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孙韶华:新时代民航应急科技体系的发展趋势

 2019-09-12 来源:微信 作者:孙韶华 中国民用航空杂志  [投稿排行榜]
2019-09-12 18:40:53

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孙韶华:新时代民航应急科技体系的发展趋势

  图源: 中国民用航空杂志

      为进一步整合优化应急力量和资源,推动形成统一指挥、专常兼备、反应灵敏、上下联动、平战结合的中国特色应急管理体制,2018年十三届全国人大一次会议提出组建应急管理部的重大决策部署,我国应急管理体系正在顺应时代的发展进行重大革新。

      民航行业历来高度重视航空安全和应急管理工作。2016年民航局党组面对新时代民航的发展形势和需求,提出“一二三三四”的总体工作思路,要求切实补齐应急处置能力的短板,按照“坚持源头管理、重点突出、科技引领”的基本原则,实现到2020年构建与行业特点相适应的民航突发事件应急管理体系。

      随着新时代民航强国建设的快速进行,民航运输总周转量、运输机场数量等均不断增加,但民航行业的快速发展和基础保障能力不足的矛盾仍然十分尖锐,应急管理工作将面临巨大挑战。应急处置能力是民航持续安全运行的重要保障。民用航空活动地理范围广,业务链长,服务环节多,提供服务的单位多,受自然灾害、公共卫生、社会安全、生产事故的影响大,民航突发事件通常具有突发性、复杂性、多样性、不确定性和次生衍生性等特征,民航运行风险评估和突发事件应急管理涉及到航空器、空管、机场、航空公司、运行环境及航空旅客等多个方面,应急处置难度大,相关研究已经成为国内外民航安全领域关注的热点问题,民航应急科技体系的发展越来越受到民航行业的重视和支持。

      一、民航应急科技体系基本架构民航应急科学技术作为国家应急科学技术体系的一部分及民航安全科学技术体系的重要组成部分,是保障民航强国战略实施的重要支撑。民航应急科学技术体系应基于应急事件演化过程及其机理进行理论体系构建,形成以事前、事中、事后和综合应急保障为主题的应急科学体系研究思路,涉及到工、理、经、管、文等多个学科的交叉融合,涵盖民航应急管理基础理论,风险感知、预警与防范技术,应急处置与应急救援技术,应急演练,调查与评估,综合应急保障等相关技术(见图1)。

      民航应急科学与技术体系框架

      二、民航应急科技体系发展的必要性和重要性我国民航应急科学与技术研究尚处于起步阶段,应急科技体系建设和专业人才培养问题比较突出,与国内其他行业和国际民航先进的应急科技水平还有很大差距,特别是“科技引领”的创新能力上,与国际民航先进水平有很大差距,因此建设高水平、全体系的民航应急科技体系是十分迫切和必要的。

      1.是民航应急管理体系建设的需要

      我国现有应急管理体系的基本框架由应急预案,应急管理体制、机制和法制构成,简称“一案三制”。相比国外应急管理体系,现有应急管理体系存在互联互通与体系协同不顺畅、职责边界不清晰、指挥关系不顺畅、应急响应环节多、协调权威性不足等问题;应急资源难以得到综合利用,通信信息系统时效性不强,无法实时掌握突发事件发生发展过程和应对处置的第一手数据。缺乏民航应急科学领域的基础研究导致我国缺乏与民航行业发展相适应的应急管理组织架构体系、标准规章体系和技术支撑体系。特别是我国拥有世界上数量最多、运输量最大、发展最快的高高原机场群,然而高高原机场运行风险和应急处置难度远超过平原机场,目前相应的机场应急救援规范、标准和要求都仅适用于平原机场,亟需制定适用于高高原机场的应急救援规范、标准体系。因此,我国应急科技体系的发展就是要吸收和借鉴国内外应急科技发展的先进经验和研究成果,结合民航行业特性,针对民航应急管理中的重要科学问题和技术难题,以事前、事中、事后三个阶段和综合应急保障为主线,构建适应民航行业发展需求的民航应急管理架构与应急标准体系,基本形成集应急科技、应急管理理论和安全文化为一体的民航应急管理新体系。

      2.是民航应急处置能力提升的需要
      目前我国民航突发事件监测预警、应急处置与救援、辅助决策、综合保障能力相对薄弱。民航突发事件应急处置专业性强、时效性要求高、处置难度大,需要可靠性高、专业性强的预测预警、分析研判和辅助决策模型给予科学有效的支撑。在突发事件的事前、事中、事后三个阶段需要全面掌握突发事件的发生发展过程,提供应急决策所需的技术支撑,提升应急信息数据的综合分析和应用水平,然而在应对复杂程度高、涉及面广的重大突发事件方面还缺乏必要的技术手段作为保障。此外,我国民航应急救援装备长期依赖国外进口,高高原民航应急救援和航空救援关键技术及装备等更是缺乏,开展民航应急救援技术装备研发,可为全国民航应急救援标准体系构建、民航运输企业应急救援装备水平提升提供技术支持。与此同时,我国民航应急保障技术和设施建设仍然相对落后,很多区域应急通信链路都无法保证稳定连通。因此,亟需构建集风险态势感知、快速接报、智能分析研判、指挥调度、智能决策、多技术协同应急救援、应急调查与评估等功能于一体的新一代民航应急管理平台,全面提升我国民航应急处置能力。

      3.是民航应急管理人才和专业技术人才培养的需要我国目前民航应急管理和专业技术人才培养体系建设滞后,人才供给数量严重不足,特别缺乏从国家和行业的角度培养综合性应急科学高层次人才的平台。虽建有专业救援队伍,且这些队伍在近年来的民航突发事件应急处置中发挥了突出作用,但专业救援队伍的应急培训和演练科目未形成科学的体系,实战能力还有待进一步提升。因此,应加强民航专业人员应急能力技术培养方案研究,构建专业人员和救援队伍培训体系和绩效管理体系,积极拓展具有民航特色的应急科学与技术学科建设,形成适应学科发展需要的学术研究和师资队伍,推进领域科学研究和交叉学科综合性人才培养,构建完整的民航应急科学与技术领域特色学科体系,力争在全国建设3—5个高素质应急专业人才培育基地。

      三、民航应急科技体系发展趋势分析
      民航应急科技体系是建立我国民航应急管理体系的重要基础,包括先进的应急科学理论和技术手段、高水平的应急专业队伍培训、高效的应急装备研发等多方面的研究。目前我国的应急科学体系正从被动应对型向主动防御保障型发展,需要建立多技术协同的动态监测、预警、处置、指挥决策等新型智慧应急科学技术体系,提高应急响应和处置能力。随着我国信息化、智能化产业和技术的快速发展,人工智能、大数据、机器人、无人机、物联网、GIS、5G、云计算等新技术将越来越多地应用于民航应急救援,天、空、地一体化的现代应急通信网络和交互融合型感知网络体系正在逐步形成,民航应急管理体系将实现高度智能、自我进化的应急管理信息化新生态,建成民航应急管理全面感知、动态监测、智能预警、扁平指挥、快速处置、精准监管的信息化体系,这必将为构建与民航强国相适应的现代民航应急管理体系提供有力支撑,必将革新传统民航应急理论体系,为未来新型民航应急科学与技术的研发提供强大动力。下文将从以下五个方面进行具体阐述。

      1.民航应急基础理论民航应急理论创新研究与标准组织体系建设是民航应急科学技术的基础。从突发事件演化机理与应急管理机理层面,研究应急管理生命周期内不同阶段和环节的机制机理,确定各环节应对策略和应急响应程序,最终制定应急预案和标准体系。从发展趋势上看,民航应急基础理论的研究将聚焦于以下几个方面:

      1)以现有民航应急管理框架和公共安全应急理论为基础,结合民航行业特性,针对应急管理对象——突发事件和承灾载体及其造成次生衍生事件链的演化机理和基础理论展开深入研究,并以事前、事中、事后三个阶段和综合应急保障为主线,构建集应急技术、应急管理理论和安全文化为一体的民航应急管理理论新体系,研究民航领域突发事件、承灾载体及应急管理相互耦合的立体化逻辑关系和内在机理;

      2)研究民航运行系统的脆弱性分析和韧性动力学特性,着重研究高高原地区民航运行的系统性风险,并在此基础上研究适合民航突发事件特点的多粒度信息综合集成与融合的情景推演分析方法;

      3)研究航空器事故机理与决策分析,着重研究国产大飞机事故机理和应急决策方法;

      4)整合与创新现有应急管理理论方法与模型,提出和构建基于中国国情的民航应急管理架构和应急科学基础理论体系。

      2.民航安全风险感知、预警与防范技术

      民航安全风险感知、预警与防范技术主要针对航空器、机场运行、飞行、机务维修等各个系统运行过程的风险预测、预警与防范。从发展趋势上看,民航安全风险感知、预警与防范技术的研究将聚焦于以下几个方面:

      1)以全方位的民航风险因素感知、预警、防范为目标,依托四型机场、智慧航司、新一代航空运输系统、天地一体化民航通信网络和5G等系统建设,基于智能传感、视频图像、卫星定位与遥感、移动物联网感知、航空气象等感知技术,提高民航突发事件风险感知、预警和防范能力,面向民航动态风险隐患监测、应急救援现场实时动态监测,特别是针对高高原地区、国际公共海域以及敏感地区风险监控等应用需求,基于大数据、云计算等技术,融合民航现有的风险感知数据源,构建全域覆盖的民航风险感知体系,实现风险隐患和突发事件数据的全面感知、实时分析与数据共享,针对民航运行各环节的风险源信息资源异构特性,研究民航动态风险评估技术;

      2)基于GIS技术构建可视化的应急地理信息系统,研究基于空间分析的多源数据时空耦合预警技术;

      3)加强民航运行宏观系统性风险动力学分析研究,创新民航系统性风险评估和预警模型,综合分析民航运行数据,研究民航运行趋势性、相关性、系统性风险的分析方法、技术和指标体系。

      3.民航应急处置与应急救援技术

      民航应急处置技术主要包括应急处置信息响应、快速接报、应急决策分析等,而我国民航现有应急处置体系存在互联互通与体系协同不顺畅、指挥关系不顺畅、应急响应环节多、协调权威性不足等问题;应急资源难以得到综合利用,通信信息系统时效性不强,无法实时掌握突发事件发生发展过程和应对处置的第一手数据。从发展趋势上看,民航应急处置与应急救援技术的研究将聚焦于以下几个方面:

      1)以提升民航应急处置与救援效率为目标,利用语音识别、大数据挖掘、云计算、智能穿戴与移动物联等新技术,集态势感知、快速接报、智能分析研判、指挥调度、智能决策、应急评估等功能于一体的新一代民航应急处置信息平台,提升民航应急处理能力与效率;

      2)设计和研发一批适合于民航应急专业化需求,集成语音智能转写、混合现实、物联网等技术的智能穿戴型应急救援和个人防护装备,开展具有自主知识产权的、高效机动的民航特种应急救援装备设计、改装与制造研发,包括地面救援、水上救援、航空救援等装备;

      3)构建低空多类型航空器(无人机、直升机、大型航空器等)协同航空应急救援组织架构和技术平台体系;

      4)针对高高原环境特殊性,重点研发高高原民航应急救援和航空救援关键技术及装备。

    4.民航应急演练、应急调查与评估

      民航应急演练、应急调查与评估是主动保障型应急科学技术体系中的重要工作内容。从发展趋势上看,民航应急演练、应急调查与评估的研究将聚焦于以下几个方面:

      1)基于虚实结合、多源信息融合、眼动跟踪、人机交互仿真等新一代虚拟现实仿真技术,构建民航应急救援仿真演练系统,突破民航应急事件情景(高高原机场、航空器火灾、紧急迫降等)的三维动态场景(视景、气压、温湿度、体感等)高仿真重构技术,着重研究应急演练人员决策意图识别、群体行为仿真技术、情景推演和救援效果仿真交互技术,提升民航应急决策与实操人员的应急处置能力;

      2)开展民航应急事件调查技术研究和装备研发,建立具备大数据分析和事故反演能力的民航应急事件信息数据库,构建具有完全自主知识产权的民航应急事件调查与评估技术体系和核心设备体系,提升我国民航应急调查与评估能力。

      5.民航综合应急保障技术

      民航应急保障体系为确保民航应急感知、预警、救援处置等核心业务高效实施的一系列人员、装备和技术,包括救援队伍、应急资源、应急调度、标准规范、应急通信保障、应急平台体系等。从发展趋势上看,民航综合应急保障技术的研究将聚焦于以下几个方面:

      1)加强民航专业人员应急能力技术研究,构建专业人员和救援队伍培训体系和绩效管理体系;

      2)研究民航应急资源配置和调度优化技术,开展民航应急资源系统运行保障仿真、评估和优化;

      3)完成民航应急管理相关标准制修订,全面开展标准符合性检测工作;

      4)运用5G、卫星通信、地空通信、数字集群、光纤网络、低功耗广域网等技术,实现系统网络化、智能化建设发展,建设“天空地一体、全域覆盖、全面融合、全程贯通”的民航应急通信网络,研究“全域覆盖、业务持续、区域增强、随遇接入、按需服务”的民航通信保障技术,为应急业务提供全天时、全天候、高精度、低延时的信息支援;

      5)研究建立基于零信任安全架构的安全可靠、智能可控的运行保障体系,既能为应急管理网络、设备、数据、应用提供全方位安全防护,也能为各类应急管理资源的治理、调度、配置和运行提供立体化、智能化保障;

      6)研究立体化多元信息可视化展示和标会技术。

      按照民航局党组关于提升应急处置能力专项任务的“坚持源头管理、重点突出、科技引领”的基本原则,以构建系统化、扁平化、立体化、智能化、人性化的具有中国特色的现代民航应急管理体系为目标,以风险感知,应急预防、预测预警,应急救援处置,应急调查与善后处理全流程中“人、机、环、管”的耦合作用为关键研究问题,利用理论分析建模、数值模拟计算、虚拟现实、混合现实、大数据挖掘、云计算、人工智能、天空地一体化通信技术、物联网、语音智能识别转写等技术,开展民航应急理论创新、系统仿真、管理体系和综合保障等方面的科学研究,全面构建适应我国民航行业特点的民航应急科技体系,提升我国民航应急综合保障能力,揭示民航应急科学技术发展的客观规律,建设完善的民航应急学科体系和高素质应急专业人才培育基地,推动我国民航应急科技从被动应对型向主动保障型发展,全面提高民航应对各类突发事件能力,对于保障我国民航行业安全运行和可持续发展具有重要意义,并将为实现民航强国战略目标提供有力保障和重要支撑。(本文刊登于《中国民用航空》杂志2019年第九期)

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