前后艙協(xié)同應用釋放空地互聯(lián)無(wú)窮潛力

本報記者　鄭雪

伴隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機巨大的轟鳴聲，一架民航客機騰空而起，沖上藍天。這是一架特別的高速互聯(lián)網(wǎng)飛機。駕駛艙內，飛行速度、飛行高度、發(fā)動(dòng)機狀態(tài)等數百組飛行參數和飛機健康數據通過(guò)衛星鏈路被實(shí)時(shí)傳輸到地面進(jìn)行監控；客艙內，旅客們連接機上Wi-Fi，在手機上流暢地觀(guān)看球賽直播、追劇或打游戲；腹艙內，一只可愛(ài)的哈士奇正在睡覺(jué)，托運人看到實(shí)時(shí)監控畫(huà)面后會(huì )心一笑……

這一看起來(lái)有些科幻的智慧運行場(chǎng)景，在中國民航將逐步成為現實(shí)，因為飛機數字化運行解決方案正在國內開(kāi)展試點(diǎn)工作。飛機數字化運行解決方案，即前后艙協(xié)同應用（航行新技術(shù)），不僅可以為旅客提供更好的飛行體驗，還能有效提升飛機運行安全水平和效率，降低運營(yíng)成本。

通信領(lǐng)域的航行新技術(shù)

智慧民航建設是民航業(yè)走向數字經(jīng)濟的重要標志，飛機數字化運行是務(wù)實(shí)推進(jìn)智慧民航建設的重要基礎。想要實(shí)現飛機數字化運行，首先要解決飛機與地面通信的大帶寬、低成本以及實(shí)時(shí)交互傳輸等問(wèn)題。

傳統上，民航飛機與地面以及飛機間的語(yǔ)音和數據通信主要是通過(guò)高頻、甚高頻通信系統和窄帶通信衛星實(shí)現的，比較典型的應用是現有飛機通信尋址與報告系統（ACARS）和機載衛星電話(huà)。傳統空地通信技術(shù)在傳輸速率、抗干擾能力、使用費用等方面無(wú)法滿(mǎn)足智慧民航建設的大容量實(shí)時(shí)通信需求。

近年來(lái)，高通量衛星的迅速發(fā)展，給民航空地寬帶通信創(chuàng )造了有利條件。高通量衛星具有頻帶寬、容量大等技術(shù)特點(diǎn)，能夠有效增加衛星通信系統容量，有效支持多數據傳輸，有效提升應急高速寬帶通信保障能力。目前，高通量衛星在寬帶接入、數據中繼、基站回傳、機載通信、船載通信等方面得到了廣泛應用，且相關(guān)技術(shù)基本自主可控。

前后艙協(xié)同應用作為通信領(lǐng)域的國產(chǎn)航行新技術(shù)，是基于高通量寬帶Ka/Ku衛星通信系統和數據傳輸技術(shù)的民航數據應用。據了解，前后艙協(xié)同應用主要包含前艙應用和后艙應用（含腹艙應用）。其中，前艙應用主要面向飛機和機組的實(shí)時(shí)數據傳輸及相關(guān)應用場(chǎng)景，利用飛機實(shí)時(shí)數據為航空公司飛行、運控、機務(wù)、安監等主要業(yè)務(wù)部門(mén)提供數據智能服務(wù)，對數據鏈路的安全性、穩定性、保密性及傳輸速率有較高要求。后艙應用除了面向旅客的娛樂(lè )、傳媒、購物等，還包括客艙網(wǎng)絡(luò )服務(wù)、客貨艙視頻監控以及機上應急處置等場(chǎng)景。

在2021年底舉辦的中國首屆民航飛機數字化運營(yíng)峰會(huì )上，民航局有關(guān)專(zhuān)項負責人表示，前后艙協(xié)同應用提供了有效的空地數據通信能力，以此為基礎將數據分發(fā)至相關(guān)保障單位，配合開(kāi)發(fā)適用的軟件，可以創(chuàng )造出無(wú)窮無(wú)盡的應用，但重點(diǎn)應放在安全領(lǐng)域。

據悉，典型的前艙應用場(chǎng)景包括電子飛行包（EFB）雙向通信、ACARS增強下傳和快速存取記錄器（QAR）實(shí)時(shí)下傳。EFB雙向通信可以同步更新氣象（如衛星云圖）、航行情報等重要信息；QAR實(shí)時(shí)下傳可以監控飛行健康狀態(tài)、航班運行異常、燃油實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)等；ACARS增強下傳可以有效增加數據的傳輸類(lèi)型，讓ACARS數據報文高效送達地面。前艙應用可有效提升飛行安全裕度。飛機實(shí)時(shí)數據下傳到地面（僅可單向下傳）后，地面平臺會(huì )對其進(jìn)行處理，并將處理結果和建議通過(guò)衛星鏈路上傳到機艙EFB（非飛控系統）供飛行員參考。這就為航班運行風(fēng)險控制提供了一種全新手段，可極大增強地面對飛行機組的支持能力，加快對不正常情況的響應速度并提升處置能力，增強機組的情景感知能力和自信心，從而減少不安全事件的發(fā)生，安全效益巨大。

近年來(lái)，人們在日常聯(lián)系時(shí)大幅減少了打電話(huà)和發(fā)短信的需求，轉而更加頻繁地使用微信。這主要是因為微信可以便捷地收發(fā)多種類(lèi)型的信息，如文字、圖片、語(yǔ)音、視頻等，且成本極低。記者了解到，航空公司普遍認為前后艙協(xié)同應用中的EFB雙向通信與微信頗為相似。有業(yè)內人士暢想，隨著(zhù)前后艙協(xié)同應用的持續發(fā)展，這一天肯定會(huì )到來(lái)：飛行員可以通過(guò)EFB與運控中心等進(jìn)行更順暢的交流甚至視頻通話(huà)，管制員通過(guò)衛星鏈路監視飛機甚至發(fā)布指令……屆時(shí)，民航運行安全水平將進(jìn)一步提升，空地通信費用將大幅降低。

名副其實(shí)的中國“智”造

黨的二十大報告提出，堅持面向世界科技前沿、面向經(jīng)濟主戰場(chǎng)、面向國家重大需求、面向人民生命健康，加快實(shí)現高水平科技自立自強。2023年全國民航工作會(huì )議指出，鼓勵企業(yè)加大研發(fā)投入，提高新技術(shù)應用效能，提高科研成果轉化率，提高主要設備國產(chǎn)化率，努力提高關(guān)鍵技術(shù)裝備、核心信息系統等自主可控能力。

據介紹，前后艙協(xié)同應用是衛星互聯(lián)網(wǎng)在民航業(yè)的核心應用，具有自主創(chuàng )新、科技前沿、經(jīng)濟主戰場(chǎng)、國家重大需求等幾大特征，是名副其實(shí)的中國“智”造。記者了解到，目前我國在高通量衛星、通信鏈路、機載設備和系統、加改裝技術(shù)等方面基本實(shí)現了自主可控，相關(guān)企業(yè)產(chǎn)品符合國際主流標準，且已有國內外商業(yè)運營(yíng)的成功案例。

就衛星網(wǎng)絡(luò )而言，目前在軌并已提供商業(yè)服務(wù)的國產(chǎn)高通量衛星主要有中星16號和亞太6D。前者可覆蓋國內90%的航線(xiàn)，后者可覆蓋所有窄體機航線(xiàn)，這兩顆衛星的帶寬可滿(mǎn)足上千架飛機的帶寬需求。此外，中星19號和中星26號衛星也已經(jīng)成功發(fā)射，預計年內可提供商業(yè)服務(wù)。據了解，中國衛通作為國內衛星運營(yíng)商，將通過(guò)持續建設衛星網(wǎng)絡(luò )和配套地面設施，不斷加強國際和地區合作，建立起覆蓋全球的高通量寬帶衛星通信系統。

作為前后艙協(xié)同應用試點(diǎn)總體技術(shù)方案的提供方，中國航空器材集團有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“中國航材”）和飛天聯(lián)合系統技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“飛天聯(lián)合”）有關(guān)負責人介紹，這一技術(shù)方案包含機上寬帶衛星系統、飛行數據系統、客艙Wi-Fi系統等機載軟硬件產(chǎn)品，以及飛機數據應用地面智能軟件平臺等?！爸袊讲暮惋w天聯(lián)合開(kāi)發(fā)的基于Ka/Ku高通量衛星的前后艙協(xié)同應用機載航電系統技術(shù)和產(chǎn)品，涉及的核心軟硬件設備均為國產(chǎn)，實(shí)現了自主可控”。

安全是民航業(yè)的生命線(xiàn)。飛機任何關(guān)鍵部件的改裝都要慎之又慎，必須依據民航規章通過(guò)嚴格的適航認證。記者了解到，上述前后艙協(xié)同應用機載航電系統技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)成熟，其核心的機上寬帶衛星系統前期已在空客A320飛機上獲得了美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）、歐洲航空安全局（EASA）、中國民用航空局（CAAC）的補充型號合格證（STC）。業(yè)內人士認為，目前要充分發(fā)揮前后艙協(xié)同應用的效能，仍面臨不少困難和限制，如對運行合格審定標準、運行規范進(jìn)行修改，對EFB咨詢(xún)通告進(jìn)行修訂以及獲得國際民航業(yè)界的認可等。

當前，世界百年未有之大變局加速演進(jìn)，新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革深入發(fā)展。面對國內外環(huán)境的深刻復雜變化，我國民航實(shí)現高質(zhì)量發(fā)展必須堅持科技自立自強。對此，業(yè)內人士表示，“這些是無(wú)法回避的，需要我們大家迎難而上。前后艙協(xié)同應用是我國自主創(chuàng )新的航行新技術(shù)，值得我們精心呵護”。

開(kāi)啟互聯(lián)網(wǎng)飛機新時(shí)代

作為國內首創(chuàng )的航行新技術(shù)之一，前后艙協(xié)同應用需要通過(guò)試點(diǎn)充分論證安全性和可靠性。

2018年5月，青島航空開(kāi)始啟動(dòng)基于高通量衛星的前后艙協(xié)同應用建設，并在民航局航空器適航審定司的協(xié)助下完成了美國聯(lián)邦航空管理局取證。雖然該項目在建設過(guò)程中先后遭遇美國政府停擺、新冠疫情等一系列困難，又面臨測試周期延長(cháng)、成本大幅增加等情況，但青島航空還是一個(gè)困難一個(gè)困難地克服，一個(gè)問(wèn)題一個(gè)問(wèn)題地解決。最終，2020年初，青島航空B-8442飛機獲得FAA STC，并于2020年7月7日實(shí)現QW9771高速互聯(lián)網(wǎng)航班商業(yè)首航。

這架飛機被稱(chēng)為中國第一架高速衛星互聯(lián)網(wǎng)飛機。在乘坐該航班出行時(shí)，旅客能夠以超過(guò)百兆的速度進(jìn)行“網(wǎng)上沖浪”。憑借這一服務(wù)，青島航空不僅獲得了旅客的一致好評，還開(kāi)創(chuàng )了“互聯(lián)網(wǎng)+航空”的全新商業(yè)形態(tài)?；趯κ准蹷-8442高速衛星互聯(lián)網(wǎng)飛機改裝運營(yíng)效果的高度肯定，以及對飛機網(wǎng)絡(luò )化、數字化升級的明確要求，在民航局飛行標準司指導下，青島航空于2021年啟動(dòng)了B-8442飛機的前艙應用技術(shù)測試驗證。在2021年中國首屆民航飛機數字化運營(yíng)峰會(huì )期間，民航局有關(guān)專(zhuān)項負責人視察了青島航空運控中心（AOC）大廳，肯定了青島航空B-8442飛機前期測試驗證效果，并鼓勵進(jìn)一步擴大行業(yè)試點(diǎn)規模。

繼青島航空之后，2022年1月21日，四川航空首架?chē)a(chǎn)高速互聯(lián)網(wǎng)飛機B-8330投入運營(yíng)。一年多以來(lái)，該國產(chǎn)高速互聯(lián)網(wǎng)飛機已執飛航班超過(guò)1000班，其機上高速互聯(lián)網(wǎng)系統運行平穩，網(wǎng)絡(luò )體驗良好，獲得了旅客的廣泛好評。

為積極穩妥推進(jìn)前后艙協(xié)同應用，在圓滿(mǎn)完成“技術(shù)測試”（第一階段）后，民航局于2022年11月正式開(kāi)展前后艙協(xié)同應用“應用試點(diǎn)”（第二階段）。據了解，在第二階段，國航、國貨航、山東航空、海南航空、首都航空、四川航空、青島航空等航空公司主動(dòng)參與其中，多方協(xié)商確定加改裝20架飛機，涵蓋空客A330、波音777、空客A320和波音737共4種主力機型。試點(diǎn)場(chǎng)景重點(diǎn)針對前艙應用，包括ACARS數據多鏈路下傳、QAR數據實(shí)時(shí)下傳、EFB雙向通信、4D/15能力和4分鐘語(yǔ)音通信能力。

今年3月底，在新技術(shù)應用方面敢為人先的山東航空成為前后艙協(xié)同應用試點(diǎn)項目的首家簽約航空公司，并有望成為國內首家開(kāi)展“云匣子”測試驗證工作的航企。該航空公司已經(jīng)從平視顯示器（HUD）的推廣應用中積累了豐富的經(jīng)驗，獲得了實(shí)實(shí)在在的收益，不僅航班正點(diǎn)率長(cháng)期名列前茅，而且贏(yíng)得了良好口碑。

同時(shí)，后艙應用的需求也非常強勁。記者從民航局4月例行新聞發(fā)布會(huì )上獲悉，“提供機上地空通信上網(wǎng)服務(wù)”被列為2023年“民航服務(wù)助力行業(yè)恢復年”主題活動(dòng)中“我為群眾辦實(shí)事”任務(wù)的服務(wù)舉措之一，民航局“鼓勵航空公司積極采用國產(chǎn)衛星等多種技術(shù)手段，加快推進(jìn)航空器前后艙協(xié)同改造和設備安裝，創(chuàng )新與運營(yíng)商的合作模式，為更多旅客提供高品質(zhì)、多元化的地空通信上網(wǎng)服務(wù)，提升旅客云上生活的舒適度”。同時(shí)，《“十四五”航空運輸旅客服務(wù)專(zhuān)項規劃》也確定了到2025年客艙地空通信網(wǎng)絡(luò )覆蓋比例達到60%以上的目標。

藍圖已經(jīng)繪就，號角已經(jīng)吹響，前后艙協(xié)同應用試點(diǎn)工作正在穩步推進(jìn)。未來(lái)，空中與地面的信息交流將更加順暢便捷，旅客在空中上網(wǎng)將像在家里一樣暢快，而“黑匣子”也有望變成“明匣子”“云匣子”。飛機數字化運行解決方案在中國民航必將大有可為。