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远程遥控塔台的前世今生

来源:民航资源网 作者:倪海云 2018-09-18 10:48:14 我来说两句(0)

专业分类空管 文章编号】31-2018-0087

  

  首先先让我们仔细研读一下下面的新闻:2018年四大行之一,中国建设银行宣布:国内第一家无人银行在上海正式开业!这家银行找不到一个保安,取而代之的是人脸识别的闸门和摄像头;找不到一个大堂经理,取而代之的是会说话的机器人;这里没有一位柜员,但90%以上现金及非现金业务都能办理。复杂的业务只需带上耳机和眼镜,远程一对一实现操作。这个无人银行不仅是一家银行,还是一个拥有5万册书的图书馆。手机一扫,就能把书保存带走。这里还是一个实现了AR、VR多项技术的游戏厅。此外这里还是一个小超市,办理相关金融业务后,可在智能售货机上领取免费饮品,机器人自动拍照留念。

  这已经充分说明,我们如今常见的柜员在未来会被自动化系统所取代。

  让我们还是把目光转向民航业。根据民航资源网2018年5月31日消息:挪威空中导航服务商AVINOR与英德拉及其挪威子公司Indra Navia,对SESEAR 2020项目中从一个远程地点同时管制多个机场的一系列验证活动,已进行了首次成功验证。Indra Navia在2018年3月开展了首次验证活动,来评估管制员从一体化管制席位,为3个机场同时提供管制服务的工作情况。测试平台基于英德拉的空管系统,能够对3个挪威机场(勒斯特岛、海于格松、博德)的模拟交通,提供完全一体化的3D塔台环境再现。从一体化的管制员席位InNOVA,可以获得所有相关信息和控制功能,包括雷达交通图像、气象信息、电子飞行进程单等。验证平台还包括了其他工具,如语音通信系统。此外,还为验证特别开发了一个新的短期规划和管理工具。其中包括一个时间线工具,这一工具根据对航班进出港时间的最新估计,对即将产生的交通量提供直观的图形显示。

  那么,未来空中交通管制员会被自动化系统所取代吗?

  笔者在英国克兰菲尔德大学(Cranfield University)为期21天的民航安全监督管理学习培训中多次聆听到了远程遥控塔台的内容。本文所要介绍的就是这次培训的项目负责人航空安全与飞安调查研究中心李文进博士以及SAAB负责市场营销的副总裁Per Ahl所介绍的远程遥控塔台的前世今生。SAAB公司还专门送了一套远程遥控塔台给克兰菲尔德大学,2018年9月份开始试运营,11月份开始正式运行。

  一、为什么会出现远程遥控塔台的理念

  欧洲认为未来航空运输市场的蓬勃发展,对于提升空中交通管制的流量有迫切需求,因此欧美的民航组织与学术研究机构早在1996年就开始研发远程遥控塔台科技。欧洲预期远程遥控塔台是未来空中管制的趋势,此科技将会大幅改变目前空中管制之运作模式,特别是在空中流量管制与服务之间实现最安全与最有效率之平衡;而且考虑到部分欧洲国家偏远地区的机场,人员安排不便,设施(塔台)投资巨大,通过远程遥控塔台的模式,希望有效提升运行安全并扩增运输容量。今后管制员不必局限于--就是在机场干活,未来可以在任何一个地方实施航空交通指挥。比如在一些中、小型机场,未来没有必要建设塔台了,通过视频系统和远程通信系统实现远程遥控指挥。下图为机场安装的视频系统:

  图:机场安装的视频系统

  按照李文进博士的研究,远程遥控塔台可以为航空业带来如下的益处:提高机场运营的效率和安全性;空中管制单位可以更加灵活地进行人力的配置;显著降低营运操作成本;建设成本比传统塔台更便宜、更快速、更有弹性;数字信息能与机场其他部门共享;视频系统还甚至可以追踪不同大小的物体(包括空域附近的无人机与跑道上的兔子)。

  图:远程遥控塔台

  目前,远程遥控塔台在全球具体运用包括:

  瑞典在2015年核准Sundsvall机场进行远程遥控塔台操作;

  德国在2015年核准Saarbrucken机场进行远程遥控塔台操作

  澳洲在2015年核准AliceSprings机场进行远程遥控塔台操作,控制中心位于1500公里外的阿德莱德(Adelaide);

  美国FAA在2016年核准LeesburgExecutive机场进行远程遥控塔台操作

  英国伦敦市机场(CityAirport)在2017年5月核准远程遥控塔台操作,预计2019年停止使用传统之塔楼,改用数字塔台;

  其中值得关注的是爱尔兰在2016年6月正式使用全世界第一个多重远程遥控塔台,控制中心设在首都的都柏林机场,由一位管制员同时进行远程遥控在约150公里与200公里外的2个机场(Shannon与Cork机场)。此研究项目赢得欧盟2017年航空管理(ATM)最优绩效奖;

  美国PortsofJersey在2017年2月开始进行应用程遥控塔台做为应急塔台研究,以预防紧急状况发生时能有效确保空中管制安全。

  目前来说,最近的是2018年3月19日至27日,立陶宛空中导航服务商Oro Navigaci ja(ON)、德国宇航中心(DLR)及奥地利Frequentis AG在不伦瑞克对管制多个机场的远程塔台进行了第二阶段的验证。此次验证中,由1名管制员同时为3个立陶宛机场提供空中交通服务。在DLR的空中交通验证中心进行的实施模拟中,6名立陶宛管制员在目视飞行和仪表飞行规则都有执行的环境中,对航空交通情况进行管制。值得关注的是德国宇航中心DLR的人为因素和验证专家参与了验证活动的计划和实际开展。管制员进行了4种不同场景的模拟,每次持续50分钟。在天气、飞行器和车辆信息叠加于全景显示屏上,PTZ摄像机,Frequentis的规划工具等多种功能的支持下,管制员在每种场景下可管制22次起降,包括空中和场面活动。

  目前国际上主要的远程遥控塔台的研发机构有瑞典的SAAB公司、德国的Frequentis公司、法国的Thales公司、加拿大的SEARIDGE公司。

  二、远程遥控塔台的真金白银

  远程遥控塔台技术可以将多个塔台所承担的塔台管制任务集中在一个远程塔台中心内运行,采用远程清数字摄像机、气象传感器、音视频接入和其他相关设备实时采集机场和交通运行信息,能够将所管制机场场面、气象、交通等实时(信息传递时间的延误是毫秒来计算的)情况投影在远程遥控塔台中心的环绕液晶屏幕上,从而使得一个塔台管制中心即可监控并引导指挥一个乃至多个机场,进而可以为机场提供包括进近引导、场面监视、签派许可等全面的机场空中交通管制服务。由于不需要新建或少建塔台等空管工程,不必安排部署空管人员,具有明显的低成本和便捷性,特别适用于那些航班量有限,或是交通极度不便/开放时间有限/流量较小的机场,也可作为枢纽机场的应急备份系统。

  李文进博士为我们提供了下面这张对比表格:

                                                                安全、成本和容量的优势

  图:李文进博士提供的这张对比表格

  SAAB负责市场营销的副总裁Per Ahl认为远程遥控塔台会驱动如下的改变:提高效率、通过集中化运行提高生产率、增强安全、增强竞争力、产生了空管机构、人员和ATM管理人员的新的工作方式等。对于空中管制员的工作所带来的益处:每位管制员都能获得对整个机场相同的视角,并能提高其情境意识;所有数据在显示系统中得以显示;机场可以添加地理围栏以便显示运营限制区域比如关闭的跑道等,对于一些支线机场和一些通航机场,远程塔台对节约运行人员、运行方的成本、提升整体运行效率可以起到非常重要的作用。

  比如下面两张图就展现了SAAB公司所认为的未来工作场景以及管制员的工作台:

  图:未来工作场景

  图:管制员的工作台

  这位副总裁向我们展示的PPT中,笔者留下印象最为深刻的是这样一张PPT:

  图:PPT

  其中的话表示:最主要的体会不是关于技术--而是关乎变革管理。新技术的推行,对于任何企业而言,都是变革,管理变革的成功来自于思维理念的变革。变革的成功率并不是100%,甚至更低,常常使人产生一种变革是死,不变也是死的恐惧。运行的压力,技术更新的频繁和自身成长的需要,变革可能失败,但不变肯定失败,目前唯一不变的就是变化。

  前文阐述了远程遥控塔台的许多益处,当然我们不容否认的是其中也会存在不利之处。当笔者询问SAAB负责市场营销的副总裁Per Ahl,远程遥控塔台的Disadvantage(弊端或不利之处),他并没有给出答案。但是在一篇新闻稿中,笔者发现了如下信息:远程运行所需的影像质量、深入的洞察力和全局的情况感知能力是研究的重点。为了实现这一点,该系统将雷达信号、视频图像、标牌与目标轨迹和实时风速等气象信息都整合在屏幕上显示出来。Ahl说:情况感知能力是我们近年来一直关注的重点。如今,管制员在系统中可以获得更深入的洞察力和全局的情况感知能力,超过了常规塔台的水平。

  虽然自动化已经为空中交通管制员提供了操作便利,但任何引入进一步自动化的举措都会带来风险。比如远程遥控塔台也可能会出现故障,因此系统必须在发生故障时提醒管制员,以便管制员了解何时发生了故障。

  到是李文进博士在他的上课过程中提出了一些看法和建议:远程遥控塔台中,管制员分别面对不同的场景,交通量和运行复杂程度,会出现不同的心智模式,会影响到情境意识、人为因素、工作负荷等方面。在欧洲还会出现有关工会方面的问题。

  比如,评估远程遥控塔台对管制员执行任务的影响就包括:

  如何安全管制飞机与地面运行车辆在机场跑道、滑行道、与停机坪的安全隔离?

  如何评估远程遥控模块工作站(CWP,具体见上图)的人因工程设计?

  如何让管制员接受并熟悉远程遥控的创新科技,并降低管制员的工作负荷?

  如何透过系统整合的人因设计理念提升管制员的注意力分配与情景意识的能力?

  如何训练管制员取得专业证照,以安全地操作远程遥控塔台?

  不管如何,新技术的发展不会是一帆风顺的。世界上没有十全十美的东西,任何技术都存在有漏洞、弊端。但是面临复杂多变的市场趋势、不断增长的运行需求、传统管理手段越发不能帮助企业快速发展,新技术(移动化)不是选择题,而是必答题。任何新技术带来的变革总是会让有些事、有些人阵痛的。因此顶层思维设计非常重要,远程遥控塔台肯定会带来流程、规范、制度、程序、理念的变化,其中我们会有舍有得,不舍不得。

  苟利于民,不必法古;苟周于事,不必循俗。变革创新是推动民航业不断向前发展的根本动力。

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