基于数据驱动的航空公司航行通告安全管理转型升级探究

□ 中国南方航空股份有限公司 李华锋 辜汝桐 吴东岳/文

大数据时代，航行通告业务正在发生深刻变化。航行通告作为民航数据与信息密集型应用领域，其大数据特性必然会引起安全管理的大变革。相关研究认为，根据数据驱动安全（Data-Driven Safety&Security，DDS）的管理理念与方法，安全管理人员应该利用各类高品质的安全数据与信息资料指导工作。

近年来，中国南方航空公司（以下简称“南航”）在民航SMS安全管理理论体系与实际航班运行情况的结合上进行了多维度的探索，推进建设安全责任、规章手册、训练培训、过程管理、风险管控、安全文化、科技创新的安全七大体系。本文聚焦这一体系中的三个方面（风险管控、过程管理和科技创新），对航空公司航行通告的运行风险与安全管理存在的不足进行梳理，结合南航实践进行相关策略分析，并对未来发展进行展望。

问题与不足

（一）风险管控：数据标准不够完善，数据质量亟待提升

在航班运行中，航行通告作为航空运输的信息与数据产品，只有满足用户的各项需要，才能被航空公司以及空管部门接受。数据质量的好坏反映了数据的价值，直接影响民航安全高效工作。

现阶段民航业内的应用系统建设很多都存在“重功能、轻数据”的问题，难以提供准确、完整、统一的基础数据。虽然建立了相应的数据标准，但数据标准体系不够完整、清晰，且其贯彻执行力度有待加强。同时，风险数据同业共享机制有待建立，数据质量的长效管理机制与持续改进机制亟待加强。

（二）过程管理：效率需求与资源有限的矛盾

航行通告是航空情报资料中传递临时动态运行信息的最重要方式，因此民航业内对其有着极高的时效性要求。实际上，在任何提供服务的系统中，如果服务资源是有限的，并且服务对象和服务需求具有一定的随机性，一般都会出现排队现象。

出于成本、效率的考虑，航行情报部门不会无限增加工作人员，因此，资源是有限的，会导致在派发处理航行通告时会出现排队等候的现象。因此，航行通告业务全过程的高效化管理，能有效地增强整体工作的质量和效率，对提高航空公司的安全和经济效益来说，有着至关重要的作用。

（三）科技创新：监督方法传统，创新有待拓展

工作负荷是签派资源管理老生常谈的话题。民航局相关规范性文件要求，“航空承运人要定期开展工作负荷和人力资源评估，合理配置并规划人力资源”。航行通告处理长时间处于“短文阅读理解”工作状态，长时间的文本分析易造成人员疲劳，会引发工作人员注意力不集中、遗漏重要信息，甚至出现丧失情景意识的风险。

传统的工作负荷评估方式包括了生理及行为特征的测量、主观评价、工作时间长度和交通复杂性测量等。分析层面也集中在飞行员、签派员与管制员身上，更重要的是传统的评估方法存在事后分析的工作模式弊端，不利于从源头上控制风险，监督关口的后置给防范危险带来很大难度。

转型升级探究及实践

基于上述问题，南航以数字化为支撑，以课题研究为抓手，推动航行通告安全管理转型升级。通过构建智能化数据分析平台，形成主动识别风险、排查隐患、发现问题、提出措施的闭环管理机制，推动安全管理从过去的“人盯人”向“盯组织、盯系统”转变，做到精细管理、精益飞行，以数字化提升安全管理水平，从根本上提高安全管控能力。

（一）深化数据质量管理体系建设，提升风险管控效能

目前，在数据分析领域中，数据质量的评价要素与数据的特点、行业特性、使用目的等因素密切相关。数据在结构和表达方面，要能够适用于真实的业务，在业务特征和时间维度上，要具有较高的相关性，在表达方面，要易于理解和分析。

南航应用数据驱动安全的管理理念与方法，积极推动关于“航行通告数据质量”的课题研究。在航行通告数据资料足够的情况下，以航行通告数据特征为依据，构建基于熵权法的航行通告数据质量评价模型，对完整性、及时性、准确性、一致性、规范性等在内的评价指标权重进行计算，并利用该评价指标体系客观、科学地评价航行通告数据的质量。基于航行通告数据的质量评估不仅可以达到多重效果，且具有指导意义。以质量评价的方式来定义安全大数据，将获得的数据做年份或月份的差距分析，并持续地改进和进行安全评估。数据质量评估可以实际定义安全大数据质量，同时也是未来的行动指导，通过评价体系，实现上下游航行通告产品与用户的协同，衡量、评价和改进安全管理能力。

图1：以高质量数据治理激活数据要素潜能

（二）探索航行通告处理策略研究，强化过程安全管理

航行通告处理过程中的排队指标对于优化处理流程、提高运行效率和保障信息传递等方面都具有非常重要的作用。一方面，当航行通告岗位的人员数量与处理负载固定时，如果单位时间内收到的航行通告过多，那么就无法保证航行通告处理的及时性，会导致重要信息无法及时上传下达，影响运行决策。另一方面，增加航行通告岗位的人力资源投入，虽然可以减少航行通告的处理等待时间，但同时也会增加人力成本。更重要的是，虽然人力资源投入能够带来更多的人力资本存量，但是并不意味着工作效率会呈现线性增长。在实际的工作环境中，由于各种因素的影响，工作效率往往不会随着人力资本存量的增加呈现简单的线性增长。合理的人力资源安排意味着合适的人力投入与产品产出。所以，对航行通告的处理排序指标化并提升其处理策略水平具有实际应用意义。

基于对民航情报业务及时性的需求，合理规划航行通告处理任务、制定合理的任务航行通告处理策略，有助于提高任务处理效率，避免重复任务和等待现象。南航开展的“航行通告处理策略”的课题研究，出于航班运行安全的考虑，尽可能减少航行通告的处理等待时间。经过单样本K-S非参数检验建模分析，等待时间在30分钟以内的概率为94.53%，南航在航行通告处理及时性方面处于行业领先水平，同时具有较大的安全效益性价比。根据南航收报情况统计，南航航行通告平均等待处理时间为9.97分钟，收报后在0～9.97分钟内生效的航行通告占比0.84%，按照南航日均3000份的航行通告收报量，在等待处理过程中开始生效的航行通告日均仅有不到25条。基于上述数据的分析，不通过新增人员的方式，而是选择多服务台、多席位的工作分配方式，能够缩短通告处理与评估的时间，使航行通告处理具有更高的人力资源应用效率和质量，确保航班安全运行、高效运营。

（三）搭建智能工作负荷管理平台，科技推动安全创新

在负荷过载前，可通过工作负荷预测，提前进行动态规划，对人力资源进行科学调配，将席位工作负荷控制在可接受的安全裕度之内，保证在座人员有充足的精力来有效地执行放行席位的任务，从而确保航班的安全和高效运行。运行机器学习方法进行工作负荷评估与预测是未来的发展趋向。机器学习是一种从数据生成规则、发现模型，来帮助我们预测、判断、分组和解决问题的技术，其与一般算法有本质区别：一般算法是人类利用已有的数据进行归纳总结，编写出合理的解决方案，并由计算机执行；而机器学习是利用已知数据，对自身进行优化，从而直接实现特定目标。因此称机器学习的方法具有自发性。

南航根据通告工作负荷预测与通告数据关联性强的特点，开展了“席位工作负荷预测”课题研究。以预测时间段的信息类别与数量为研究特征，利用时间“近大远小”原则，可针对性地选择相似信息收发情况下的相似日作为训练数据集，构建基于相似日数据的航行通告岗工作负荷预测模型，通过实测2021年第四季度的航行通告数据，验证结果证明该理论模型在预测层面上，误差性能指标较小，预测精度较高，相关程度90%以上，满足理论应用水平。该课题所使用的研究方法为加快推动传统评估方法和创新算法深度融合，促进传统要素驱动向注重创新驱动转变，提升安全管理系统化、协同化、智能化提供了一个新视角。

图2：智慧通告：基于自然语言处理的航行通告语义识别自动处理

未来展望

一是在提升航行通告的数据质量方面，能够运用大数据技术，与自身分控评价、查纠督办和研判等多种方法相结合，真正做到在通告处理与航班过程中对风险的提前预警，实现对每个环节进行系统监督的目的。从多领域、多角度保障通告完整性，增加欧控、美国联邦航空局等对外开放的航行通告接口，衔接各航行通告系统，最大限度发挥已有资源的最大效用。

二是在满足航行通告的及时性需求方面，需要航空公司、空管等情报部门持续加强提高自动化水平，跟踪数据科学、人工智能等前沿技术的发展动态，积极探索先进的自动化工具、新的数据处理方式和应用场景，例如机器学习、机器人流程自动化（Robotic process automation，RPA）、人工智能生成内容（AI-Generated Content，AIGC）等等。实现通告自动化处理、智能化分析、高效化决策，提高数据处理效率和精度，实现批量替代的规模成本优势，形成经济与安全效应。

三是在破解航行通告的资源管理难题方面，可以结合每日通告接收分布以及负荷预测情况，优化科室人员值班编排，调整科室值班种类，提升岗位间协作，细化航行通告检查，提升通告处理质量。以透辟感知、深度互联和智能应用为主要特点的智慧情报建设对航行通告安全管理提出新要求。

同时，通过对航行通告业务数据的统一管控、高效治理、有序应用，实现航行通告数据资产化管理与数字化转型，有针对性地开展航行通告业务的建设工作，并制定出高质量的服务和工作策略，从而全面提升用户体验，最大限度地降低安全风险，更有利于帮助未来民航的智慧化战略布局。

综上，大数据的运用能提高工作效率，并为构建智能化数据分析平台提供有力的保证。在构建分析平台的过程中，常常会牵涉到多维度多层次、具有丰富研究价值的信息数据，通过对实时业务数据的挖掘，可以更直观展现数据的潜在价值。更重要的是，要透过现象看本质，寻出其中风险，防范可能发生的“灰犀牛”或“黑天鹅”事件。在大数据时代，安全管理的发展重点从信息数据传输和存储，转移到了对安全信息数据的运用和挖掘上，这就要求在安全管理上改变其原有的发展模式。数据驱动安全是航行通告同时也是民航业安全管理转型升级的必然选择。