机场实现无人驾驶和自动靠接的路径探究

□ 广东省机场管理集团有限公司 林育钿/文

随着民航业的蓬勃发展，越来越多的机场迈入大中型机场的行列，这对机场的管理提出了更高的要求。机场管理包括规划建设、营收业务、运行保障等。运行管理是民用机场管理的核心内容，机场属地化改革以来，民用机场呈现多样化管理模式，为区域经济发展做出了巨大贡献。多样化管理模式，及区域发展和航空资源的不均衡等矛盾，对民用机场高质量发展提出了更高的要求。2019 年，民航局提出实施新时代民航高质量发展战略，加快推进以“平安机场、绿色机场、智慧机场、人文机场”为核心的“四型机场”建设，着力打造运营集内在品质和外在品位于一体的现代化民用机场，要求机场从过去注重数量、总量、增量的“量优式”发展，转向注重质量、效率、效益的“质优式”发展。

机场地面保障作为机场运行管理的重要内容，高质量发展对机场地面保障服务工作效率提出了更高要求。本文立足机场地面设施设备的现状，着眼少人机坪或无人机坪运行发展趋势，探讨如何在机场实现无人驾驶和自动靠接的路径。

机场地面保障设施设备的现状

机场地面保障是为保障航空器的正常运行，于飞机起飞或降落前后，在机场地面为之服务的过程。多年来，中国民航通过不断地摸索和实践，借助机场协同决策管理系统（A －CDM）、智能化调度等信息化手段，极大提升了机场地面保障运行效率和安全水平。但也可以看到，为保障航空器飞行和地面运行安全，机场地面保障设施设备品类多、型号杂，运行成本高、设备利用率低；枢纽机场地面保障业务模式多，设施设备型号多样，总体冗余度较高；从业人员多、工资收入底、规范要求高、运行压力大。现阶段开展机场地面保障业务运营的大多数专业公司或运行部门处于亏损状态，属于高投入、高风险、低回报的劳动密集型主营业务。

要从系统层面改变以上状况，实现少人机坪甚至无人机坪运行，保障机场地面业务高质量发展，自动驾驶技术的应用是关键。2015 年国家推出“中国制造2025”计划，首次从顶层对智能网联汽车的发展做出重要规划。2017年，工信部、发改委、科技部联合发布《汽车产业中长期发展规划》，提出“智能网联汽车推进工程”，对自动驾驶汽车渗透应用做出明确规划。2018 年工信部等部门出台《智能网联汽车道路测试管理规范（试行）》，对测试主体、测试驾驶人、测试车辆等提出要求，进一步规范自动驾驶汽车测试。据不完全统计，截至2023 年上半年，国家层面（国务院及其直属机构）及20 个省级（含直辖市）单位合计发布105 项自动驾驶产业相关政策，政策的针对性越来越强，颗粒度也越来越细。

2021 年10 月20 日，民航局发布《机场无人驾驶设备应用路线图（2021－2025 年）》，为无人驾驶技术安全、健康、有序进入民用机场领域提供了政策依据。2022 年11 月，民航局又连续发布《民用机场无人驾驶设备技术要求（征求意见稿）》《民用机场无人驾驶设备检测规范（征求意见稿）》《航空器地面服务设备安全靠机技术要求（征求意见稿）》，明确了民用机场无人驾驶设备的设计、制造、使用和验收的技术要求，对机场无人驾驶设备的合格性检测提供了具体的操作方法和指导，为航空器地面服务设备实现自动靠接提供了技术标准保障。以上标准正式发布和运行将为无人驾驶和自动靠接设备应用实现少人机坪奠定基础。

机场地面保障设施设备存在问题

据2023 年6 月30 日民航局发布的《全国运输机场飞行区内作业车辆设备和人员统计情况报告》，截至2023 年5 月，全国254 个运输机场飞行区内共有20 种不同作业车辆和设备（以下统称“车辆”）71380 辆，其中民航专用车辆27029 辆，非民航专用车辆44351 辆。从隶属关系看，隶属于机场管理机构 34211 辆、隶属于驻场单位37169 辆，分别占比48%、52%; 从动力类别看，有动力车辆52545 辆（其中，燃油动力和新能源动力车辆分别为39285、13260 辆），无动力车辆18835 辆，分别占比74%、26%。

通过上述统计数据，结合笔者的调研发现，在行业运行中，机场地面保障设施设备运行管理中仍然存在一些较为突出的问题：一是设备数量多、设备种类多、设备品牌多、使用人员多、维修保养多、备品备件多。二是民用机场地面保障设施设备管理归属上权属多单位，设备老化程度不同，管理水平不同，信息化程度差别大、信息系统形成孤岛和烟囱；牌证、准入、进出场管理和设备停放位置规划管控难，造成设施设备使用不均衡。三是在设施设备采购和使用上，品牌型号多、操作界面不一致、设备借用协调难、运行管理投入大。四是机场地面设备行业准入门槛较高，市场竞争不充分。机场地面设备对质量信誉和安全性能关注高于一般工业产品，受管理标准的限制，新技术应用相对滞后。

机场无人驾驶和自动靠接技术应用的实现路径

要实现机场地面保障工作的高质量发展，需系统思维、顶层设计、综合治理，运用科技创新和数字化技术实现从传统作业方式到少人机坪乃至无人机坪的跨越，使机场地面保障业务从劳动密集型向技术密集型转变，构建航空地面服务生态圈，实现各利益相关者联动、共赢和整体发展。

（一）充分利用机场优越的基础条件

《机场无人驾驶设备应用路线图（2021－2025 年）》中指出，中国民航节能减排工作从认识到实践发生重要变化，治理体系加快构建，节能降碳能力不断增强，打赢“蓝天保卫战”阶段性任务目标圆满完成，机场以蓝天保卫战为契机，利用车联网、大数据、云计算、5G 等新技术，加强管理创新和技术创新。机场新能源车辆设备国产化率已超过80%，国产装备制造水平大幅提升，为产业上下游贯通提供了契机。场内大量车辆电动化有利于发挥精准控制优势，电子转向、电子油门、电子刹车、控制总线为无人驾驶和自动靠接提供了硬件基础。据统计，全国机场飞行区具备自动驾驶功能车辆178 辆，其中专用车辆54 辆、非专用车辆124 辆，自动驾驶车辆主要集中在中南和西南地区，二者合计占全国总量的95%。而自动驾驶车辆占全国机场飞行区作业车辆比重仅为0.2%，由此可见机场无人驾驶和自动靠接设备的市场空间巨大。

（二）将创新技术与应用需求高度契合

机坪运行规则性强、车辆速度低、网络覆盖全、目标物一致性强、辨识度高、安全性高的应用场景，在无人驾驶和自动靠接的技术上较为成熟。机场作业环境恶劣、作业时间长，一线人员培训和管理成本高、约束性强、薪酬优势低、人员流动大，一人多岗的风险大，千万级机场管理机构有需求侧人力结构调整意愿。同时，民航业内标准通用性强、宣传关注度高的特征，为设备制造商拓展国际市场提供了机遇。

机场地面保障设施设备分类表（按风险等级）

（三）分级分类精准匹配应用场景

无人驾驶和自动靠接的机场地面保障设施设备，按风险等级可分为：邻近航空器设备、靠近航空器设备、靠接航空器设备、对接航空器设备四类。邻近航空器设备包括摆渡车、行李（货物）拖车、场道清扫车、驱鸟车、巡逻车、跑道车辆等；靠近航空器设备包括引导车、垃圾车、除冰车、高空作业车、集装板箱底座等；靠接航空器设备包括登机桥、客梯车、配餐车、升降平台车、行李传送带车等；对接航空器设备包括飞机牵引车、电源、空调、气源、清（污）水车、飞机加油车等。对应美国高速公路安全管理局（NHTSA）、美国汽车工程师学会（SAE）等机构的国际自动驾驶分级标准（见表），结合机场地面保障设施设备的无人驾驶和自动靠接的技术成熟度和应用场景，也可以分为L1 ～L5五个级别。其中：L1 辅助驾驶和靠接。为人类驾驶者靠接提供辅助决策和纠错保护；L2 自动预靠接。车辆、设备在靠接前一定距离内提供辅助操作，人类驾驶者确认后靠接；L3 远程监控自动靠接。人类驾驶者操作车辆和设备到指定区域，车辆和设备在人类远程监控下自动靠接；L4 自动靠接。人类驾驶者操作车辆和设备到指定区域，车辆和设备自动靠接；L5 自动驾驶和靠接。车辆和设备自动完成驾驶和靠接。鉴于民航双人靠接的相关要求，现阶段的机场地面保障设施设备的无人驾驶和自动靠接现场仍保留指挥员提供安全监护。

（四）创新商业模式促发展

现阶段在国内机场无人驾驶和自动靠接设施设备的研发和应用处于成长期，尚未进入成熟期，投资风险高。无人驾驶和自动靠接设施设备的部署实施复杂、周期长，试点复制推广难，批量小、成本高，试运行期间未充分实现业务全流程自动化，因此并不能真正减少人员配备，投入初期运行成本增加，短期投入和长期收益的矛盾明显。现有无人驾驶和自动靠接设施设备实行的商业模式有：直接销售模式；租赁模式；租转售模式（乌鲁木齐机场）融资租赁模式；测试后达到需求采购模式（新加坡机场）；委托研发、测试、运行后采购或补偿模式（香港机场）；指定行驶线路服务采购模式（广州机场）等。从投资管理、成本核算和审批难度看，机场用户更倾向选择租赁模式和固定运行场景服务采购模式。24 小时运行的机场地面保障设备和人员配置多，低于人工成本和设备折旧的租赁报价就很有竞争力。机坪货物运输路线长且相对固定可使用购买服务模式，易于推广。

引导资本积极参与机场地面保障设施设备的制造和运营管理，有利于推动技术创新和产品落地。构建机场地面保障生态圈，促进产品的有序升级迭代，新一代设备投入后，旧设备进入下一等级机场使用。待无人驾驶和自动靠接设施设备成熟时，地面保障设施设备的制造商或租赁商最终会转为机场地面保障服务提供商。

（五）循序渐进抓住重点

少人机坪的目的是提高劳动生产率、提升安全域度、降低运营和管理成本。由于机场运行涉及驻场单位多、地面保障模式多元化、招标采购的要求、设备改型升级快、设备互用责任不明晰、管理需求和执行标准不一致等原因造成机坪保障区域设施设备共享模式推广难度大，无法实现机场地面保障设施设备集约共享。在机场的无人驾驶和自动靠接设施设备的采购和改造方面，要充分考虑设备集约共享使用模式，规范控制界面、外部急停按钮和数据接口，提高设备通用性。在智能化运行管理方面，和机场的A-CDM 系统无缝连接，根据航班保障节点，通过智能调度提高设备周转率。对于机位区域保障设施设备，应具备自主安全运行的能力，在无网络连接、无高精度地图的前提下，有自主安全运行、自适应、标定和校准能力，实现快速部署和运作。在试点推广方面，建议优选固定长线路、恶劣环境、枯燥驾驶、全天候运行等场景。从风险较低、远离航空器的场景开始，测试、运行和推广，按L1 ～L5 逐级推进。

为更好地推进机场地面保障设施设备的无人驾驶和自动靠接技术的应用，实现机场地面保障业务从劳动密集型向技术密集型转变，使其安全、效率和效益在行业内取得领先地位，需要进一步明确发力重点：一是加快推进无人驾驶和智能靠接技术以及检测规范的同时配套，优化机场地面保障规范。二是研究使用无人驾驶和智能靠接设施设备的责任界定，将其纳入保险理赔范围。三是探索自动或辅助快速对接航空器各类接口的新技术和路径，实现机坪少人化向无人化跨越。四是加大无人驾驶和智能靠接技术对碳排放的研究，探索碳资产认证模式和规则。五是积极参与国际民航组织多领域对话，推动国内无人驾驶和智能靠接标准国际化进程。