2017-10-23 中國機場安防網 機場安全

近日，中國民航信息技術科研基地主任、中國民航大學徐濤教授以“機場及機場群的智慧化發(fā)展思考”為主題在相關會議發(fā)表了主旨演講。徐濤教授從民航發(fā)展戰(zhàn)略、機場當前業(yè)務發(fā)展模式、機場發(fā)展階段、智慧機場信息化模型和建設等內容進行了精彩地交流與分享。

他認為到2030年，機場發(fā)展應該具有支線-樞紐-機場群實現(xiàn)區(qū)域協(xié)同、智慧生態(tài)、與其他業(yè)態(tài)共生共贏；時間高效，成本效益和綠色可持續(xù)；有人/無人駕駛的航空器及場面各類特種車輛的混合運行模式；以及由天、空、地、地下運行而形成的立體機場等。

小編對徐濤教授的部分演講內容進行了整理，以下為詳細內容，僅供參考。

一、民航發(fā)展戰(zhàn)略

前不久，習總 書 記考察建設中的北京新機場時，給予了機場新的使命——“機場是國家發(fā)展一個新的動力源”。

《中國民用航空發(fā)展第十三個五年規(guī)劃》明確提出：著力提升北京、上海、廣州國際樞紐競爭力，推動與周邊機場優(yōu)勢互補、協(xié)同發(fā)展，建設與京津冀、長三角、珠三角三大城市群相適應的世界級機場群。

2017中國民航發(fā)展論壇上馮正霖局長強調：城市群已成為中國城市化的戰(zhàn)略模式，民航作為戰(zhàn)略性產業(yè)，在其中應該積極作為、主動作為，功能健全、相互協(xié)調、相互支撐的機場網，以及覆蓋面廣、銜接度高、通達性強的航線網。為此，中國民航將以民航供給側結構性改革的推進為主線，聚焦瓶頸問題和深層次矛盾，著力打造京津冀、長三角、珠三角三個世界級機場群。

機場業(yè)務發(fā)展模式亟待創(chuàng)新

1、非航：未形成非航多元化發(fā)展格局；非航業(yè)務模式單一；

2、運行：多級運行指揮模式；整體聯(lián)動平臺未形成常態(tài)化；

3、安全：安全管理平臺應與機場全體業(yè)務為核心；安全事件聯(lián)動的業(yè)務模式需不斷加強；

4、服務：智慧服務產品單一，尚未形成門到門的旅客服務和體驗，受現(xiàn)有資源約束，服務效率低下；

5、貨運：貨運資源不足，貨運經營方式單一，貨運業(yè)務管控和平臺化發(fā)展有瓶頸。 

二、機場發(fā)展階段

機場的發(fā)展會經歷四個過程：從分立型機場到協(xié)同型機場，再到智慧型機場，最終到智慧生態(tài)型機場。

1、分立型機場——指揮、調度。這一階段的機場處于“地主經營”模式，關注航班運行相關系統(tǒng)集成，獨立業(yè)態(tài)。

2、協(xié)同型機場——集成、可視。具有數(shù)據(jù)資源集成交換，可視化安全管控，集中協(xié)同運行管理，旅客自助出行體驗，形成與駐場單位協(xié)同共贏的商業(yè)模式特點。

3、智慧型機場——感知、反饋。具備業(yè)務與信息智能融合，卓越的主動安全響應能力，實時監(jiān)測與運行預測，全流程端到端的服務體驗，精準營銷模式引入，機場管理運營可預測部署調整等特征。

4、智慧生態(tài)型機場——和諧、共生。實現(xiàn)業(yè)務、信息、生態(tài)鏈智慧化融合，利益相關方全面連接共享，生態(tài)、綠色機場協(xié)同運作，生態(tài)安全體系，極致的旅客服務體驗，與業(yè)外企業(yè)形成商業(yè)、服務等和諧生態(tài)等特征。

機場使命

在安全為根本的大前提下，機場的使命在于三方面，一是改善旅客旅行體驗；二是通過協(xié)同和信息共享提高運行效率、改善過站管理；三是最大化資產和基礎設施的可用性（優(yōu)化資源使用）。

充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、空間感知、云計算、移動互聯(lián)網等新一代信息技術，綜合運用交通科學、系統(tǒng)方法、人工智能、知識挖掘等理念與工具，以全面感知、深度融合、主動服務、科學決策為目標，通過建設實時的動態(tài)信息服務體系，深度挖掘機場運輸相關數(shù)據(jù)，形成問題分析模型，提升機場資源配置優(yōu)化、公共決策、運行管理、公眾服務等能力，推動機場安全、高效、服務、綠色運行和持續(xù)發(fā)展。

全面透徹的感知、寬帶泛在的互a聯(lián)、智能融合的應用、以人為本的可持續(xù)創(chuàng)新。

1、物聯(lián)化——全面互聯(lián)互通、深度感知，實現(xiàn)對服務對象、資源、設備設施等從“不知”到“知之”。

具體包括 ：

（1）、移動物體：電子標簽、識別、定位、追蹤、監(jiān)控、引導、報警、調度。

（2）、旅客：入場感知、區(qū)域感知、異常預警、值機確認、登機確認。

（3）、行李：標識、傳送、識別、定位、追蹤、監(jiān)控、安檢報警、搬運追蹤、裝機確認。

（4）、貨物：入園安檢、裝卸、搬運配送、園區(qū)流轉、入倉、出倉、出入海關、檢驗、包裝、出園。

（5）、飛機：降落、定位、路由引導、監(jiān)控報警、調度、泊位。

（6）、員工：一卡通、出入登記、考勤、門禁、餐飲、商場、其他。

（7）、車輛：停車出入卡、電子閘口、停車收費、安全檢查、泊位、出園。

從上述七個層面實現(xiàn)一維到五維的時空體管理。

2、策略——五域七化：

“五域七化”指的是生產保障、航空安全、客戶服務、商業(yè)經營、行政管理五大業(yè)務領域，實施七個階梯的信息化工作，以實現(xiàn)機場從“電子機場”到“數(shù)字機場”，再到“智慧機場”的變遷。

（1）、電子機場：即電子化驅動，從電子技術及其產品系統(tǒng)來支撐對航班的保障和服務作用于現(xiàn)實機場。從“人做事”到電子系統(tǒng)（含機電一體化設備）提高力量和效率。

（2）、數(shù)字機場包括虛擬化-仿真、集合化-整合、網絡化-互聯(lián)、數(shù)字化-量化——“四化”。

其中，虛擬化-仿真將管控和服務的現(xiàn)實對象及其場景仿真到計算機中，實現(xiàn)由抽象到形象，由文字顯示到場景再現(xiàn)。

集合化-整合實現(xiàn)單位、崗位、系統(tǒng)間的信息共享和聯(lián)動運行，實現(xiàn)由信息孤島到信息共享，由獨自運行到協(xié)同聯(lián)動運行。

網絡化-互聯(lián)將各單位、崗位、環(huán)節(jié)、系統(tǒng)等的信息通路聯(lián)起來，構筑互聯(lián)互通的信息高速公路。

數(shù)字化-量化實現(xiàn)信息和指令的數(shù)字化表達、輸入/出、存儲、傳輸和處理等，實現(xiàn)管控由粗曠模糊到精確清晰。

（3）、智慧機場包括智慧化-智慧和物聯(lián)化-感知兩部分。

智能化-智慧即建立管控規(guī)則、邏輯、流程和合約知識庫，實現(xiàn)全面智能化管理，逐步實現(xiàn)下述層級和環(huán)節(jié)的智能化。實現(xiàn)由“人腦”到“電腦”的轉變。

物聯(lián)化-感知實現(xiàn)對保障、管控和服務對象的自動識別、定位和監(jiān)控，對服務對象、服務資源（含人力資源）的把控。實現(xiàn)由“不知”到“知之”。

智慧機場信息化模型

“X-Y-Z”模型——通過五域七化，支撐機場X類定位、Y種特色，實現(xiàn)Z方最佳體驗。

1、架構——兩縱六橫

（1）、兩縱即：政策法規(guī)標準體系和運行保障體系。

政策法規(guī)標準體系包括：政策法規(guī)、協(xié)議標準、國家標準、行業(yè)標準等。

運行保障體系包括：政策保障、組織保障、資金保障、系統(tǒng)保障、信息保障和人才保障。

（2）、六橫即展示體驗層、管控層、應用層、交換層、數(shù)據(jù)層、平臺基礎層。

2、藍圖——“10-6-3-XY-Z”

10代表十大智慧——智慧生產（航班管理、資源分配等）、智慧服務（航班顯示、廣播服務等）、智慧管理（決策/辦公、資產/人事等）、智慧安全（區(qū)域隔離、場面監(jiān)視等）、智慧商業(yè)（經營決策、廣告/銷售等）、智慧物流（物流平臺、貨站貨代等）、智慧交通（綜合交通、售票管理等）、智慧低碳（采集分析、環(huán)境監(jiān)控等）、智慧空港（航班云、旅游云等）、智慧基礎設施（傳感網、在線感知等）。

6代表六地部署——航站區(qū)、飛行區(qū)、物流區(qū)、交通換乘區(qū)、辦公區(qū)、臨空經濟區(qū)。

3代表三層運管體系——全局指揮、區(qū)域管理、專業(yè)支持。

XY代表機場的定位及特色，比如：文化機場、綠色機場、珠三角樞紐、東南亞門戶、國際航運樞紐等；特色包括：特色商貿、智慧機場、綜合交通。

Z代表Z方的最佳體驗，如：航空公司最佳體驗、旅客最佳體驗、貨主/貨代最佳體驗、公眾最佳體驗、管理人員最佳體驗、駐場單位最佳體驗等。

智慧機場建設

智慧機場的突出體現(xiàn)為智慧基礎設施、智慧空港、智慧生產、智慧服務、智慧管理、智慧安全、智慧商業(yè)、智慧物流、智慧交通、智慧低碳的全域智慧。

1、智慧生產——PC+移動（手持/車載）終端+業(yè)務

圍繞飛機流、旅客流、貨運流等生產各環(huán)節(jié)，將生產要素、產品、裝備、應用進行數(shù)字化、網絡化、物聯(lián)化、智慧化等發(fā)展，并有效集成和關聯(lián)。

2、智慧安全——PC+移動終端+安全

實現(xiàn)旅客安全、航空器安全、空防安全、生產安全、公共安全、環(huán)境安全、行李安全、貨物安全、商業(yè)安全、信息安全、消防安全、安保安全。

建立多層次、全方位立體技防安全體系，打造統(tǒng)一安防平臺，實現(xiàn)事前預防、事中處置、事后評價的發(fā)展局面，同時，實現(xiàn)安防信息自動獲取、安全事件智能捕獲、危險自動定位預警、安防事件自動關聯(lián)、應急情況統(tǒng)一指揮調度的智能高效。

3、智慧服務——PC+（移動）互聯(lián)網+服務

旅客出行全流程服務，提供網上/掌上/現(xiàn)場進出港全過程自助事務辦理、信息伴隨、事態(tài)感知、異常預警等個性化智能化服務；對旅客航空出行相關活動（機場活動）的全面感知、深度服務、綜合分析、科學應對；結合智慧市民服務、智慧旅游服務，借助各類智慧平臺，深度融合，互通數(shù)據(jù)，提供寬泛的航空綜合服務。

包括實現(xiàn)旅客智能感知、所需信息自動獲取、旅客位置自動獲取、信息實時推送、異常情況感知、異常預警智能引導、網上/掌上自助辦理、自助值機/行李登機/通關/安檢。

旅客：可以網上/手機訂票中轉聯(lián)程，網上/手機值機查詢，網上/手機購物，網上/手機訂餐，家中自助行李托運，網上預約侯機樓服務等。

進港：自助/柜臺候機樓服務、自助/柜臺值機航顯、自助/柜臺問訊導引導示、自助/柜臺登機、自助/柜臺行李托運、自助/店鋪購物、自助/柜臺通關。

離港：刷手機、刷登機牌、刷身份證、刷指紋、刷虹膜等實現(xiàn)登機，信息關聯(lián)。

4、智慧交通——PC+（移動）互聯(lián)網+交通

通過機場、高鐵、地鐵、交運等相關交通運輸信息系統(tǒng)的互聯(lián)，采用大數(shù)據(jù)深度集成，完成地面交通與航班的無縫銜接，實現(xiàn)旅客方便、快捷、高效的中轉，打造空空、空地的“一票通”、“一站通”、“一點通”的旅客出行服務，使交通智慧化。

5、智慧低碳——PC+（移動）互聯(lián)網+傳感器

智慧低碳即環(huán)境低碳、綠色技術、能耗分析、自動化控制、能耗采集五個方面。

采用節(jié)能環(huán)保的綠色技術，用信息化、物聯(lián)化的手段采集和捕獲相應的水電氣暖等能源信息，智能感知、實時監(jiān)控、智能控制能源的消耗，通過與智慧生產、智慧管理的深層次聯(lián)動，達到節(jié)能、減排、降耗的目的，使綠色機場智慧化。

綠色機場的戰(zhàn)略要求分為七部分：綠色布局、綠色環(huán)境、綠色循環(huán)、綠色能源、綠色水源、綠色技術、綠色回收。

6、智慧基礎設施——物聯(lián)網+智能傳感設備

空側：設施設備智能互聯(lián)、在線狀態(tài)感知（具有感知跑道、滑行道、機坪、助航燈光等自身狀態(tài)參數(shù)及實時發(fā)現(xiàn)異常的能力）

陸側：航站樓內各類設施設備狀態(tài)智能互連與感知。

7、智慧空港——PC+（移動）互聯(lián)網+空港服務

智慧空港具有九大智慧及其數(shù)據(jù)和服務向周邊輻射航空經濟體服務。即通過智慧機場輻射智慧空港，延伸為智慧城市，帶動智慧城市群/機場群，實現(xiàn)繁榮大空港、高收益的發(fā)展。由多朵智慧云實現(xiàn)，如信息云、商業(yè)云、旅游云、交通云、GIS云、企業(yè)云。

信息云：發(fā)布機場航班動態(tài)；提供機場數(shù)據(jù)租用服務。

商業(yè)云：提供機場各類商業(yè)系統(tǒng)租用服務。

旅游云：提供機場航班與旅游對接服務。

交通云：提供機場各類管理系統(tǒng)租用服務。

GIS云：提供機場GIS系統(tǒng)地圖功能和機場地圖數(shù)據(jù)租用服務。

企業(yè)云：提供國內外企業(yè)交流平臺租用服務。

眾佳體驗

終極目標：通過全域智慧，提升航空公司、旅客公眾、機場員工、管理人員、駐場單位、當?shù)鼐用瘛⒌胤秸⒇浿髫洿鞣阶罴逊阵w驗。

智慧機場愿景呈現(xiàn) 

總之，智慧機場最終在技術上實現(xiàn)從電子化到數(shù)字化、網絡化、集成化，再到虛擬化、物聯(lián)化、智能化、智慧化，同時，呈現(xiàn)出生產、服務、管理、經營、安全、物流、低碳、交通、空港、基礎設施的全域智慧，并實現(xiàn)旅客/公眾、貨主/貨代、航司、工作人員、管理、駐場單位、周邊居民的眾佳體驗。

智慧機場群

智慧機場群即從追求單一機場運行智慧化到區(qū)域多機場運行的智慧化，構建和諧生態(tài)機場圈。

其運行模式有三種，一是單一機場的運行協(xié)同（空地、地面、地區(qū)等）；二是同城雙樞紐的運行協(xié)同（空空、雙樞紐間、同城地面等）；三是區(qū)域機場群的運行協(xié)同（區(qū)域空空、異地地面等）。

智慧機場群的協(xié)同決策首先要構建航班、旅客、貨郵、交通、氣象、社交、移動的共享數(shù)據(jù)平臺，從而實現(xiàn)機場群運行數(shù)據(jù)管理和機場群運行數(shù)據(jù)分析，以達到機場規(guī)劃布局、資源配置、時刻安排、航線網絡規(guī)劃、旅客服務等的應用。

其中，機場群運行數(shù)據(jù)管理包括時空索引、流數(shù)據(jù)、軌跡數(shù)據(jù)、異構數(shù)據(jù)；而機場群運行數(shù)據(jù)分析則包括數(shù)據(jù)挖掘、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、可視化。

徐濤教授還例舉了幾個智慧機場群協(xié)同決策的技術：

1、基于信息協(xié)同的機場群空中交通管理規(guī)劃仿真技術即機場群運行仿真平臺（不同運行場景的仿真模型），平臺囊括了吞吐量所需區(qū)域出口配置、空域配置、航班運行容量均衡、協(xié)同運行規(guī)劃策略仿真四大功能。

2、基于共享數(shù)據(jù)平臺的雙樞紐機場協(xié)同決策關鍵技術：數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、共享數(shù)據(jù)平臺。

3、雙樞紐機場運營數(shù)據(jù)感知和特征分析包括雙樞紐機場的運行動態(tài)特征檢測與分析、機場數(shù)據(jù)感知和融合。

2030年機場

徐濤教授認為到2030年的時候，機場的發(fā)展應該具有以下特征：

1、支線-樞紐-機場群，區(qū)域協(xié)同、智慧生態(tài)、與其他業(yè)態(tài)共生共贏；

2、時間高效，成本效益和綠色可持續(xù)；

3、有人/無人駕駛的航空器及場面各類特種車輛的混合運行模式；

4、由天、空、地、地下運行而形成的立體機場等。

5、旅客：航站樓內旅客便捷通行系統(tǒng)——集成登機前所有流程、快速自動將乘客引導/運送至登機口（如：刷臉進入航站樓、步行穿越式安檢走廊、旅客及行李無停留自動安檢、傳送帶/電動車等旅客自動運送系統(tǒng)、旅客運動過程中的信息導航等等）。

同時，設有城市中央航站樓；航站樓陸側部分功能前移至市中心/火車站，與其他運輸模式共享基礎設施和服務中心。

三、信息規(guī)劃體系

智慧機場的信息體系按照信息化建設體系分成七大部分。

一是設立愿景目標——智慧機場，以支撐戰(zhàn)略愿景與目標的實現(xiàn)；二是發(fā)展戰(zhàn)略——“X-Y-Z”（上文所述），以支撐戰(zhàn)略執(zhí)行；三是信息化藍圖——“10-6-3-XY-Z”（上文所述），樹立建設內容與任務、描繪信息藍圖；四是IT總體架構——兩縱六橫（上文所述），形成技術支撐與系統(tǒng)架構；五是應用系統(tǒng)——數(shù)十個應用系統(tǒng)，以形成業(yè)務支撐與技術應用；六是運管體系——“1-5-2”（上文所述），形成管理支撐與部署；七是實施策略——分期建設、協(xié)同實施，主要為實施環(huán)節(jié)。

機場運行態(tài)勢感知

1、TOBT預測。該預測提出了服務于A-CDM系統(tǒng)的航班撤輪檔時刻TOBT預測模型以及基于隱藏變量的TOBT預測模型。以便更精準地預測，可幫助空管人員給出飛機預起飛隊列，機場合理調配資源，航司提升飛機利用率等分析和輔助，以提高運行協(xié)同效率。

TOBT預測的研究目標在于航班進程里程碑事件的關聯(lián)預測，包括關鍵影響因素識別和航班過站與滑行耗時動態(tài)測算兩方面。其中，關鍵影響因素識別主要是通過對航班過站流程邏輯建模，利用基于PCA/FA的因子識別方法進行分析，最終獲得關鍵影響因素；而航班過站與滑行耗時動態(tài)測算主要是通過對機位、機型、跑道，以及滑行、等待、起降等的航班數(shù)目進行運行數(shù)據(jù)、影響因素量化分析、預測模型、耗時測算、動態(tài)實際耗時等方式進行測算。

2、可變滑出時間預測。

該預測提出了基于排隊論/KNN+SVR的離港航班可變滑出時間預測模型，以便優(yōu)化航班推出序列，減少飛機在滑行道上長時間等待造成的資源浪費。

3、上客持續(xù)時間預測。

該預測提出了基于分布擬合和優(yōu)度檢驗的上客持續(xù)時間預測模型，是實現(xiàn)停機位、登機口、廊橋等資源精確調度的重要保證。

4、協(xié)同調度。提出了Monte-carlo的遠機位航班加油服務和上客服務的協(xié)同調度模型；滿足不同類型服務流程約束的基礎上，對各種保障車輛進行全局優(yōu)化分配。

旅客大數(shù)據(jù)分析

基于行為建模和社交計算，提出了民航旅客出行興趣預測與分析模型。包括：航線對旅客的吸引力、航線熱度、航空公司市場占有率、旅客忠誠度四個環(huán)節(jié)。