智慧交通导论第六章民航智慧交通上

《智慧交通导论》第六章

民航智慧交通讲座老师：赵慕楠LOGO.智慧公路智慧铁路智慧水路智慧航空1234CONTENT民航智慧交通概论民航智慧交通体系智慧机场智慧飞机5智慧空管PART01民航智慧交通概论01一、民航发展史标题添加

1903年12月17日，美国的莱特兄弟成功进行了第一次有动力的、可持续的飞行，开启了现代航空的新纪元。1909年9月21日，旅美华侨冯如在新西兰奥克兰市驾驶自制“冯如一号”成功首飞，揭开了中国航空史上的第一页。1909年11月16日，德国人斐迪南·冯·齐柏林创办了世界上第一家商业性质的民航运输企业——德国航空有限责任公司，用氢气球实现商业载人运营。1914年1月1日，美国在佛罗里达州开辟了世界上第一条固定翼飞机商业客运线路，实现了两个城市之间客运飞行。1919年2月，英国和比利时开通了第一条固定商业货物运输飞行线路，用于运输邮递包裹等货物。1933年2月，美国波音公司制造了世界上首架具有“现代化”性能和外观的民航客机B-247，投入市场运营。1949年11月9日，中国航空公司和中央航空公司起义，率领12架飞机从香港分别飞抵北京和天津，1架降落在北京机场，11架飞抵天津张贵庄机场（现天津滨海国际机场），为新中国民航事业打下了基础。1950年8月1日，中华人民共和国第一条民用航线在天津张贵庄机场开通，该机场同时担负起新中国专业飞行和技术人才培养的任务，被誉为“新中国民航的摇篮”。1958年12月3日，西北工业大学研制成功第一架国产客机“延安一号”，仅能容纳4到5个人。1963年1月3日，前苏联的第一架伊尔-62原型机首飞。1970年12月，由法国、英国、德国等牵头的空中巴士公司（又称空中客车公司）正式成立，并在1972年10月推出第一个产品A-300B。1970年12月25日，第一架国产运7飞机完成首飞，1986年4月29日，运7客机首航“合肥—上海”成功。2022年12月9日，中国商用飞机有限责任公司交付首架量产C919客机，是我国首款气式中程干线窄体客机。在中程干线窄体客机服务领域实现了与空客320、波音737三分天下、同台竞争的格局。01一、智慧民航发展史标题添加

智慧民航是指用互联网、大数据、云计算、物联网、人工智能、自动化等现代技术，提升民航综合服务水平，为公众出行、货物运输、民航从业人员等提供更加安全、便利、舒适的一种模式。智慧民航发展范围包括了智慧机场、智慧飞机、智慧航路、智慧服务等。民航智慧化发端于对飞机自动驾驶技术——自动驾驶仪（Autopilot）的引入。自动驾驶仪是按技术要求自动控制飞行器轨迹的调节设备，主要是保持飞机姿态和辅助驾驶员操纵飞机，实现减轻飞行员操作负担的作用。PART02民航智慧交通体系02二、水路智慧交通体系随着计算机为代表的现代信息化技术的发展，民航智慧化发展也经历了萌芽探索期、系统发展期、智慧体系发展期三个阶段。20世纪30年代-70年代萌芽探索期21世纪10年代-至今智慧体系发展期20世纪80年代-21世纪初系统发展期02二、水路智慧交通体系2022年1月，中国民用航空局发布了《智慧民航建设路线图》（简称“路线图”）。按照“体系发展引领、分域模块构建”的思路，智慧民航总体设计分解为完备的智慧民航运输系统、完备的产业协同发展体系、完备的改革创新推进机制、完备的科技成果转化链条和完备的运行基础设施环境五大主要任务、四个核心抓手、三类产业协同、十项支撑要素、48个场景视点。其中“完备的智慧民航运输系统”如图所示，分智慧出行、智慧空管、智慧机场、智慧监管四个核心抓手，每个核心抓手具体到3个实施场景视点。02二、水路智慧交通体系完整的民航智慧交通体系建设内容，结合国内外民航智慧体系建设及规划发展情况，主要可以归纳为如图所示智慧飞机、智慧机场、智慧空管、智慧服务、智慧监管5个方向：民航智慧交通体系11智慧飞机22智慧机场33智慧空管44智慧服务55智慧监管PART03智慧机场03三、机场协同决策系统1998年，为了应对因航路或机场的恶劣天气导致的容量下降，欧洲提出了A-CDM的概念并进行了初步的实验，2007年，经过在德国慕尼黑的应用实验后，A-CDM正式开始在欧洲范围内进行推广。经统计，A-CDM推广应用后，慕尼黑机场在2011年减少了10%的地面滑行时间，节省的燃油成本约为265万欧元。机场协同决策中，通常涉及到机场运营方、飞机运营方、地勤服务保障方、空管服务方以及空中交通网络管理方等主要业务单位以及其他服务辅助单位。欧洲与美国现行的A-CDM系统均以航空网络中各单位之间信息共享为基础而建设的，目的是加强各单位间的信息交流，从而提升机场的运行效率，并促进机场运营管理与空中交通管理网络的联系。通常，在具体的A-CDM实施过程中，机场会按照区域功能的不同，被划分成不同的模块。按照如图所示的一次标准的进-离港运行流程，这些模块依次为终端空域、跑道系统、滑行道系统、停机坪以及停机位与登机口。03三、机场协同决策系统表6.1为通用的A-CDM里程牌内容，通过A-CDM细化管理里程碑关键节点数据，可以进一步提升机场运作管理水平。03三、机场一脸通关系统从21世纪20年代开始，以人脸图像识别为主的AI技术日趋成熟，并开始在各行各业得到大规模推广应用。借助摄像头自动抓取人脸图片，并进行精准、快速识别身份，被民航业提到议事日程。国际民航组织（ICAO）已确定，从2010年起，其118个成员国家和地区，必须使用机读护照，人脸识别技术是首推识别模式，该规定已经成为国际标准。我国在2022年发布的《智慧民航建设路线图》明确提出“到2030年，智能化应用取得关键性突破，基本实现出行一张脸、物流一张单、通关一次检、运行一张网、监管一平台，实现更高水平的数字化、网络化、智能化。”机场一脸通关系统实现原理图如图所示。图像采集身份证照片App注册人脸图片采集面像档案库人脸识别算法采集并cucun存储至图像抓取读取原始数据登机等识别通过摄像头PART04智慧飞机04四、

民航飞行控制系统民航飞机飞行控制分为人工操纵和自动控制两种。人工操纵是指驾驶员通过机上机械操纵系统操纵舵面和油门杆，控制飞机的飞行。自动飞行控制（AutomaticFlightControl，AFC）是指通过飞行自动控制系统操纵舵面和油门杆，自动控制飞机的飞行，这时驾驶员只进行监控，不直接参与对飞机的控制。

现代民航飞机飞行控制系统是由阻尼、控制增稳系统、自动驾驶仪、高度与速度控制系统、侧向航迹控制系统、自动着陆系统、迎角与侧滑角边界控制系统、地形跟随系统、阵风减缓控制系统、机动载荷控制系统、乘坐品质控制系统、颤振抑制系统、直接力控制系统等各分系统的组合。每个分系统一般包括测量飞机有关运动参数的传感器，对参数进行处理的计算机，带动有关操纵面和油门的执行机构，以及自动回零系统、耦合器和飞行控制盒等部件。飞行控制系统可以实现飞机飞行姿态和航向保持、增稳和控制增稳、控制空速、控制航迹、自动导航、自动着陆、地形回避、配合自动空中交通管制等功能。04四、

机载娱乐系统20世纪80年代，富有创造力的美国商人ArnStevenson提出了将微型液晶电视集成到座椅背部的富有远见的想法，从根本上改变了IFE（机上娱乐），并为个人视频屏幕时代铺平了道路。这是现代个人机载娱乐系统的开始，如图。主流IFE提供的服务包括资讯浏览、音视频点播、电子图书阅读、商城、游戏、乘客互动、乘客请求、飞行地图、飞行信息、视频广播、通告广播、活动展示。PART05智慧空管05五、空中交通管制系统空中交通管制系统（AirTrafficControlSystem，ATCS）指利用通信、导航和雷达监控等技术手段对飞行器进行监视和控制，防止在空中或地面上相撞，并引导飞行器准时、安全起飞降落的控制系统。空中交通管制系统主要由导航设备、雷达系统、二次雷达、通信设备、地面控制中心、计算机相关设备及ATCS软件组成。空中交通管制分：1、一般空中交通管制，适用于整个国土上空；特别空中交通管制，适合于边境地区、通过国界的空中走廊和某些特殊地区上空；2、临时空中交通管制，适合于演习、飞行检阅和航天器发射场区上空；3、地方空中交通管制，适合于某些地方航线和经过该地区航线的管制。为了维持飞行秩序，保证飞行安全，空中交通管制部门要划定航线、规定各类飞机在空中相撞或与地面障碍物（如山头、高层建筑物等）相撞等事故发生。飞机从起飞到降落，一直处在空中交通管制之下，严格按预定时间、航线、高度、速度飞行，受机场空域管制中心、沿途航路管制中心和终点机场空域管制中心的指挥与调度。05五、航路优化系统空中管制除了民航空中交通管理部门提供线路整体规划、监管，机场实时监空、管理外，航空公司也会参与优化管理。航路是由民用航空部门统一划定的具有一定宽度和高度的空中通道，被称作“看不见的空