关于民航航行新技术应用和推广的若干建议

唐泽民

摘 要：民用航空是技术密集型行业之一，充分推进航行新技术的应用是民航发展的重要一环，也是我国走向民航强国的必经之路。文章以PBN、HUD和ADS-B三种航行新技术为例，介绍了其在保障民航飞行安全、提高运行效率方面的突出优点，以及新技术应用和推广中遇到的宏观顶层设计和微观具体执行方面的问题，并从如何进一步做好航行新技术应用和推广的角度出发，以实际运行为核心，从多个角度提出了有针对性的建议。

一、背景介绍

随着中国民航快速发展，日益增长的航班量与资源保障能力不强的矛盾更加凸显，行业内外对民航安全的要求也在不断提升。2016年10月，习近平总书记就对民航安全工作提出了“安全隐患零容忍”的重要批示，由此可见中央对于行业安全的要求。民航局也在认真研究民航发展特点和规律的基础上，形成了“践行一个理论、推动两翼齐飞、坚守三条底线、完善三张网络、补齐四个短板”的总体工作思路。

民航是技术密集型行业，充分推进航行新技术的应用是民航发展的重要一环，也是衡量民航强国的重要指标。航行新技术的推广与应用，是呼应民航局提出“创新、协调、绿色、开放、共享”发展理念的充分体现。从历史的数据来看，从NDB非精密进近到精密进近，安全水平提高了7倍；使用增强型近地警告系统，安全水平提高了20倍。依靠新技术提高民航安全水平，仍有巨大的潜力，进一步做好民航新技术的应用与推广是我国民航当前的工作重点之一，因此必须不断深化应用成熟技术，补充完善不足的技术缺陷，加强推广新技术的应用。基于民航发展的步调，航空公司应着力推动基于性能的导航（PBN）、广播式自动相关监视（ADS-B）、平视显示器（HUD）和卫星着陆系统（GLS）等新技术的推广应用和技术验证。截至2016年底，中国民航204个机场具备了PBN飞行程序，156个机场全面实施了PBN运行，95%的航路实现了PBN运行，实现了PBN路线图的中期目标，2017年起，PBN运行逐步进入常态化。民航局一直以来都高度重视监视新技术在民航业的应用，近年来已在运输航空领域基本形成了以雷达、ADS-B为核心的民航监视网络。中国民航也将加快HUD的应用步伐。本文以PBN和HUD、ADS-B三种新技术为例提出进一步做好航行新技术应用和推广的若干意见。

二、基于性能的导航（PBN）

1.PBN概念

PBN（Performance Based Navigation）基于性能的导航，是指在相应的导航基础设施条件下，航空器在指定的空域内或者沿航路、仪表飞行程序飞行时对系统精确性、完好性、可用性、连续性以及功能等方面的性能要求，是国际民航组织提出的一种新型飞行运行方式和空中交通管理概念，对民航实现持续安全、增加空域容量、减少地面导航设施投资、提高节能减排和环保效果等具有重要作用，是我国民航建设新一代航空运输系统的核心技术之一，是充分利用飞机自身能力的很好的方案。

2.PBN推广与应用的问题及举措

（1）PBN技术过度依赖GPS系统。尽管目前欧洲、俄罗斯及中国都在自主研发星际导航系统，但相比美国GPS系统而言，技术仍较为落后。这是PBN在我国民航推广与应用所面对的最大问题，推进“北斗”系统在技术方面的革新，融合“北斗”与民航的发展是关键之举，因此必须强化“北斗”系统与航空工业的融合发展，利用国产大飞机等自主优势平台，在适航审定、航电系统制造与测试等方面实现突破。

（2）跑道坐标仍处于保密现状。目前我国航空公司使用客户化的方式制作导航数据库，存在安全性不足、成本高昂、系统复杂等问题。这一问题的解决难以由航空公司及其他单位个体实现，需由民航局牵头成立专项问题工作小组，统一解决。

（3）通航飞机机载设备水平参差不齐。目前通用航空机队组成非常复杂，国内机型种类繁多，机载导航设备水平参差不齐，又因为其具有作业区域和内容灵活性，因此对所有飞机设备改装以及规划是一项复杂而巨大的工程。一些通航飞机机型由于生产厂商的问题不能对该类设备进行在线安装或升级，这就导致在未来数年内通航飞机必然存在传统导航与PBN导航方式并存的局面。

随着通航快速发展，这一问题的复杂性会成指数增长。针对这一问题，我们需从实际出发进行整体规划，考虑在通航飞机上统一加装北斗接收机，并且支持民族工业，增加国际导航领域话语权。

（4）在全面推广过程中，培训任务巨大。新的导航方式出现，涉及飞行员、签派员、管制员、情报员、性能人员、机务人员等，培训范围非常大，很难实现短期效果，需要从长远规划角度考虑。首先培训人员从了解、掌握到熟练应用需要一个过程，在这段过渡期内势必会对运行产生影响。相应地，需建立分阶段、分层次、有质量保证的培训体系，逐步推广，实现从传统技术到传统技术与新技术结合，再到新技术完全取代传统技术的两个过渡期。

目前的现状是，民航局在宣贯PBN概念及思想以后授权相关单位积极开展相关技术培训。民航院校作为知识和技术的摇篮，肩负着推广新技术、新理念的重大任务，应将PBN纳入教学体系中，积极开设PBN相关课程，在飞行训练中设置PBN训练项目，在学校階段就完成基础理论及运行的培训。进入航空运行单位后，再进行与机型和航空公司运行特点相符的培训。

三、平视显示器（HUD）

1.HUD概念

HUD（Head Up Display）平视显示器，是一种可以把飞行数据投射到驾驶员正前方透明显示组件上的系统，使驾驶员保持平视姿态获取飞行信息。HUD可接收机载导航系统或飞行指引系统的信息，使得飞机飞行航迹、惯性加速度、人工地平仪等各种符号，与外部视景的相应特征保持一致，并且通过显示组件，将所显示的飞行航迹符号同飞行员透过飞机前挡风玻璃看到的视景结合在一起。HUD系统在向飞行员提供飞行指引的同时，成为安全运行的“保护伞”。HUD具有以下优点：①增强飞行员情景意识，提升飞行运行品质；②提高全天候运行能力和航班正点率，降低机场运行标准；③精确预测接地点位置，可采用连续下降方式（CDFA），有助于实施稳定进近；④提供飞机信息辅助提示，防止不安全事件的发生等。

2.HUD推广与应用的问题及举措

（1）关注航空公司的态度和利益诉求。航空公司是推广HUD使用的主体，但目前航空公司的目光只停留在政府的政策引导层面，未能够充分感受到HUD对于自身利益的影响，政府需帮助航空公司做数据统计和分析，不仅仅是在安全方面，而且应该从航空公司所运行的机场入手，统计出航空公司在特定机场运行会有多大几率遇见II类的天气（HUD的使用，可以使特定机场获得II类运行能力），会持续多长时间，会对该航空公司当次航班或后续航班造成多大的影响，从而可以从运行效率、财务数据方面说服航空公司积极使用该项技术。

（2）制定激励政策，提升参与方积极性。政府作为HUD推广应用的最大受益者，应在看到这项技术给当地经济和整个社会带来好处的同时，在政策允许的范围给航空公司和机场予以奖励或补贴，从而增加机场和航空公司的积极性。可以给予一些政策，对使用HUD运行的航空公司在申请繁忙机场航线、获取时刻方面给予支持。还可考虑使用引入新技术的加分制度，从而增加航空公司的积极性、主动性，鼓励先行后试，最大限度地激发全行业的动力。

（3）适度推进运行标准降低政策。在设备可靠的基础上，可以对运行经验丰富、运行品质高的机队在政策上进一步降低运行标准，适度地推进政策导向性的标准降低审定工作。再依据试运行效果，确定标准降低政策的实施及推广速度，分别确定人为因素和技术因素对HUD推广应用的影响，权衡利弊，逐步实施。

四、广播式自动相关监视（ADS-B）

1. ADS-B概念

ADS-B（Automatic dependent surveillance-broadcast）自动相关监视广播，该系统无需人工操作或者询问，可以自动地（每一秒一次）从相关机载设备获取参数，向其他飞机或地面站广播飞机的位置、高度、速度、航向、识别号等信息，以供管制员对飞机状态进行监控。ADS-B系统是一个集通信与监视于一体的信息系统，ADS-B的主要信息是飞机的4维位置信息（经度、纬度、高度和时间）和其他可能附加信息（冲突告警信息、飞行员输入信息、航迹角、航线拐点等信息）以及飞机的识别信息和类别信息。此外，还可能包括一些别的附加信息，如航向、空速、风速、风向和飞机外界温度等。对于无雷达覆盖的机场，ADS-B是对航空器进行监视的一个主要手段。ADS-B地面站建设成本低，精度高，监视数据更新速度快，相比二次雷达可提供更多的信息，实现空—地建设、空—空监视和地—地监视。ADS-B可以根据管制需要进行定制，使得管制员获得更为准确的信息，可以为航空公司带去安全、效益和容量三大方面的提升。

2.ADS-B推广与应用的问题及举措

（1）充分利用ADS-B的技术功效，减小指挥间隔。现有具备ADS-B的小机场仍旧使用程序管制间隔来指挥飞机。航空公司应当充分考虑ADS-B的优势，在拥有ADS-B却不具备二次雷达的机场，建议研究、推广优于程序管制的管制规则，使空管单位能真正充分利用这一新技术，发挥新技术的优势，以进一步加大空域利用率，减小间隔。

（2）应进一步关注ADS-B的信息安全性。对于大型航空公司，其肩负着执行一些特殊飞行任务的责任，而现有飞机的设备无法关闭ADS-B设备，且这类信息又是外界极容易获取的位置等机密信息，具有信息安全不可控隐患，对于重要飞行的保密性有一定影响。推荐改装可关闭相应功能的ADS-B机载设备，在保证机密信息安全性的同時，不影响ADS-B技术优势的充分发挥。

（3）积极推进ADS-B的适航性改装工作。ADS-B的适航性改装需在无厂家技术支持的情况下，可以依据自身发展实情，通过构思、设计出具体的改装方案，经过试行论证，进行改装方案的不断完善和施工。可以依托高校及科研机构的创新技术，结合运营单位的实际运行环境，加以一线工作人员的工作经验，对ADS-B的适航性改装方案进行不断改进和完善。

五、总结

综上所述，无论是PBN还是HUD的推广和应用，都是一个系统的工程，需要各个层面、各个环节、各个单位通力协作。政府应该做好顶层设计，统筹、计划好整个推进过程和体系建设，完善各级激励机制，出台指导文件，实现安全、协调、稳定的发展；航空公司、机场、空中管制等多部门一方面应该从自身着手，更加深刻地把握新技术内涵，深入推动自身所在行业和单位的理念创新、制度创新、管理创新，另一方面更加积极地参与整个新技术运行体系建设，做到协同配合，互相支持，共同发展。

从之前的NDB到盲降，从近地警告系统到增强型近地警告系统，以及已经卓有成效的PBN的推进和实施，中国民航已经取得了巨大进步。下一步正在大力推广的HUD、ADS-B技术，都将会是下一阶段提高民航飞行安全和运行效益的良好选择。只要使新技术的布局着眼于未来，夯实发展基础，从宏观和微观两个层面营造好整个应用推广环境，向新技术要安全、要效率、要效益，就将有效提升中国民航科学发展水平和安全品质，使航行新技术为实现民航强国做出更大的贡献。

（1）推进航行新技术应用需求迫切、进展显著。目前中国民航资源能力已到“天花板”，但发展依然旺盛，如果不再加大基础设施建设的力度，不采取新技术的应用，中国民航很难完成“十三五”的任务，甚至可能在安全和正常方面都出问题。因此，需要靠理念创新，靠管理提升，更要靠新技术的应用。因此，推进新技术意义重大。

（2）推进航行新技术应用要加强统筹，协同配合。推进航行新技术应用是系统工程，涉及多方面、多部门，需要协调联动、加强统筹，各部门之间协调配合，甚至包括军方等。委员会要进一步细化任务分工和时间节点并抓好落实，遇到问题及时调整时间节点。科研队伍也要跟进规章标准的制定，给予支撑。计划司、机场司要加快项目组织和审批，还要考虑制定配套激励政策，业务司局也要加紧研究运行规范和标准。

（3）推进航行新技术应用要加大投入，强力推进。一方面，既要保持已有的投资和政策补贴力度，还要进一步扩展范围和内容，如科研支撑、规章制定、国产设备、国际合作等领域。另一方面，应对委员会进行适当扩展，民航新技术发展，不仅仅是空中的问题，地面的问题更重要，保障难度比空中更紧张。将“政策引导”与“强制执行”相结合，不能完全靠补贴，也要有强制、有倒逼，政策必须两手运用，才能真正调动企业的积极性和主动性。

（4）推进航行新技术应用要积极稳妥，确保安全。要处理好、统筹好局部与整体的关系，统筹好新技术与老技术并行之存在的风险，也要把握好试验、推广、运用节奏，确保安全。

参考文献：

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[5]李凤鸣，陈 晨. 浅谈中国民航新技术应用与发展[J]. 科技资讯， 2016，14（8）：61-62.