2017-10-23 中國機場安防網 機場安全

近日，中國民航信息技術科研基地主任、中國民航大學徐濤教授以“機場及機場群的智慧化發展思考”為主題在相關會議發表了主旨演講。徐濤教授從民航發展戰略、機場當前業務發展模式、機場發展階段、智慧機場信息化模型和建設等內容進行了精彩地交流與分享。

他認為到2030年，機場發展應該具有支線-樞紐-機場群實現區域協同、智慧生態、與其他業態共生共贏；時間高效，成本效益和綠色可持續；有人/無人駕駛的航空器及場面各類特種車輛的混合運行模式；以及由天、空、地、地下運行而形成的立體機場等。

小編對徐濤教授的部分演講內容進行了整理，以下為詳細內容，僅供參考。

一、民航發展戰略

前不久，習總 書 記考察建設中的北京新機場時，給予了機場新的使命——“機場是國家發展一個新的動力源”。

《中國民用航空發展第十三個五年規劃》明確提出：著力提升北京、上海、廣州國際樞紐競爭力，推動與周邊機場優勢互補、協同發展，建設與京津冀、長三角、珠三角三大城市群相適應的世界級機場群。

2017中國民航發展論壇上馮正霖局長強調：城市群已成為中國城市化的戰略模式，民航作為戰略性產業，在其中應該積極作為、主動作為，功能健全、相互協調、相互支撐的機場網，以及覆蓋面廣、銜接度高、通達性強的航線網。為此，中國民航將以民航供給側結構性改革的推進為主線，聚焦瓶頸問題和深層次矛盾，著力打造京津冀、長三角、珠三角三個世界級機場群。

機場業務發展模式亟待創新

1、非航：未形成非航多元化發展格局；非航業務模式單一；

2、運行：多級運行指揮模式；整體聯動平臺未形成常態化；

3、安全：安全管理平臺應與機場全體業務為核心；安全事件聯動的業務模式需不斷加強；

4、服務：智慧服務產品單一，尚未形成門到門的旅客服務和體驗，受現有資源約束，服務效率低下；

5、貨運：貨運資源不足，貨運經營方式單一，貨運業務管控和平臺化發展有瓶頸。 

二、機場發展階段

機場的發展會經歷四個過程：從分立型機場到協同型機場，再到智慧型機場，最終到智慧生態型機場。

1、分立型機場——指揮、調度。這一階段的機場處于“地主經營”模式，關注航班運行相關系統集成，獨立業態。

2、協同型機場——集成、可視。具有數據資源集成交換，可視化安全管控，集中協同運行管理，旅客自助出行體驗，形成與駐場單位協同共贏的商業模式特點。

3、智慧型機場——感知、反饋。具備業務與信息智能融合，卓越的主動安全響應能力，實時監測與運行預測，全流程端到端的服務體驗，精準營銷模式引入，機場管理運營可預測部署調整等特征。

4、智慧生態型機場——和諧、共生。實現業務、信息、生態鏈智慧化融合，利益相關方全面連接共享，生態、綠色機場協同運作，生態安全體系，極致的旅客服務體驗，與業外企業形成商業、服務等和諧生態等特征。

機場使命

在安全為根本的大前提下，機場的使命在于三方面，一是改善旅客旅行體驗；二是通過協同和信息共享提高運行效率、改善過站管理；三是最大化資產和基礎設施的可用性（優化資源使用）。

充分利用大數據、物聯網、空間感知、云計算、移動互聯網等新一代信息技術，綜合運用交通科學、系統方法、人工智能、知識挖掘等理念與工具，以全面感知、深度融合、主動服務、科學決策為目標，通過建設實時的動態信息服務體系，深度挖掘機場運輸相關數據，形成問題分析模型，提升機場資源配置優化、公共決策、運行管理、公眾服務等能力，推動機場安全、高效、服務、綠色運行和持續發展。

全面透徹的感知、寬帶泛在的互a聯、智能融合的應用、以人為本的可持續創新。

1、物聯化——全面互聯互通、深度感知，實現對服務對象、資源、設備設施等從“不知”到“知之”。

具體包括 ：

（1）、移動物體：電子標簽、識別、定位、追蹤、監控、引導、報警、調度。

（2）、旅客：入場感知、區域感知、異常預警、值機確認、登機確認。

（3）、行李：標識、傳送、識別、定位、追蹤、監控、安檢報警、搬運追蹤、裝機確認。

（4）、貨物：入園安檢、裝卸、搬運配送、園區流轉、入倉、出倉、出入海關、檢驗、包裝、出園。

（5）、飛機：降落、定位、路由引導、監控報警、調度、泊位。

（6）、員工：一卡通、出入登記、考勤、門禁、餐飲、商場、其他。

（7）、車輛：停車出入卡、電子閘口、停車收費、安全檢查、泊位、出園。

從上述七個層面實現一維到五維的時空體管理。

2、策略——五域七化：

“五域七化”指的是生產保障、航空安全、客戶服務、商業經營、行政管理五大業務領域，實施七個階梯的信息化工作，以實現機場從“電子機場”到“數字機場”，再到“智慧機場”的變遷。

（1）、電子機場：即電子化驅動，從電子技術及其產品系統來支撐對航班的保障和服務作用于現實機場。從“人做事”到電子系統（含機電一體化設備）提高力量和效率。

（2）、數字機場包括虛擬化-仿真、集合化-整合、網絡化-互聯、數字化-量化——“四化”。

其中，虛擬化-仿真將管控和服務的現實對象及其場景仿真到計算機中，實現由抽象到形象，由文字顯示到場景再現。

集合化-整合實現單位、崗位、系統間的信息共享和聯動運行，實現由信息孤島到信息共享，由獨自運行到協同聯動運行。

網絡化-互聯將各單位、崗位、環節、系統等的信息通路聯起來，構筑互聯互通的信息高速公路。

數字化-量化實現信息和指令的數字化表達、輸入/出、存儲、傳輸和處理等，實現管控由粗曠模糊到精確清晰。

（3）、智慧機場包括智慧化-智慧和物聯化-感知兩部分。

智能化-智慧即建立管控規則、邏輯、流程和合約知識庫，實現全面智能化管理，逐步實現下述層級和環節的智能化。實現由“人腦”到“電腦”的轉變。

物聯化-感知實現對保障、管控和服務對象的自動識別、定位和監控，對服務對象、服務資源（含人力資源）的把控。實現由“不知”到“知之”。

智慧機場信息化模型

“X-Y-Z”模型——通過五域七化，支撐機場X類定位、Y種特色，實現Z方最佳體驗。

1、架構——兩縱六橫

（1）、兩縱即：政策法規標準體系和運行保障體系。

政策法規標準體系包括：政策法規、協議標準、國家標準、行業標準等。

運行保障體系包括：政策保障、組織保障、資金保障、系統保障、信息保障和人才保障。

（2）、六橫即展示體驗層、管控層、應用層、交換層、數據層、平臺基礎層。

2、藍圖——“10-6-3-XY-Z”

10代表十大智慧——智慧生產（航班管理、資源分配等）、智慧服務（航班顯示、廣播服務等）、智慧管理（決策/辦公、資產/人事等）、智慧安全（區域隔離、場面監視等）、智慧商業（經營決策、廣告/銷售等）、智慧物流（物流平臺、貨站貨代等）、智慧交通（綜合交通、售票管理等）、智慧低碳（采集分析、環境監控等）、智慧空港（航班云、旅游云等）、智慧基礎設施（傳感網、在線感知等）。

6代表六地部署——航站區、飛行區、物流區、交通換乘區、辦公區、臨空經濟區。

3代表三層運管體系——全局指揮、區域管理、專業支持。

XY代表機場的定位及特色，比如：文化機場、綠色機場、珠三角樞紐、東南亞門戶、國際航運樞紐等；特色包括：特色商貿、智慧機場、綜合交通。

Z代表Z方的最佳體驗，如：航空公司最佳體驗、旅客最佳體驗、貨主/貨代最佳體驗、公眾最佳體驗、管理人員最佳體驗、駐場單位最佳體驗等。

智慧機場建設

智慧機場的突出體現為智慧基礎設施、智慧空港、智慧生產、智慧服務、智慧管理、智慧安全、智慧商業、智慧物流、智慧交通、智慧低碳的全域智慧。

1、智慧生產——PC+移動（手持/車載）終端+業務

圍繞飛機流、旅客流、貨運流等生產各環節，將生產要素、產品、裝備、應用進行數字化、網絡化、物聯化、智慧化等發展，并有效集成和關聯。

2、智慧安全——PC+移動終端+安全

實現旅客安全、航空器安全、空防安全、生產安全、公共安全、環境安全、行李安全、貨物安全、商業安全、信息安全、消防安全、安保安全。

建立多層次、全方位立體技防安全體系，打造統一安防平臺，實現事前預防、事中處置、事后評價的發展局面，同時，實現安防信息自動獲取、安全事件智能捕獲、危險自動定位預警、安防事件自動關聯、應急情況統一指揮調度的智能高效。

3、智慧服務——PC+（移動）互聯網+服務

旅客出行全流程服務，提供網上/掌上/現場進出港全過程自助事務辦理、信息伴隨、事態感知、異常預警等個性化智能化服務；對旅客航空出行相關活動（機場活動）的全面感知、深度服務、綜合分析、科學應對；結合智慧市民服務、智慧旅游服務，借助各類智慧平臺，深度融合，互通數據，提供寬泛的航空綜合服務。

包括實現旅客智能感知、所需信息自動獲取、旅客位置自動獲取、信息實時推送、異常情況感知、異常預警智能引導、網上/掌上自助辦理、自助值機/行李登機/通關/安檢。

旅客：可以網上/手機訂票中轉聯程，網上/手機值機查詢，網上/手機購物，網上/手機訂餐，家中自助行李托運，網上預約侯機樓服務等。

進港：自助/柜臺候機樓服務、自助/柜臺值機航顯、自助/柜臺問訊導引導示、自助/柜臺登機、自助/柜臺行李托運、自助/店鋪購物、自助/柜臺通關。

離港：刷手機、刷登機牌、刷身份證、刷指紋、刷虹膜等實現登機，信息關聯。

4、智慧交通——PC+（移動）互聯網+交通

通過機場、高鐵、地鐵、交運等相關交通運輸信息系統的互聯，采用大數據深度集成，完成地面交通與航班的無縫銜接，實現旅客方便、快捷、高效的中轉，打造空空、空地的“一票通”、“一站通”、“一點通”的旅客出行服務，使交通智慧化。

5、智慧低碳——PC+（移動）互聯網+傳感器

智慧低碳即環境低碳、綠色技術、能耗分析、自動化控制、能耗采集五個方面。

采用節能環保的綠色技術，用信息化、物聯化的手段采集和捕獲相應的水電氣暖等能源信息，智能感知、實時監控、智能控制能源的消耗，通過與智慧生產、智慧管理的深層次聯動，達到節能、減排、降耗的目的，使綠色機場智慧化。

綠色機場的戰略要求分為七部分：綠色布局、綠色環境、綠色循環、綠色能源、綠色水源、綠色技術、綠色回收。

6、智慧基礎設施——物聯網+智能傳感設備

空側：設施設備智能互聯、在線狀態感知（具有感知跑道、滑行道、機坪、助航燈光等自身狀態參數及實時發現異常的能力）

陸側：航站樓內各類設施設備狀態智能互連與感知。

7、智慧空港——PC+（移動）互聯網+空港服務

智慧空港具有九大智慧及其數據和服務向周邊輻射航空經濟體服務。即通過智慧機場輻射智慧空港，延伸為智慧城市，帶動智慧城市群/機場群，實現繁榮大空港、高收益的發展。由多朵智慧云實現，如信息云、商業云、旅游云、交通云、GIS云、企業云。

信息云：發布機場航班動態；提供機場數據租用服務。

商業云：提供機場各類商業系統租用服務。

旅游云：提供機場航班與旅游對接服務。

交通云：提供機場各類管理系統租用服務。

GIS云：提供機場GIS系統地圖功能和機場地圖數據租用服務。

企業云：提供國內外企業交流平臺租用服務。

眾佳體驗

終極目標：通過全域智慧，提升航空公司、旅客公眾、機場員工、管理人員、駐場單位、當地居民、地方政府、貨主貨代各方最佳服務體驗。

智慧機場愿景呈現 

總之，智慧機場最終在技術上實現從電子化到數字化、網絡化、集成化，再到虛擬化、物聯化、智能化、智慧化，同時，呈現出生產、服務、管理、經營、安全、物流、低碳、交通、空港、基礎設施的全域智慧，并實現旅客/公眾、貨主/貨代、航司、工作人員、管理、駐場單位、周邊居民的眾佳體驗。

智慧機場群

智慧機場群即從追求單一機場運行智慧化到區域多機場運行的智慧化，構建和諧生態機場圈。

其運行模式有三種，一是單一機場的運行協同（空地、地面、地區等）；二是同城雙樞紐的運行協同（空空、雙樞紐間、同城地面等）；三是區域機場群的運行協同（區域空空、異地地面等）。

智慧機場群的協同決策首先要構建航班、旅客、貨郵、交通、氣象、社交、移動的共享數據平臺，從而實現機場群運行數據管理和機場群運行數據分析，以達到機場規劃布局、資源配置、時刻安排、航線網絡規劃、旅客服務等的應用。

其中，機場群運行數據管理包括時空索引、流數據、軌跡數據、異構數據；而機場群運行數據分析則包括數據挖掘、大數據分析、人工智能、可視化。

徐濤教授還例舉了幾個智慧機場群協同決策的技術：

1、基于信息協同的機場群空中交通管理規劃仿真技術即機場群運行仿真平臺（不同運行場景的仿真模型），平臺囊括了吞吐量所需區域出口配置、空域配置、航班運行容量均衡、協同運行規劃策略仿真四大功能。

2、基于共享數據平臺的雙樞紐機場協同決策關鍵技術：數據管理、數據分析、共享數據平臺。

3、雙樞紐機場運營數據感知和特征分析包括雙樞紐機場的運行動態特征檢測與分析、機場數據感知和融合。

2030年機場

徐濤教授認為到2030年的時候，機場的發展應該具有以下特征：

1、支線-樞紐-機場群，區域協同、智慧生態、與其他業態共生共贏；

2、時間高效，成本效益和綠色可持續；

3、有人/無人駕駛的航空器及場面各類特種車輛的混合運行模式；

4、由天、空、地、地下運行而形成的立體機場等。

5、旅客：航站樓內旅客便捷通行系統——集成登機前所有流程、快速自動將乘客引導/運送至登機口（如：刷臉進入航站樓、步行穿越式安檢走廊、旅客及行李無停留自動安檢、傳送帶/電動車等旅客自動運送系統、旅客運動過程中的信息導航等等）。

同時，設有城市中央航站樓；航站樓陸側部分功能前移至市中心/火車站，與其他運輸模式共享基礎設施和服務中心。

三、信息規劃體系

智慧機場的信息體系按照信息化建設體系分成七大部分。

一是設立愿景目標——智慧機場，以支撐戰略愿景與目標的實現；二是發展戰略——“X-Y-Z”（上文所述），以支撐戰略執行；三是信息化藍圖——“10-6-3-XY-Z”（上文所述），樹立建設內容與任務、描繪信息藍圖；四是IT總體架構——兩縱六橫（上文所述），形成技術支撐與系統架構；五是應用系統——數十個應用系統，以形成業務支撐與技術應用；六是運管體系——“1-5-2”（上文所述），形成管理支撐與部署；七是實施策略——分期建設、協同實施，主要為實施環節。

機場運行態勢感知

1、TOBT預測。該預測提出了服務于A-CDM系統的航班撤輪檔時刻TOBT預測模型以及基于隱藏變量的TOBT預測模型。以便更精準地預測，可幫助空管人員給出飛機預起飛隊列，機場合理調配資源，航司提升飛機利用率等分析和輔助，以提高運行協同效率。

TOBT預測的研究目標在于航班進程里程碑事件的關聯預測，包括關鍵影響因素識別和航班過站與滑行耗時動態測算兩方面。其中，關鍵影響因素識別主要是通過對航班過站流程邏輯建模，利用基于PCA/FA的因子識別方法進行分析，最終獲得關鍵影響因素；而航班過站與滑行耗時動態測算主要是通過對機位、機型、跑道，以及滑行、等待、起降等的航班數目進行運行數據、影響因素量化分析、預測模型、耗時測算、動態實際耗時等方式進行測算。

2、可變滑出時間預測。

該預測提出了基于排隊論/KNN+SVR的離港航班可變滑出時間預測模型，以便優化航班推出序列，減少飛機在滑行道上長時間等待造成的資源浪費。

3、上客持續時間預測。

該預測提出了基于分布擬合和優度檢驗的上客持續時間預測模型，是實現停機位、登機口、廊橋等資源精確調度的重要保證。

4、協同調度。提出了Monte-carlo的遠機位航班加油服務和上客服務的協同調度模型；滿足不同類型服務流程約束的基礎上，對各種保障車輛進行全局優化分配。

旅客大數據分析

基于行為建模和社交計算，提出了民航旅客出行興趣預測與分析模型。包括：航線對旅客的吸引力、航線熱度、航空公司市場占有率、旅客忠誠度四個環節。