现代化航空应急救援装备及其智能化管理的有效性研究

狄东旭，宋恒柱，陈庚军，吕志明，李 民

（深圳星标科技股份有限公司，广东深圳 518000）

这些年来，中国经济平稳成长的情况下，我国的航空事业有着很大的进步。但是航天应急救援装备是航空航天事业不可缺少的一部分。而航空应急救援工作的发展在于救援设施配备的齐全。在救援装备保障能力体系方面，包括救援装备技术保障能力、救援装备应急动员能力和救援装备保障能力等部分。

1 航空应急救援装备保障能力体系指标因素概述

在航空应急救援装备保障能力方面，关系到的因素比较多，需要保证各项指标因素合格，来保证航空应急救援保障能力体系层次的提升。相关指标因素包含如下内容。

1.1 救援人员编配保障能力

在确保航空应急救援装备保障部门合理规划、工作效率高的条件下，需要加大对救援员工的保障能力合理分配，也就是加强救援装备人员的训练能力、知识水平和工作经验，加深保障航空应急救援装备保障体系的高效部署。

1.2 救援人员训练保障能力

航空应急救援装备保障部门必须关注对救援人员保障能力的训练度，加大训练量，来确保救援人员的平常训练量成功落实，确保救援人员的救援能力扎实。提高平常救援项目的训练，提高突然发生的危机灾害的救援能力，根据平常的训练和实战操练，深入加强救援人员的操作能力。

1.3 救援装备应急动员能力

为了提升救援装备的处理能力，必须关注改善操作规范，提高救援装备合格率。并且，员工对应急装备的处理能力会间接关系到有些紧急救援设备的及时性。所以，必须关注救援装备的应急处理能力。

1.4 应急保障指挥能力

只有在提升应急保障设施的基础上，应急救援工作才能高效实施。所以，必须关注救援人员对各项紧急事件的处理，根据各项因素指标的认识和分析，为应急救援提供各项理论知识，提高实践的可行性。

2 加强航空应急救援装备保障能力体系建设的思路和方法

如前文所述，在考虑航空应急救援装备保障能力体系指标时，应注意思路和方法的应用。具体思路和方法如下。

（1）明确各级指标，注重救援人员各项指标能力水平的提升。在建设航空应急装备保障能力的实践中，认识到因素指标非常关键，而一级指标包含：救援人员素质保障能力、救援装备保障力量能力、应急动员指挥能力。二级指标包括：救援人员配置与保障能力、救援人员培训与保障能力、救援装备技术保障能力、救援装备使用与保障能力、救援装备应急动员能力、应急保障指挥能力。其中，需要关注提升救援员工的操作实践能力，满足各项指标，比如员工的专业素养、配置、培训、工作经验、通信指挥、信息传输等，需要通过培训教育进行有效的推广。

（2）通过人才培养，促进人才支撑保障体系的强化。针对航空应急救援装备保障能力体系建设地完善，要进一步推进加强人才保障体系建设，必须做好人才培养工作。一方面，丰富航空应急救援人员体系构成，加强飞行队伍、机务队伍、卫勤队伍和指挥管理队伍的体系建设。另一方面，拓宽人才培养渠道，实施“高校基础训练+救援专业训练”模式，培养现代新型航空应急救援人员。此外，要加强人才管理，明确人才工作职责，并与奖惩机制、晋升机制相联系，全面提高人才在日常工作中的积极性和责任意识。

（3）完善各项应急救援装备，加强“人、机、环、管”4方面的有机协作。应急救援设备的改进十分关键，包括：

①加强人员的改进，如机长、副驾驶、绞车、空中观察员、救生员等。

②加强飞机、机载救援设备、外部装载设备、地面保障设备、个人防护装备等机械设备的改进。

③在执行航空应急救援任务过程中，营造适宜的空域环境、自然环境、着陆现场环境等良好环境，确保应急救援工作顺利、安全开展。

④加强应急管理，如航空应急救援过程准备管理、响应管理、应急程序和评价管理等。

此外，有必要加强有机合作的上述4个方面的“人、机、环、管”，使航空应急救援工作顺利、有序，并确保救援设备的应用价值支持系统是充分发挥能力。

航空应急救援装备保障体系中各种不稳定的因素很多，需要定义各级指标，提高救援人员各项指标的能力水平。增强救援人员处理紧急事件的能力和水平。加深人才培养教育，提高人才体系的工作效率。所以，需要改善各种救援设施，提高“人、机、环、管”的有机配合，进一步发展航空应急救援装备保障能力体系，全面改善发展体系。为国家航空事业应急援救工作打下了牢固的基础，提升救援工作的科学性。将来智能化技术的发展会越来越先进，建立智能化保护机制，是发展的必然过程。救援装备保障科学发展必须重视目前装备保障发展的新风向，提高人工智能化的实现与发展，健全机制与标准，关注航空应急救援装备的平稳发展。

3 航空装备智能化管理现状

现代化智能化发展，为各个国家在智能发展创造了机遇，在国家军事运用上也广阔的前景，为救援装备带来了前所未有的保障，给装备保障带来了革命性发展的机遇。基于作战、装备、安全、技术的相互联系，从作战需求、装备特点、装备设计、诊断测试、技术驱动5个方面梳理出装备保障发展的关键因素，总结救援装备保障能力的重要部分，提出了长达60 a 阻碍救援装备发展的许多原因，和改善救援装备取得的许多成功案例。专业人才在对未来救援装备的发展和保障要求上，进行得天独厚的分析和判断，提出所需要的救援装备改造的技术特点。在归纳判断人工智能技术在救援装备保护措施上的研究和实践的应用上，专业地指出了装备保障智能化发展的战略性策略，谈论了救援装备可行性发展。

2016 年3 月，谷歌开发的AlphaGo 击败世界围棋冠军，同年6 月，由辛辛那提大学（University of Cincinnati）开发的阿尔法空战系统（Alpha Air Combat System），在空战模拟器上驾驶一架第三代战斗机，战胜由经验丰富的人类飞行员驾驶的第四代战斗机。这两件具有里程碑意义的事件，掀起了以深度学习为代表的新一代人工智能技术的研究浪潮。它在自主、速度和耐力、功率加倍、信息处理等方面的技术优势显示出非凡的军事应用前景。

之后，美国在智能化发展的道路上越走越远，活动更加繁多，智能化技术和救援装备设施人工化技术快速发展。在2018下半年，美国建立了国防智能控制中心，提出了一系列明确的战略措施，在2019下半年，美国空军提出了航空智能增编，处理了国防部提出的人工智能化问题。认为智能技术能加强空军在不同环境中处理问题的高效性，提出人工智能可以增强空军在5个不同任务中对抗、威慑和获胜的能力：空中和空间优势，全球快速机动，情报/监视/侦察，以及指挥和控制。在此之前，2016年6月，美国国防科学委员会发布了“独立研究”，涉及4个领域，包括装备保障、引入自主化对战士的好处，以及保护和预测适应性规划，对面临快速部署的适应性保护十大项目的发展提出了建议。2019年3月，美国空军首席科学家办公室（Office of The Chief Scientist）发布了《自主视野：未来之路》（Autonomous Horizon：The Way Forward），进一步详细阐述了自主系统和人工智能未来发展的建议。2017年，美国国防部国防创新测试小组与业界合作。

以人工智能、大数据、云计算等为代表的前沿技术，引领着诸多领域的智能技术一代。智能技术也为装备保障系统的赋权和发展提供了前提条件。针对下一代航空装备使用需求，针对航空装备保障体系的安保方案规划不合理、保障效率低、安保资源延误时间长、人员培训和实战等实际问题，基于当前的智能技术，开展了“针对航空装备特点的智能保障系统研究”，以实现精确、敏捷、经济、安全的技术保障。

4 航空装备智能化管理措施

随着智能前沿技术的快速发展和广泛应用，航空装备正朝着智能化方向发展，其支撑系统也将通过智能化技术实现演化和发展。针对下一代航空装备使用对智能技术牵引的需求，分析了航空装备智能安防场景，捕捉智能安防系统需求的能力，在此基础上提出了通过综合态势感知、智能安防决策、自主作业执行、航空装备智能监控、智能安防系统功能及分层架构，对智能安防系统进行了研究，为航空装备智能保障系统的开发应用和实现精准、敏捷、经济保障提供支撑。

智能保障系统的典型应用思想包括智能保障决策、智能使用保障、智能机库维护、智能资源调度、智能训练保障等。针对安全方案规划不合理的问题，智能安全决策应用人工智能技术，将决策过程中运用的知识、经验，固化成系统，根据设备状态、保障资源状态、任务状态、综合态势感知信息，根据作战任务或平时训练需要，确定何时、何地、做什么、用什么做等问题，并自动生成保障方案。

4.1 平时训练保障智能规划

根据训练需求、装备部署情况、可靠性、维修性和保障性等信息，设计总体质量水平等自动规划保护方案，包括导弹探测任务智能优化、自主维修决策等，支持计划，包括设备优化、支持资源需求预测、支持计划独立生成等。

针对运行保障效率低的问题，智能使用保障应用人工智能、机器人等技术，实现了灌装、灌装、加料、挂装、维护巡检并行进行的精准、无人操作的综合使用保障。

4.2 利用无人机对航空装备外表面进行自动巡检

为了确定是否存在涂层剥落、金属材料开裂、复合材料分层等情况，利用机器人对航空设备内部难以进入的狭窄/不规则空间进行自主检测。利用机器视觉技术、轨迹规划技术、惯性导航技术等，快速识别复杂空间死点的位置和位姿参数，对死点检测进行误差校正，独立控制升降机构完成导弹的悬置操作。

4.3 智能机库维修

为解决维保运维效率低的问题，智能机库维保综合运用数字生活、云计算、机器人、利用物联网等技术，实现从入库前飞机状态模拟、维修决策到入库后飞机自动检测、智能维修的整个维修过程。

4.4 装备状态实时模拟

在数据云平台中，采用“数字孪生”模型和方法对飞机状态进行实时仿真。通过大数据分析和算法，可以预测剩余寿命或故障，自主作出零部件维修任务决策。维修任务决策通过物联网自动发送到外场维修中心，然后进入机库进行维修。

4.5 自动激光扫描

机库门上的三维激光扫描仪可以对每架飞机系统的健康状态、故障和损坏情况进行深度扫描，生成整架飞机的健康状态检查数据报告。

4.6 机器人、无人机进行自动检测

智能维修任务卡自动生成3D 数字检测报告，并自动上传到云平台，发送到远程维修工程中心。根据大数据技术和人工智能技术，将交互式电子技术手册中的维护和故障排除信息独立集成到云平台上，生成电子智能维护任务卡并发送到维护工程师的可穿戴维护终端。

4.7 维修任务分配与调度

机库维修人员在任务台阅读任务卡，根据各自的专长独立“申领”维修任务。任务认领完成后，自动上传到数据云平台。维护任务调度中心可以在云平台上读取飞机数据、维护任务卡信息和维护人员信息。

4.8 精确维修控制与管理技术

基于数据分析，通过研究数据驱动的智能决策构建方法和基于人工智能的优化调度方案设计，构建数据驱动的管理决策调度系统，智能分配维护任务，确保资源调度，减少了维修人员的决策和调度时间。

5 结语

航空应急救援装备保障体系中各种不稳定的因素很多，需要定义各级指标，提高救援人员各项指标的能力水平。增强救援人员处理紧急事件的能力和水平。加深人才培养教育，提高人才体系的工作效率。所以，需要改善各种救援设施，提高“人、机、环、管”的有机配合，进一步发展航空应急救援装备保障能力体系，全面改善发展体系。为国家航空事业应急援救工作打下了牢固的基础，提升了救援工作的科学性。将来智能化技术的发展会越来越先进，建立智能化保护机制，是发展的必然过程。救援装备保障科学发展必须重视目前装备保障发展的新风向，提高人工智能化的实现与发展，健全机制与标准，关注航空应急救援装备的平稳发展。