智慧监管”支撑分析图

      通过建设行业安全运行信息共享平台,实现各运行单位的安全运行信息的实时、准确采集。通过该平台,监管方可以及时、全面掌握运行态势,提升监管效能和服务水平,形成“监管一平台”的工作局面。

      大数据对于航空安全监管同样具有重要支撑意义。例如,通过将各运行单位的安全运行信息融合,可形成完整的民航运行安全信息链,拓宽航空安全管控范围。例如,通过对历史信息分析,可进行安全态势预测、风险评估等工作。

      四、深化民航运行数据共享与应用的建议

      深化民航运行数据共享与应用需要从行业层面给予政策、规范、建设、管理等引领和支持。

      (一)加强行业统筹

      在现有运行信息管理、运行数据开放等规章的基础上,行业主管部门可提出进一步深化民航运行数据共享与应用的管理要求,加强行业统筹管理。一是继续完善民航运行数据共享机制,扩大运行数据共享种类,按数据的应用属性进行分类,按分类进行差异化管理,提出关于共享范围、共享方式等指导性意见。二是发布民航运行数据应用指导材料,对“智慧出行”等4个主题业务领域的大数据应用予以方向性指导,引导各单位规范化应用。三是突出示范效应,深度的数据共享与应用往往在一个机场或地区范围开展,可以着力打造示范性应用单位或地区,起到树立标杆、引领示范的作用。

      (二)完善数据规范

      数据规范化是深化运行数据共享应用的必要条件,针对民航行业运行数据现状,可从数据源、交换、应用等多个环节促进数据规范化。一是继续完善行业信息系统数据规范,为厂商提供数据规范标准指导,从数据源头促进数据规范化。二是加强数据治理,各单位要对已有数据进行分类、标准化。三是建立信息交换标准,推广SWIM(广域信息管理)技术应用。四是探索建立大数据应用规范,从应用端规范数据管理。

      (三)夯实基础设施

      数据中心等基础设施是民航数据采集、共享、应用的载体,需要继续加强建设。一是继续完善民航运行大数据中心,打造高级别的行业级数据管理平台,为行业内各单位提供基础的民航信息服务。二是推进各运行主体单位数据中心建设,鼓励各大中型机场集团、航空公司以及空管局等单位建设各自的数据中心,加强单位内部的运行数据管理与应用。三是探索建设区域性的数据中心等基础设施,可由地区管理局或省市监管局牵头,统筹区域内航空运行数据,既可满足行业管理数据需求,又可满足区域内小型机场、航空公司、通航等数据共享应用需求,还可促进在区域内各运行主体之间进行深层次、大范围的运行数据交换,促进数据在区域内的快速流转和高效应用。

      (四)创新管理机制

      深化民航运行数据共享应用需要进一步创新管理机制。一是实施分类管理,对于航空运行保障所必需的数据,数据提供单位按照要求提供;对于其他非必需的、但具有共享应用价值的数据,建议数据提供单位共享。二是建立激励机制,例如积分制,数据提供单位所提供的数据每被使用一次,积累相应的分数,而数据需求单位可通过消费自身积分来获取所需的数据,通过积分制手段激发数据提供单位的积极性,促进民航运行后台系统数据可在行业内充分共享。三是创新应用机制,支持各单位开展大数据应用,深挖运行数据潜在价值。

      五、结论

      在民航行业推进数字化转型的背景下,进一步拓展民航数据共享范围、加大大数据应用分析力度,深化民航运行数据共享应用,对发展“智慧出行”、“智慧物流”、“智慧运行”、“智慧监管”具有重要支撑作用。为做好引领和支持作用,建议加强行业统筹、完善数据规范、夯实基础设施、创新管理机制。(作者:李英山)

     

      参考文献

      [1] 中国民用航空局.推动新型基础设施建设促进民航高质量发展实施意见[Z],2020.12.

      [2] 中国民用航空局. 推进新型基础设施建设五年行动方案[Z],2020.12.

      [3] 邢伟. 推进民航数据共享交换工作的研究与实践[J]. 民航管理. 2019 (10)

      [4] 柏玉锋. 大数据技术在智慧机场中的典型应用场景研究[J]. 智能建筑. 2019,(02)

      [5] 何庆柱等. 大数据助力航空公司提升运行质量和服务体验[J]. 民航管理. 2017,(02)