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  • 民航强国战略中的科技创新体系建设政策研究

    杨帆 编 辑:陈虹莹 2021-11-05 18:19:00

      摘要:民航强国战略是中国民用航空局党组在2008年的民航工作会议上提出的一个重大战略构想,规划了未来20年中国民航的发展路径,计划实现中国从一个民航大国发展成为一个民航强国,并提出了民航强国的6个维度评比。2021年的全国民航工作会议中指出,我国基本具备了单一航空运输强国特征,将继续在多领域建设民航强国。其中,科学技术在民航的应用以及通过科学技术提高民航的创新能力是重要的一个维度。

      近年来全球科学技术特别是数据和互联网技术快速发展,但是民航业由于安全要求等一系列原因,暂时在新兴科学技术创新方面落后于时代。因此,建立由民航主管部门主导的政策改革,在现有的民航发展和运营中增加科技创新元素,通过新技术的引导和支持,增加中国民航业在全球的竞争力,为建设民航强国助力。文章通过分析提高科学技术创新在民航运营中的应用,提出民航主管单位的对增强民航科技创新的相关支持政策建议,旨在通过政策引导的手段积极提升航空企业及科研单位的创新能力,为实现民航强国做出积极贡献。

      一、研究背景及意义

      2010年2月25日,民航局印发《建设民航强国的战略构想》,从6个方面对民航强国建设进行阐述[1]。提出到2030年,中国民航全面建成安全、高效、绿色的现代化民用航空系统,实现从民航大国到民航强国的历史性转变,成为引领世界民航发展的国家。民航强国战略是21世纪中国民航在飞速的发展以及市场不断壮大后,为了提高中国的民航运营质量而提出的一个重要战略构想,也是中国民航业未来发展的一个重要方向和理论依据。

      2021年全国民航工作会议、全国民航安全工作会议期间,《中国民航发展阶段评估报告》正式发布。《评估报告》指出,目前我国基本具备了单一航空运输强国特征,将开启多领域民航强国建设新征程。在民航强国的多维度评比中,包括了:具有国际化、大众化的航空市场空间;具有先进、可靠、经济的安全安保和技术保障服务体系;具有国际竞争力较强的大型网络型航空公司;具有布局功能合理的国际航空枢纽及国内机场网络;具有安全高效的空中交通管理体系;具有功能完善的通用航空体系;具有制定国际民航规则标准的主导权和话语权;具有引领国际民航业发展的创新能力。这其中的大多数评价体系,例如建立安保和技术保障体系、建设空中交通管理体系、民航业内的发展创新能力等方向都需要通过科学技术能力的提升来得到提升,实现建设民航强国的目标[2]。

      在民航的发展历史中,新兴科学技术发展发挥了重要的作用,从航电系统的发展,到电传操作替代机械传动,以及导航中的GPS卫星等使用,都为全球民航业产生了及其重要的影响,也在一定程度上通过技术的迭代改变了民航业的发展进程和发展重心,并逐步改变了民航的运营理念,直接推动了民航的发展和规范。要想实现中国民航的民航强国战略,就必须依靠先进的科学技术发展,来推动中国民航实现跨越式发展,并肩欧美进入民航强国的行列。

      二、国内外民航科技创新体系建设现状分析

      (一)国外民航科技创新体系发展现状

      早在2009年,美国民航主管单位FAA就启动了名为“Next Gen”的下一代航空运输系统,该系统通过整合联邦机构、州和地方政府、学术界以及工业界等多方力量一起构建而成,以长期的战略计划作为统领,制定了年度目标计划,每年发布年度的国家航空研究与发展计划,并且得到了充足的政府资金支持,通过FAA的协调和支持国内和国际相关的航空产品及服务的研究和开发,促进了美国航空科技创新和技术推广[3]。

      英国于2018年宣布了一项航空工业的新政策,在政策中提出:将通过强化政府与工业界的合作关系,投资开发新技术,建立适应行业发展的人才成长通道。以及支持中小型企业发展等措施来提高英国航空航天业的竞争力;帮助英国处于全球航空运输业的领先地位[4]。

      进入21世纪,世界科技继续快速发展,进入5G时代后,云平台等概念的诞生和兴起,广泛提升了个人终端设备的使用率和设备能力,而这一科技进程也对航空运营产生了巨大的影响。通过无线网络和卫星数据,飞机可以进行地空数据传输,同时也诞生了划时代的EFB设备,改变了几十年来的驾驶舱资料使用习惯,基于这一智能硬件设备,将驾驶舱数据带入了一个新的时代。目前欧美各国的航空运营企业基本都已经实现了机上的EFB系统配备,并基本完成了客舱的网络覆盖以及驾驶舱的数据链通讯。将国际民航的科技创新带入了一个新的数据时代。

      (二)国内民航科技创新体系建设现状

      在我国国内,同期民航业的科技进步和发展却未能与世纪科技的发展同步更新,特别是国内航空的运营中,对于近10年以来的新技术运用发展进度较慢。世界的科技发展已经进入5G时代,然而我们的大部分飞机上数据装卸仍然使用早已被淘汰的3.5英寸软盘作为存储工具,已无法适应当今社会的需求。

      同时,由于航空工业起步较晚,除了在飞机制造领域目前正在实现努力的追赶外,围绕飞机配套的运营所需软硬件设备中国的自主研发能力仍然较弱,大部分的技术仍然由欧美所把控,导致中国民航的运营及其依赖国外的软硬件设备,每年也为此付出了巨额的外汇。

      中国的民航科学技术研究体系不同于欧美主要由公司研究的模式,在国内目前民航科技研究主要由航行科学研究院、民航二所、中国民航大学等体制内科研单位及高校来完成,研究实力仍然较为薄弱[5]。但同时,我们也看到,民航局目前针对行业内的一系列科技创新痛点问题也增加了重视程度,不断加大资源和资金等的力度支持,寻求科技方面的突破。因为起步较低,通过提升科学技术在我国航空业中的突破创新,将会带来极其显著的效果,也将为我国的民航强国目标奠定及其重要的基础。

      三、民航科技创新体系发展建设政策建议

      当今时代,国际社会已经进入了全面的竞争时代,为了中国民航强国的构想能够顺利落地,需要通过在民航业中加强科学技术发展和投入,实现对于欧美等民航先进国家的弯道超车。为了实现科技创新的突破,通过对国外的航空行业科创情况的研究,进行了政策的分析和建议。

      (一)加强国产大飞机配套运营平台的发展

      众所周知,航空业的核心都是围绕飞机展开。以前,全球的主要飞机制造商均源自欧美等发达国家,中国的航空运营需要基于欧美的飞机正常供给才能顺利开展,并且相关的技术标准及运营条件都是由西方国家控制,对于我国航空运营的自主性极为不利,也是我国向民航强国发展的最大限制因素。近年来,随着中国的综合国力提升和科技水平的飞速发展,国产大飞机项目已经看到了成效,中国自行研制的C919大型商用飞机即将投入运营,目前已获得超过1000架飞机的订单。有了国产大飞机这一坚实的后盾,中国的民航业才能提出民航强国这一宏大的目标和规划。

      然而,除了国产大飞机之外,围绕飞机的一系列软硬件设备目前仍基本被外国企业所控制,例如导航数据库这一飞机的地图导航仍然只有美国的JEPPESEN公司和法国的NAVBLUE公司可以提供,而这两个公司分别为波音公司和空客公司的子公司,可以看出,对于导航软件的控制,实际也是对于飞机控制的延续。另外,飞机上的数据传输,目前也仅有国外的SITA公司和ARINC公司可以提供服务,也就意味着,离开了国外供应商,我们的C919大飞机即使飞上了天空也无法和地面取得数据沟通,严重影响了运行安全和自主可控。从这几个例子可以看出,不仅要制造出国产的大飞机,围绕国产大飞机打造出一系列的国产软硬件生态平台,让我们自己的大飞机配上国产的平台服务,是打造民航强国的一个重要任务。

      中国民航局作为民航主管单位,应该未雨绸缪,在国产大飞机即将交付运营的前夕,加速支持围绕大飞机的国产软件平台的建设和发展。发展国产软硬件平台,一是要提供足够的资金支持,对现有的民航院所类科研平台及高校研究平台提供足够的技术项目资金,通过科研院所和高校的研究实力,提升围绕国产大飞机的国产软件平台的研究和开发。以期加速国产软件平台的建设速度;二是要在此基础之上,开放社会研究力量的进入,通过社会的科研力量和企业的科技能力进行国产软件平台的建设。目前国内民航业的技术开发大多集中于民航体制内部的相关研究单位,但是在科技飞速发展的今天,这些研究单位在某些方面,特别是数据软件等研究方面已经远远落后于社会中自由竞争生存下来的企业,这些企业具备强大的研发能力,但是却因为收益、体制限制等各方面的原因无法深入进行民航方向的技术研究。因此通过民航局主管机构的介入,引入外部力量参与国产大飞机软件平台的建设,借助外部力量增强民航的科技实力,将会起到事半功倍的效果,也会有利于国产平台的尽快建成。

      (二)结合新技术,提升航空运营的安全性建设

      航空运营中,最重要的一点就是安全的保障,为了航空安全,甚至会在一定程度上牺牲效率和舒适性。安全是行业的红线,也是行业生存发展的基础。因此,通过民航新技术的应用,实现安全性的提升,是民航强国发展中的一个重要议题。

      在现有的航空运营中,主要是依靠航空器的多层次冗余以及运营中从飞行员到机务到签派到空管以及地面保障人员的各级审慎工作和互相交叉检查来确保运行的安全。而人工的控制总是容易产生缺陷,当一个环节被层层击穿时,就容易出现航空安全问题。而近些年来科学技术的发展,特别是物联网的技术和数据技术的兴起,在一定程度上可以解决这方面的问题。在物联网的应用上,我们可以看到,很多地方的车辆以及机器人等操作都实现了自动化,而自动化的情况下将会减少人为处置导致的错误风险。因此,通过物联网技术,引入传感器、摄像头等各种新型环境感知数据收集及处理技术,用于航空运营,将会产生极其良好的效果。例如,飞机在冬季容易出现机翼结冰的情况,曾经也因为这一原因导致过空难事件,目前对于飞机机翼是否结冰的判断仍然是由飞行员肉眼判断,存在极大的不确定性。如果使用传感器,通过感知机翼上的异物情况,便可以很好的判断飞机的结冰,并在系统中进行提示,减少了安全的风险。诸如此类的问题都可以通过先进的数字化新技术引入来解决,从底层系统上减少了航空安全的风险,提升了航空运营的安全性。

      (三)加强航空公司与科研单位的产学研结合

      在航空产业中,航空公司是其中的重要一环,大部分的技术最终都是在航空公司进行应用,但是航空公司本身的技术研发能力较弱,无法根据需求进行新技术研究;而研发实力较强的科研院所又缺乏实际的航空运营经验,造成部分研究项目脱离实际,无法与实际运行匹配,造成资源的浪费。

      作为民航主管单位,民航局应该整合相应的科技资源供应和需求端,建立航空公司与科研单位的联动机制,快速助力航空企业实现运营方面的科技突破。

      (四)促进中国科技优势项目在民航领域的发展

      目前的中国,已经进入了一个科学技术成果不断爆发的时间点,中国自行研制的很多系统和项目已经达到了世界的前列,甚至在全球的科学技术中处在优势地位。中国的航天技术、卫星技术等一系列技术和产品都处在世界领先地位,如何将这些领先技术引入民航项目中,并通过这些技术作用于民航的运营,使中国民航在一些领域达到全球领先的水平,真正实现民航强国的构想,将是民航主管机构需要思考的一个方向。

      例如,中国的北斗卫星系统,已经实现了自主可控的卫星导航和通讯能力[6],那么我们应该思考如何将中国领先的北斗导航技术应用于航空业中。为了实现这一目标,民航主管单位应该积极提供相应的技术和项目支持,并且在航空公司中大力推广和引导,逐步实现北斗系统在中国民航中的使用,最终实现自主可控且水平领先的导航系统。同理,对于其他各个中国领先的技术方向,民航主管单位都应该积极去设计相应的方案,引导民航企业去利用国内先进的技术,实现某些方向上的世界领先,为民航强国的建设作出强有力的支撑。

      四、结论

      通过对国内外民航科技创新情况和国内外民航主管部门的政策分析,我们总结了目前我国民航业在科技创新存在的问题,并根据问题提出了四点建议,旨在通过民航主管单位以政策引导的手段整合民航的科技创新实力,形成长效的民航科技创新机制,通过科技创新助力,为实现中国民航强国的远大战略规划奠定坚实基础。(作者:杨帆)

     

      参考文献

      [1] 李家祥. 中国民航人要为建设民航强国而努力奋斗[J]. 中国民用航空, 2010(003):12-20.

      [2] 赵铨劼. 基于科技创新的航空公司综合能力评价[D]. 中国民航大学.

      [3]党亚茹, 李雯静. 美国航空业科技创新体系分析[J]. 科技管理研究, 2010, 30(003):175-178.

      [4]黄宇新, 王元元, 苏霓. 英国发布航空航天新政策[J]. 国际航空, 2019(1):69-71.

      [5]高峰, 党亚茹. 民航科技创新评估指标体系的构建[J]. 科技管理研究, 2005(08):35-37.

      [6]何运成. 北斗系统在我国民航领域应用现状及发展前景[J]. 卫星应用, 2019(9).