大数据推动全球空管变革

转自：防务快讯

作者：王璨

尽管不同地区存在一定程度的差异，但全球约75％的航班数据是公开的。业界从航空运输价值链中收集了与运行和用户相关的大部分数据，范围涵盖了航班运行和在线活动等不同领域。

为保证安全性、性能和可持续性，ATM业界必须利用数据来提供关键的信息和一致的关键性能指标。在ATM世界，对数据的数字化、有效利用和共享将改变全球ATM性能，可提高效率和安全性，为航空公司和其他空域用户带来巨大利益。

DFS企业发展总监Oliver Pulcher在曼谷举行的2018年民用空中航行服务组织（CANSO）全球ATM峰会发表讲话时表示，由于有大量可用数据，法兰克福到洛杉矶之间的预计飞行时间误差可以控制在一分钟内，空中交通管制、机场、航空公司和乘客均受益于此。法兰克福机场还使用数据来优化清晨进场排序，通过加快或减慢单架飞机的速度，以减少油耗和排放。此外，空管系统可以通过机器学习做出更好的决策。

商业智能工具

欧洲航行安全组织（EUROCONTROL，以下简称欧控）马斯特里赫特高空区域管制中心（MUAC）正在通过扇区开放表架构工具（一种运行后分析的商业智能工具）来提高其ATM运行的效率。

扇区开放表架构工具将大数据整合到运行中以保证安全，同时进一步提高管制员和扇区的生产力。这是空中交通管制转变为空中交通管理（ATC2ATM）计划的一部分，该计划旨在梳理容量管理和空中交通管制之间的共同点，以实现更高的效率。

扇区开放表架构工具能够使用大数据报告容量规划流程、空中交通法规以及管制员工作负荷的特殊时段，对该报告进行分析并转变为建议提供给空中交通管制规划人员和战术人员。这一过程可简化为从运行后分析到战术决策和未来规划的反馈流程。扇区开放表架构工具还提供了一个集成的评论机制，支持规划人员、战术人员和运行后架构工具更紧密地协作。

MUAC已使用数据集多年，而扇区开放表架构工具可提供更广泛的数据。该工具可全天化调整空中交通管制员的数量，并确保空域配置更好地满足预期的交通需求。该工具正在开发中，数据包括管制员工作负荷报告、假定流量负荷、交通汇聚和群集，意外交通流量、天气数据和时隙持续性数据等。

将大数据集成到空域设计中

大数据的深入研究

英国航行服务提供者（ANSP）NATS同样在研究通过大数据使相关机构和空域用户受益的方法。针对实际飞行数据与飞行计划的分析显示，一架飞机会携带550公斤额外燃料。这些燃料是为了飞机在较低的高度飞行而准备的，但各种数据集的分析证明飞机实际上并不会在较低的高度飞行。

在CANSO全球ATM峰会上，NATS首席执行官Martin Rolfe及其系统化空域和机场集成负责人Brendan Kelly透露了大数据进一步的发展方向。NATS使用性能优化程序将大量数据集整合到模拟器中以测试空域管理决策。ANSP通常使用两到三种设计，通过汇集来自整个航空价值链的各种需求和数据，计算机模拟2.5万次迭代以获得最佳平衡解决方案，相关人员采用该方案并对其进行微调。

MUAC使用大数据分析改善ATM运行

大数据发展面临的问题

业界普遍认可使用大数据将为ATM带来好处，这也是CANSO全球ATM峰会上强调的一点。

据估计，每天产生大约2.5艾字节（2.5亿亿字节）的数据。到21世纪20年代，每年数据量将在泽字节范围内（1泽字节为1000艾字节）。然而，ATM对大数据分析的应用太少，也远远落后于大数据发展水平。目前还存在以下问题：

1）尽管数据收集是直接且常见的，但找出与分析相关的内容以及保留哪些数据并不容易。

2）信息的时效性较强，难以保持实时更新。

3）网络攻击故意破坏数据。

4）冗余数据的生成。

5）假设数据相互关联，在航空价值链中共享数据仍存在技术挑战。长期以来，数据一直隐藏在各利益相关方的传统系统中，合作伙伴甚至是同一组织内的其他部门都无法看到数据。从技术层面来说，可以通过云和开放式架构来克服。但是，对于ANSP，尤其是规模较小的ANSP，创建专用数据库和定制数据服务是非常昂贵的。

6）更困难的是商业敏感性和政治阻碍的问题。航空业内仍然存在激烈的竞争，共享数据并不是常态。而且这种竞争是在保护主义抬头和地缘政治紧张局势的背景下发生的。

7）在全球劳动力老龄化的背景下，数字文化挑战了许多传统的工作方式，目前必须解决人才缺口的问题，努力吸引人才。

大数据倡导ATM变革

大数据分析将对ATM产生巨大影响，并可能成为变革的真正推动力。ANSP将改善为航空公司提供的服务、更好地利用空域、增强安全性、减少排放并在整个价值链中节约时间和成本。

ATM正处于大数据转型的开端，准备推行正确的数字文化，并在基于证据决策的基础上建立以服务为中心的商业模式。正如CANSO全球ATM峰会上很多人指出的那样，业界“对自己的无知一无所知”。数据并不是一个新的概念，那些接受变革的人将迎来巨大的机遇。