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关于全力推进空地互联网建设、助力中国民航数字化转型的思考和建议

 2022-01-20 16:43:18 来源:民航资源网 作者:通讯员刘炳南  [投稿排行榜]

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      民航资源网2022年1月20日消息:国资委指导央企紧抓机遇、勇于创新,着力深化新一代通讯信息技术融合应用,全力推进空地互联网建设,加快数字化转型创新步伐,构建中国民航安全、运行、服务高质量发展新格局。民航局、工信部等多次发布飞机上网利好政策,大力推进民航客机空中接入互联网。

      一、我国民航空地互联网建设现状

      当前,我国民航已驶入高质量发展的快车道,政策导向、技术趋势、行业内驱等多因素加快推动民航全面数字化转型。通过基础设施数字化、运行流程数字化、服务营销数字化建设,民航安全、效率和服务体验已全面提升,智慧民航发展迅速。特别是国资央企的航空运输企业把数字化转型作为支持民航高质量发展的重点工作,加速推进空地互联网建设,助力民航安全、运行、服务提档升级。

      (一)空地一体新基建成果显著,夯实发展基础

      飞机空中上网的方式主要有两种,一是传统卫星机载通信,二是5G ATG(Air-To-Ground,基于地面基站通信)地空宽带通信,二者互补将为打造智慧航空的未来发挥基础作用。

      一是关键技术取得新突破。新一代航空宽带通信技术是促进民航业数字化转型、赋能“智慧民航”的关键技术。北斗导航系统作为我国自主建设、独立运行的卫星导航系统,打破了美国GPS的垄断,通过在地面建立地基增强站,以定位算法获得定位数据差分信息,再进行大范围播发,实现各类终端动态厘米级、静态毫米级高精准定位。5G使我国移动速度由1G的落后局面到5G时代,在技术、标准、网络规模、用户规模等多项指标全球领先,成为中国民航发展的使能者,通过与相关垂直行业广泛、深度融合,实现从支撑移动互联网向支撑中国民航数字化、智能化、网联化、精细化和智慧化的全新转型。空地互联将我国已具备通过自主高通量ka卫星、5G ATG技术,把飞机、人、地面同地面运行(各空管机构空中管制指挥、航空公司运行控制中心)连接起来, 实现航班真正的前后舱空地协同互联。二是中央企业联合通信产业上游企业大力推进星空网络、5G 等新型基础设施建设。中国卫通集团积极布局天地一体化的Ka高通量卫星互联网络,发布Ka高通量舰队计划,充分发挥资源优势,创新航空互联网应用服务,愉悦乘客空中旅程,赋能航空公司运行管理,携手产业生态圈,共促航空数字化转型发展。中国移动国产5G ATG系统(含机载5G CPE、相控阵天线)完成研发,多项技术创新应用,正在综合规划、布局全国5G ATG基站组网,并联合商飞在国产飞机ARJ21上率先完成了试验验证,逐步推动5G ATG在飞机前舱、后舱业务的应用创新突破,实现民航领域的中国创新、中国引领。通信产业上游企业也合力开展基础建设,推动卫星通信与ATG的技术验证与资源落地。

      (二)空地互联应用场景拓展,数字化转型创新步伐加快

      目前我国国资央企的航空运输企业正在借助空地互联全域通信技术,挖掘各类应用场景,推动新一代天地宽带通信技术融合。基于新一代空地互联基础设施,打造统一数字化服务平台,全面实现业务数字化转型。典型应用场景包括:一是前舱安全数据传输。为前舱机组提供航班运营应用和飞行安全应用,如实时气象监控、电子飞行包(EFB)、地面与机组辅助通讯、飞行安全机载数据回传、飞机健康状态与位置跟踪等。针对飞机前舱海量的运行数据,如飞行操作数据、舱内视频数据、飞机位置和姿态数据、飞机健康监控数据、外界环境感知数据等,实现民航客机前舱数据与空管、航空公司、飞机制造商的实时互通,大大提高飞行安全,服务于空管部门与行业客户。 二是后舱互联网接入。打造互联网数字客舱,向乘客提供高速率、低时延的空中优质上网体验,如即时通信、互动游戏、视频直播等,同时可配合航空公司、互联网服务提供商(ISP)拓展增值服务。

      二、空地互联网建设存在的主要问题

      目前,空地互联网建设在我国仍处于技术试验验证阶段,智慧地空通信系统建设和最终商务落地过程中还有很多问题需要解决,需循序渐进推进。

      一是顶层设计和行业标准体系建设亟待增强。通信服务运营商、通信设备商和众多航空公司纷纷进入5G+智慧航空产业链,在空地互联网进行创新实践,提升服务商业价值。但还存在技术标准不统一、服务商竞争激励、商业模式安全风险等问题,亟需行业主管单位牵头出台相应的技术标准体系,汇编专项政策文件,加强行业指导。

      二是关键支撑和专业服务供给亟待完善。空地互联网建设需强有力的供给侧服务。国产机载设备的系统性能、干扰和电磁相关的兼容性与国外设备还存在较大的技术代差,难以取得欧美的适航和认证。同时,高端咨询、专业技术、系统性解决方案等专业服务起步较晚,知识经验积累不够,人才队伍储备不足。亟需加强核心技术公关和整个服务体系建设。

      三是组网规划及航企应用方法路径亟待明晰。空中接入互联网服务涉及频率资源分配、电信业务经营许可、设备核准与准入、适航审定、网络信息安全等行政许可事项,涵盖航空、通信、互联网等多个领域,属于跨部门、跨行业的新业态。目前组网建设主要包括中国卫星集团的星空网络、中国移动和中国电信的5G ATG地面基站建设,组网建设规划和航企创新拓展应用,必须坚守飞行安全、清晰方法路径、通过业务评估,最终实现商用。

      三、空地互联网建设的有关建议

      一是加强行业协同,强化空地互联网建设顶层设计。民航业是全球化程度最高的行业,空地互联网建设需行业主管单位、航电设备商、增值业务提供商、飞机制造商、航空公司、通信网络服务商、通信网络设备商等全行业的参与。行业主管单位要充分发挥战略谋划和协同指引作用,营造有利的政策环境。对涉及行业安全的技术应用,认真研究相关国际标准和建议措施,并出台国内相应的技术标准和规范,兼顾当前与长远、局部与全局、短板与长板等角度,细化飞机上网实施指南,安全有序推进空地互联网建设。建立健全数字化监测体系,定期发布行业发展报告,准确把握发展态势,及时采取有效措施。

      二是夯实关键支撑,建强专业服务体系。聚焦空地互联机载设备、通讯设备、电子元器件、基础软件、核心工业软件等核心技术短板,加快解决一批“卡脖子”的关键核心技术,构建赶超国际先进、安全可控的空地互联技术体系。选择培育一批核心技术能力突出、集成创新能力强的高端咨询、系统性解决方案服务商,进一步完善基础设施建设、实现数据链路的互补互通,设备生产上紧密同民航局、飞机设备制造商的联系,取得境内外相应的适航许可;综合运用校企联合办学、培训基地建设等手段,完善人才培养体系,为行业培育相关人才,强化全程服务能力。

      三是开展试点示范,系统、安全、有序逐步推进。空地互联网生态圈应以民航局发布的实施计划为依据,坚持标准统一、分步实施原则,系统、安全、有序地推进整个生态的共建共享。在前期开展公共域(如旅客娱乐系统、机上购物、机上互联网等)应用试点及落地,充分利用民航局全面统筹能力,联合民航相关企业推动新一代航空宽带通信相关标准体系,开展机载航电及地面设备标准研究和机载航电适航审定。中期开展内部域(机载数据实时下载、飞机健康实时监控、机舱视频实时监控等应用)试点及落地,并在中期开始持续探索安全域应用,将前期标准扩大化,提升标准等级,逐步健全民用运输航空器空中接入互联网国家标准。远期全面推广新一代航空宽带通信系统在民航各服务领域、各飞行阶段应用,全面支撑以“智慧机场、智慧空管、智慧运行、智慧监管”为核心的智慧民航生态圈建设,助力中国民航数字化转型。

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    (供稿:中国国际航空股份有限公司信息管理部

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