空管发展新趋势：强安全、强效率、强智慧、强协同

本报记者　任旼
　　全球新一轮产业变革正加速演进，技术革命正促使产业分工调整，颠覆性技术不断涌现，中国民航空管既面临差距拉大的严峻挑战，也面临赶超跨越的历史机遇。在此背景下，“2020民航空中交通管理科学技术交流会”于9月15~16日在北京召开，本次大会以“建设强安全、强效率、强智慧、强协同的现代化空管系统”为主题，通过民航空中交通管理技术论坛的平台，营造技术交流、合作创新和协作发展的良好环境，致力于促进民航空管技术的发展，为民航空管服务，为经济发展服务。
　　大会由中国航空学会航空电子与空中交通管理分会主办，中国民航大学和中国民航通用航空运行重点实验室协办，来自机场、航空公司、企业、院校的近300位嘉宾参加了会议。
　　智慧空管助力民航提质增效
　　空管是高科技密集、专业集成度比较高的行业。建设智慧空管有利于提高我国民航发展的创新能力，有利于强化基础研究和新技术应用，发挥制度优势和后发优势，催生更多的新产业、新业态和新模式。中国航空学会秘书长姚俊臣表示，中国空中交通管理始终伴随着民航发展，为中国民航事业的发展做出了卓越的贡献，科技的进步、时代的发展奠定了空中交通管理的未来发展基础向着精细化、科技化发展。“四强空管”的提出，标志着民航空管系统进入到质量的发展新阶段，迈上建设具有中国特色现代化空管的新征程。
　　国家空域技术重点实验室主任、中国工程院院士陈志杰表示，目前通用航空器、无人机已形成了很多分类，新型航空器会层出不穷，军事航空器隐身、集群、智能特征更明显，跨域飞行的空天飞行器或许很快成为现实。那么空域管理如何适应这一发展变化趋势？如何实现空域资源优化配置与调整？“数字空域将是下一步研究的重点，它是通过构建大规模空域数字计算系统，实现在信息空间内对大尺度空域数字化重构和表达，开展对空域的映射管理和使用控制。”陈志杰说，“数字化空域需要去探索的，研究建立网格空域体系编码体系是当前一项空域管理基础性工作，也是当前亟待解决的技术问题。下一步要立足国防与经济社会全方位需求，来构建数字化空域系统。现在天地一体化的体系演进已经非常迫切，空管如何跟进将是未来探讨的方向。”
　　从空管发展的特征来看，空管是高科技密集和新技术集成应用的行业，中国民用航空局空中交通管理局领导李其国表示，未来空管发展将立足空管服务国家战略、服务国防建设、服务行业发展的基本定位，以“智慧空管”建设为主线，构建“四强空管”，努力满足国家、人民、行业对民航安全高效运行的需要。疫情给民航发展带来了不确定性，虽然目前国内航班基本恢复，但受国际航班大量缩减、航路费收入下降等因素，空管发展也将面临着巨大挑战。未来5年将是空管建设布局的又一个高峰期，除了管制中心、机场配套的空管工程等传统基础设施建设之外，空管数据中心、空管信息和网络安全管理系统等一批新的基础设施也将进入建设阶段，特别是在当前国际环境下，空管技术装备国产化将迎来难得的历史机遇。空管也将进一步与产、学、研、用各界，在智慧安全、智慧运行、智慧服务、智慧设施、智慧信息、智慧管理等多领域协同创新，发挥科技创新在空管高质量发展中的支撑作用。
　　加快推进空域体制改革
民航协同空管技术与应用重点实验室主任朱衍波表示，预计在2023年实现数字化管制服务，在飞行全阶段逐步推行数字化管制服务，最终在未来实施全面的四维航迹运行，将实现空地信息态势共享、空地协同的管制指挥，实现信息的感、传、智、用，大幅度降低管制员和飞行员的工作负荷，实现精细化的航迹管控。2035年以后，将实现有人机、无人机混合运行。
　　“从协同运行需求来说，一个是要充分利用低空空域资源，希望我们能规划更多的固定或临时管制空域，特别是一些固定的目视飞行航线。单点接入低空飞行业务，特别是航空情报、气象情报、航图的获取将更公开透明。空管与航空运营人协同运行，包括空管、地方政府、航空运营人在导航、通信、设施的建设和运行的协同。在飞行规则上，我们要推进目视飞行和仪表飞行来去相互的协同。在国家层面上要建立低空信息管理系统，区域的低空飞行服务信息系统，包括各个层级的飞行服务站。”四川九洲空管科技有限责任公司首席科学家张芷恩表示。
　　城市空中交通或者是UAM，是把城市空中交通建立成一种安全高效的交通模式。“这里有很多挑战，包括飞行器的设计以及制造，城市的一些规划，另外也有很多法律法规，还有政策性的问题都需要研究。空客在两年前发表自主飞行器安全运行蓝图，我们也在帮助他们做这方面工作。第一要做的是降落管理，一些降落轨迹的优化，尤其是优化飞行器的轨迹让它省电。第二是属于避撞，第三是属于自主的扇区空管，如果这两个工作做的好或者说自动化程度高，我们就会有一个更高的扇区容量或者空域容量。”乔治华盛顿大学专家表示。
　　探讨空管未来前景
　　北斗系统及其星基增强系统将为我国民用航空提供全空域、全天候的安全可控的定位、导航和监视手段。中国民用航空局空中交通管理局技术中心副主任李欣表示，首先，以民航应用的严苛要求推动北斗系统服务性能的改进与提升，这对北斗是一个严峻的一个考验。第二，民航应用的国际平台可推动北斗系统的国际化战略实施。目前来看，北斗系统已进入ICAO的全球卫星导航体系，进入技术标准体系是下一步目标。北斗系统在民航的广泛应用，是北斗国际化能力的重要体现。第三，以民航应用推进航电系统等产业短板的补齐。这样会促使支持北斗应用的国产航电系统的研制、试航与应用，因为要支持北斗就要研制我们自己的航电设备、地面设备，整个产业链条就会打通及提升。所以说，在民航当中应用北斗，是推进民航强国战略的有利抓手。
　　在谈到未来民航空管行业的5G+云+AI时，华为技术有限公司民航解决方案总工程师张楠表示，实现万物互联的智慧民航，第一件事情就是要把飞机驾驶舱连起来，要互联飞机。具体来说，首先从机场的5G做起，解决民航业机场通讯问题，使网络可以覆盖机场范围内的航空器。下一阶段将结合未来无人机的发展趋势，根据无人机的行业特点参与无人机空管体系的设计与规划，以创新能力和标准制定能力助力空域建设。
　　为了提高效率并安全的管理日益复杂的空域，空管系统需要不断地提高其功能和性能。有专家认为：“借助人工智能等数字化技术，我们将会看到空管系统的自动化水平，提升到一个全新的级别。特别是针对正在开发中的新型空中飞行设备，这种演变是必须的，我们将在未来看到无人机、无人驾驶飞机的引入，航空运输也将朝着单一飞行员飞机和最终全无飞行员飞机的方向发展。未来，人们将能看到无人驾驶的飞机以无人操作的航空系统配合着全自动化的空管系统形成一个充满数字交互，以及人工智能的大环境。”