促进信息使用与管理提高运行效率与效益 -中国民航网

　　编者按：高效、集成的航空信息系统对提高航路、终端区、机场和航空公司的运行效率和效益，提高民航整体安全水平发挥着至关重要的作用。作为这一系统的重要组成部分，ADS-B、EFB和卫星通信技术能够有效推动信息资源共享，使民航运行信息得以更有效、充分、灵活地使用和管理，并推动建立全新的一体化、互操作和无缝隙运行模式，为最终实现涵盖整个民航体系的广域信息管理（SWIM）奠定坚实的基础。

　　ADS-B不仅能解决空管监视的问题，还能带来飞行运行和空管监视理念的变革，让管制员和飞行员的“眼睛”更加明亮；机载EFB通过与飞机数据系统连接，可提供交互式电子检查单、客舱视频监视、自动相关监视等功能；利用铱星、海事卫星和地空移动宽带通信技术，运行控制中心能够对飞机飞行状态进行实时监控，同时促进各种信息传输和信息共享。本版对上述技术的概念、作用、国内外使用情况和实施计划等进行介绍，敬请关注。

　　ADS-B：让“眼睛”更加明亮

　　《中国民航报》、中国民航网 通讯员张光明 报道：对于在空中飞行的民用航空器来说，传统空管监视手段主要依赖一次监视雷达（PSR）或二次监视雷达（SSR）。由于历史、地理和经济发展的原因，目前在我国西部地区地面监视雷达布设严重不足，造成该地区民航空中交通管理相对困难、飞机飞行间隔大等。广播式自动相关监视（ADS-B）基于卫星导航技术和数据链传输技术，与雷达监视相比较具有诸多典型优势。它不仅能解决空管监视的问题，还能带来飞行运行和空管监视理念的变革，让管制员和飞行员的“眼睛”更加明亮。

　　ADS-B发展与应用

　　ADS-B是一种空中交通监视技术，利用空空、空地数据链，按照固定周期向空中或地面用户广播相关监视信息。监视信息可以来源于不同的机载数据源，如航空器识别码、水平位置等。

　　ADS-B应用功能可以分为OUT和IN两种。如果机载系统仅广播信息，则称为ADS-B（OUT）功能；如果机载系统既向外广播，又接收周边其他飞机的广播信息，则称为ADS-B（IN）功能。

　　从上世纪90年代开始，美国就着手研究ADS-B技术。由于美国阿拉斯加地区地理和天气条件恶劣，地面监视雷达严重不足，但通用航空比较发达，因此美国联邦航空局（FAA）为了改善该地区的空管服务，于2000年开始在阿拉斯加测试和验证ADS-B的监视性能。2001年1月，FAA批准在西阿拉斯加无雷达覆盖区为加装ADS-B设备的飞机提供“类雷达”服务。截至2003年，阿拉斯加的飞行事故率降低了86%，死亡事故率降低了90%。

　　目前，美国和加拿大在部分区域、澳大利亚在高空空域已实施ADS-B监视运行。我国从2006年开始，中国民航飞行学院就引进ADS-B系统对全院所有训练飞机实施ADS-B监视运行。此外，我国在个别航路和个别机场也实现了ADS-B监视下运行。

　　ADS-B系统组成

　　ADS-B系统功能模块主要由三部分组成，包括机载设备、地面收发与处理应用设备、通信链路和传输网络。

　　与ADS-B功能相关的机载设备，主要包括机载全球导航卫星系统（GNSS）接收机/多模式接收机（MMR）、数据链系统和IN功能所需的交通信息驾驶舱显示（CDTI）等。

　　ADS-B（1090ES）地面设备，主要包括1090ES模式、UAT模式地面站和相关信息处理与应用设备。ADS-B地面站将收到的空中广播信息处理后，将处理结果在管制员监控终端上显示以便为监视和管制提供参考，也可以接入自动化空中交通管理系统供相关部门和人员参考使用，或者将收集到的广域监视信息进行监视完好性和一致性校验。

　　ADS-B地面站也可以向航空器发送信息，即空中交通情报服务广播（TIS-B）和飞行信息服务广播（FIS-B）。ADS-B地面站将收到的航空器位置信息发送给监视数据处理系统（SDPS），同时SDPS也接收雷达和其他监视设备的数据。SDPS将所有监视数据融合为统一的目标位置，并发送给TIS-B服务器。TIS-B服务器将信息集成和过滤后，生成空中交通监视全景信息，再通过ADS-B地面站发送给航空器，以便机组获得周边交通信息。FIS-B主要向航空器发送气象和航行情报等信息，以便机组及时了解航路气象和空域限制信息，为飞行安全提供保障。

　　ADS-B信息传输依靠无线和有线通信方式，OUT和IN功能都基于数据链通信技术。空地、空空数据链有三种：基于异频收发的S模式SSR收发机的1090ES数据链、UAT模式数据链和模式4甚高频数据链。

　　ADS-B运行优势

　　ADS-B监视技术的核心是高精度卫星导航。ADS-B监视完全区别于一次监视雷达和二次监视雷达监视，是一种新型的、高精度的、高效的空中交通管理和监视手段，能有效提高管制员和飞行员的运行态势感知能力，提高空域利用率，提高空中交通管制能力和服务质量。归纳起来，其优势包括：

　　一是监视精度高，运行成本低。ADS-B水平位置监视信息来源于机载GNSS接收机。由于GNSS定位精度远高于民航现有二次监视雷达监视精度，因此基于ADS-B的监视可以获得航空器更精确的位置信息。同时，ADS-B的位置监视信息刷新率约为二次监视雷达的5倍，因此监视信息更准确及时。一部SSR的建设成本约100万美元～400万美元，并且建设和维护相对困难；而一套ADS-B地面站建设成本约10万美元～40万美元，并且建设和维护相对容易。

　　二是提高运行的安全性。ADS-B可以让管制员和飞行机组共享空中交通态势，有利于空中交通管理和飞行操控，能有效避免单方错误决策的发生。

　　三是提高管制效率和空域容量。在无雷达覆盖区域，ADS-B可以提供“类雷达”监视服务，便于管制员“看见”飞机并提供空中交通管理服务。ADS-B监视可以提供雷达管制飞行间隔，大大缩小无雷达监视区域飞行间隔。在有雷达覆盖区域，ADS-B可以为雷达覆盖盲区提供监视服务，或作为雷达监视的备份。ADS-B还可以为机场地面滑行的航空器、机场场面运行的车辆提供监视服务。（作者单位：中国民航飞行学院）

　　EFB：驾驶舱信息管理的革命

　　《中国民航报》、中国民航网 通讯员涂卫军 报道：随着现代航空电子技术和通信技术的飞速发展，电子飞行包（EFB）系统通过硬件和软件的集成，实现了飞机驾驶舱信息管理的重大革新，是继PBN之后中国民航航行新技术应用推广的又一片“热土”。

　　EFB的分类

　　EFB是基于支持一定功能的软硬件集成，用于驾驶舱或客舱的电子显示系统。EFB的硬件按照便携程度和使用阶段可分为1、2、3级。

　　1级EFB系统结构简单，无须安装任何机载设备，仅使用笔记本电脑、平板电脑作为显示终端，加装相关的应用软件即可供机组使用。它相当于飞行员飞行箱中的一个便携式电子设备，飞行员可随身携带。1级EFB不与机载系统进行任何方式的连接，不能与飞机系统进行数据交互。

　　2级EFB系统使用笔记本电脑、平板电脑或定制的电脑设备作为显示终端，使用时需置于专用支架上。它能够有限地从机载系统中获得数据，但不能向机载系统发送数据。与1级EFB类似，2级EFB可以带离飞机，同样属于一种便携式电子设备。

　　3级EFB是机载设备的一部分，需要获得航空器适航审定部门批准。它与飞机总线系统相连，可与机载电子系统如飞行管理系统和各类导航传感器进行数据交互。3级EFB无法由机组人员带离飞机。

　　EFB软件则按照使用阶段、计算方法和是否需要适航审定部门设计批准等要求分为A、B、C三类。

　　EFB的研发与应用

　　各大飞机制造商和航空设备制造商不断推出具有不同新功能的、各种级别的产品。波音公司可以为其所有机型提供不同级别的EFB和与之相配的集成信息管理解决方案，各级别的EFB具有通用的应用程序和地面信息管理系统。机载3级EFB于2003年在荷兰航空波音777飞机上首次投入使用，波音787飞机更是将EFB作为标配。

　　空客公司从1997年开始提供EFB系统，即无纸化驾驶舱（LPC），现在全球已有超过100家航空公司在使用LPC。空客公司在空客A380飞机上标配EFB系统OIS，不再提供纸质内容。2009年，空客公司基于空客A380上的OIS系统，发布了用于1级平台的LPC-NG。此后，空客所有型号的飞机都可使用基于1级和2级平台的LPC-NG，并具有与空客A380飞机3级平台OIS以及未来空客A350通用的界面和工具。

　　EFB自上世纪90年代推出以来，在国际民航业界获得了广泛的认可。历经多年发展，现已有多家航空公司在日常运行中使用EFB系统，如美国的大陆航空、西南航空，欧洲的德国汉莎航空、维珍航空，亚洲的新加坡航空、中国南方航空等。

　　从2009年以来，中国民航加快了EFB应用的步伐。目前，南航波音777F、空客A380等机型已完成了EFB补充审定，并已投入实际运行；中货航波音777F机型EFB补充审定正在进行之中；国航、东航、深航、海航等多家航空公司均已启动EFB应用准备工作。

　　EFB的作用

　　EFB最初作为一种替代纸质文档的便携式电子设备，主要应用于电子文档、电子航图的查阅和浏览，此后又增加了飞行日志签署，飞行、配载和性能计算，电子文件夹等功能。

　　目前，新型的便携式EFB通过自带的设备可提供机场移动地图显示、合成视景系统。而机载EFB则通过与飞机数据系统连接，可提供交互式电子检查单、客舱视频监视、实时卫星气象信息接收、自动相关监视（ADS-B）、驾驶舱交通信息显示等功能。

　　此外，随着地空无线宽带技术的应用，EFB未来作为航空公司机载航空信息系统在线终端，将在航空器管理通信（AAC）、航空器运行通信（AOC）和旅客服务方面发挥越来越重要的作用。

　　实践证明，EFB有助于飞行安全和运行效率的提升，突出表现在：

　　一是替代纸质文件，为航空公司节省大量纸质资料的管理、分发成本和运行成本，减少航空公司潜在的训练成本，同时在信息管理上更加方便、高效和安全。

　　二是提高飞行安全指标。通过EFB强化飞行运行资料和信息保障，飞行机组可以实施准确、有效、快速而又全面的飞行信息管理。航空公司的数据表明，在驾驶舱里配备EFB后，飞行员能够将平均事故间隔时间（MTBF）提高到约20000个小时，飞行安全指标得到显著提高。

　　三是实现了实时性能计算，能够在机组自我签派、空中性能计算、应对起飞前性能调整和计算方面提供更为准确、优化的结果，提高运行效益。例如，对于波音777飞机在湿道面上起飞时可以增加多达9吨的业载。

　　此外，EFB在辅助机组决策、提升服务保障能力、强化运行控制等方面的作用日益明显。

　　地空之间是如何衔接的？