创新应用全覆盖站坪管理系统推进四型机场建设

□ 中国民航管理干部学院 陈 燕 成都耀塔科技有限公司 刘川民 曾 珂/文

民航局2019年11月发布的《民航局关于促进机场新技术应用的指导意见》指出，机场应充分发挥科技创新引领作用，促进机场新技术推广应用，以有效缓解当前机场安全运行保障能力、运营服务水平、建设管理手段与行业发展速度不匹配的突出矛盾。

机场站坪保障具有车辆设备多、保障单位多、作业环节多、从业人员多等特点。目前国内外机场虽然大多拥有先进的生产运营管理系统，能够实现机场各生产、保障单位的联网运行，但系统较少辐射到站坪生产环节。绝大部分站坪生产、保障设备的日常运营仍然依赖传统的手工管理模式，极大地制约了机场航班运行保障能力的提升。本文旨在创新应用全覆盖站坪管理系统，以加快推进四型机场的建设。

全覆盖站坪管理系统的提出背景

（一）四型机场建设理念

2019年9月25日，习近平总书记出席北京大兴国际机场投运仪式，对民航工作作出重要指示，要求建设以“平安、绿色、智慧、人文”为核心的四型机场，为中国机场未来发展指明了方向。2020年1月3日，民航局发布了本年1号文件——《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035年）》，提出2020年是四型机场建设的顶层设计阶段，2021年到2030年为全面推进阶段，2031年到2035年为深化提升阶段，届时将全面建成安全高效、绿色环保、智慧便捷、和谐美好的四型机场，为全方位建设民航强国提供重要支撑。

四型机场建设，平安是基本要求，绿色是基本特征，智慧是基本品质，人文是基本功能，四个要素相互联系，相辅相成，不可分割。平安、绿色、人文更多体现的是四型机场建设的结果和状态，都需要利用智慧化的措施、手段来实现。

目前单纯依靠加强基础设施建设，依靠过度挤压早已饱和的运行资源的发展模式已难以适应机场发展的需要，应以智慧机场建设为引领，向云计算、大数据、物联网、移动互联、人工智能等工业4.0时代的数字信息化、智能化技术谋求发展空间，全面推进机场向高质量发展转型，由巩固硬实力逐步转向提升软实力，实现民航安全运行、优化能源消耗、方便旅客出行。

（二）机场站坪管理现状

根据IATA预测，到2035年，全球民航旅客运输量将达到72亿人次，货邮运输量也将增加30%，随着运输需求快速增长，大型机场的容量饱和状态日益突显，目前旅客吞吐量排名前100名的世界上最繁忙的机场其容量都接近饱和状态，其中45家已存在跑道、航站楼等资源严重不足的问题。截至2019年底，我国共有39家千万级以上机场，其中三千万级以上机场有11家，也同样面临资源饱和或濒临饱和的困境。几乎所有机场都面临站坪资源紧张的难题，即使众多机场不断加大新建、改扩建、不停航施工力度，但依靠传统管理方式，已难以跟上机场旅客、货邮、起降架次的增长速度。

近年来，由于站坪保障车辆、设备和人员的不规范操作及违规违章行为导致不安全事件时有发生，造成了较大的经济损失，也影响到航班的安全高效运行。2019年我国机场共发生机坪刮碰事件63起，其中8起构成事故征侯。“机坪刮碰航空器事件”已被列为机场运行安全保障能力综合评价安全管理类重要评价指标之一。民航局多次部署机坪专项整治，还出台了《运输机场机坪运行管理规则》等文件以加强站坪运行管理工作。这些都对机场站坪管理工作提出了更高的要求和更新的挑战。

目前国内外机场虽然大多拥有先进的生产运营管理系统，能够实现机场各生产、保障单位的联网，但系统较少辐射到站坪生产环节。绝大部分站坪生产、保障设备的日常运营仍然依赖传统的人工管理模式，靠人工目视签单、手持通话等方式进行。这种数据采集与传递方式使得数据准确度低、实时性差、集成度不高，同时会增加机场的人力成本。站坪生产环节信息化建设相对滞后、新技术投入和应用不足日益成为制约机场航班运行保障能力提升的瓶颈。

在机场目前的管理手段下，存在对站坪车辆设备有效管理的缺失，主要体现在：一是站坪车辆设备数量规模巨大。例如北京首都国际机场共有站坪特种车辆2000多辆，包括：旅客摆渡车、行李牵引车、传送带车、平台车、飞机牵引车、飞机除冰车、食品车、垃圾车、加油车、清水车、污水车、电源车、气源车、空调车等；共有无动力设备将近1万部，包括：行李拖车、拖盘、大滚筒、小滚筒、高梯、拖把、氮气瓶车、尾撑杆、放水车、千斤顶等。我国其他各主要机场站坪车辆设备数量规模也都达到上千部，且归口部门众多，管理难度较大。二是站坪车辆设备定位难度大，尤其对于无动力设备难度更大。这些设备由于没有供电系统，定位和通讯设备的供电成为难题，难以上传运动及停放坐标等数据。因缺失数据，难以满足这些车辆设备在使用和停放中对位置与流程管理的要求。目前国内外机场还没有成熟完善的无动力设备定位系统，成为现代站坪管理系统的一个显著缺失。

（三）全覆盖站坪管理系统建设思路

全覆盖站坪管理系统，适用于站坪动力车辆设备和无动力车辆设备，以新思路、新方案解决站坪车辆设备定位难，且无动力车辆设备定位模块供电难的问题；获取定位后发挥管理效能，实现轨迹分析、领用归还调配管理等；一定规模数据形成后与智慧机场大数据池打通实现数据共享。

全覆盖站坪管理系统，面向站坪车辆设备的数据采集、数据传输、数据处理整个流程，实现站坪区域车辆设备的全覆盖。首先，对站坪车辆设备数据采集进行详细的需求分析，以大数据分析处理为基础，将机坪大量车辆设备的数据实时上传到后台服务器；动能发电模块为定位组件供电，定位组件将信号发送给4G/5G基站，通过与卫星定位终端配合，系统通过数据处理分析可以实现多维寻车、定位监控、设备管理、调度计划等功能；通过可视化界面的呈现，为机场站坪管理人员指挥调度管理站坪车辆设备人员提供有力的管理抓手，为站坪全方位、智慧化管理提供平台。

全覆盖站坪管理系统的创新应用

（一）系统业务流程

全覆盖站坪管理系统采用分层、模块化的设计技术，各模块可独立部署和升级扩容，既可相互独立工作，又具备良好的耦合性；系统具备良好的开放性，支持快速融合第三方工具；系统具备良好的扩展性，管理范围、管理深度和管理功能均支持平滑升级和扩展，满足不断发展的管理需求。

全覆盖站坪管理系统主要包括硬件系统、软件系统和基础网络等三个部分。系统业务流程如图所示。

（二）系统主要创新点

全覆盖站坪管理系统的主要创新点包括电力获取模式、车辆设备定位技术、大数据+AI分析处理等方面，具体说明如下：

1.电力获取模式：采用了随车运动的发电轮，使用无变速器条件下与之匹配的宽范围电源获取电路，车辆在高、低速发电电压达到70倍波动；后备锂电，可单独工作3小时，运动时自动充电，多数处于满电不工作状态，并使用小容量后备电池管理技术提升系统工作连贯性。

2.车辆设备定位技术：采用双模块（RTK＋SDR）方案，自主研发误差校正算法，实现连贯经纬度坐标输出，无需充电，即插即用。

3.大数据＋AI分析处理：将多维寻车、定位监控、资产管理信息、态势感知、维修计划、调度计划等进行可视化展现，灵活创新应用，为站坪智慧管理提供有力抓手。

4.系统结构设计合理：充分考虑在安装、FOD、室外防水等方面的要求，硬件模块化安装，不用改造现有车辆，简洁方便；结构上采用了万向节设计，可以自动适应不同地表和地形，具有良好的现场应用通用性和稳定性，并能有效降低改装操作的精度要求和工作量；螺丝采用M10自紧防脱落螺丝，防水性能达IP68级，可承受雨水浸泡1小时，符合机场使用的场景。

应用全覆盖站坪管理系统的重要意义

（一）实时感知分析数据，体现智慧服务理念

全覆盖站坪管理系统，综合利用北斗卫星导航系统（BDS）、全球卫星定位（GPS）、无线通信（GSM）、地理信息系统（GIS）、物联网、移动互联网等多学科技术，结合行业的应用特点，充分运用大数据的思维和理念，收集、监测、整合与站坪车辆设备相关的数据与信息，提供多维寻车、定位监控、车辆设备管理信息、态势感知、闲置率分析、维修计划、调度计划等智慧服务，实现站坪车辆设备的智能分配和智能调度。

（二）创新站坪管理模式，体现绿色发展理念

全覆盖站坪管理系统，基于大量车辆设备运行数据的获取，实现对现有无线站坪车辆设备和人员定位的补充，推动管理黑洞的及时发现和消除，创新站坪车辆设备管理的方式和手段，实现管理精细化，节能降耗，改善资产折旧维护，提高作业效率，体现绿色、循环、低碳的发展理念，有效促进站坪智能管理和智慧机场的建设。

（三）资源共享服务协同，体现安全运营理念

采用无线网络技术、定位技术、权限控制等技术，实现车辆设备资源共享、信息互通，有效调动和整合资源，推动车辆设备跨部门、跨主体的服务协同联动，有效缓解站坪车辆设备在运行区域交汇点产生的冲突，显著降低站坪车辆设备不安全因素，保障站坪安全运营。

综上所述，通过创新应用全覆盖站坪管理系统，能够帮助机场实现站坪车辆设备和人员的全局分布及事态感知、车辆及设备智能维护计划、区域分布大数据预测、多维度调度及预警、资产管理的优化调试。通过一张表、一张图使机场管理人员能够及时感知站坪运行状态及保障预警，站坪资源得到优化配置及高效利用，有助于提升机场运行保障能力，助推四型机场建设。