飞机六年内实现监控 防失联事件重演

2014-03-17 14:05:44 来源:网易新闻 有...人评论

[摘要] 马航MH370航班失踪逾120小时,尽管11国投入大量人力物力搜寻,仍无踪迹。这架消失的航班,最后一次向地面报告情况之后半个小时才引起空管警觉,而飞机的轨迹迷踪亦对搜寻工作造成巨大的障碍。

  马航MH370航班失踪逾120小时,尽管11国投入大量人力物力搜寻,仍无踪迹。这架消失的航班,最后一次向地面报告情况之后半个小时才引起空管警觉,而飞机的轨迹迷踪亦对搜寻工作造成巨大的障碍。

  飞机究竟在哪里,事故原因又是如何,只能靠找到飞机或者“黑匣子”才能解开谜团。如此滞后的信息反应,令飞机实时监控的必要性再度成为话题。

  作为国际民航组织航空记录器专家组(FLIRECP)的成员之一,中国民航科学技术研究院航空安全研究所副所长舒平向21世纪经济报道记者透露,国际民航组织内部一直在争议提升飞机的实时监控技术与频率,限于现有技术和成本压力,目前航空公司向地面输送监控数据的频率是30分钟/次,而国际民航组织正在商讨2020年1月起,飞机必须每6海里报告一次区位信息,相当于1.3分钟/次。这个新规定已通过审议,预计2015年5月公布。

  不过,这项新规料会遇到极大的阻碍,各大航空公司不仅需要更换航电设备,还需要为此增加逾20倍的航电通讯支出。

  飞机监控弊端再现

  “利用实时卫星数据传输来对飞机飞行情况作记录。这样,地面上保留的备份信息,也能够帮助调查飞机失事的原因。”

  3月8日,马航MH370航班于00:42从吉隆坡起飞,40分钟后,01:20失去通讯联络,同时失去雷达信号。3月8日上午,马航发布第一份声明称,该航班是在凌晨2点40分与管制中心失去联系的。其后各路信息繁杂,如CNN报道称MH370最后一次向地面传回数据时下降了200多米,并从24度转向333度,显示航班在消失前曾转向等等,关于MH370航班的消失时间和消失位置一直存在争议。如此不确定的消息,亦增加了搜救的难度。

  找不到飞机失踪的准确位置,也无从寻找记录着飞机的飞行数据和语音数据的两个飞行记录仪,即俗称“黑匣子”的设备,因此无从解开MH370消失事故的诸多谜团。

  1994年至2007年间曾担任厦航737机长教员,随后又在国内外多家航空公司当过飞行员的香港天行咨询有限公司总经理陈建国向记者解释,飞机在飞行过程中,机上有多套设备与地面进行信息沟通。比如,飞机的应答机、机载ADS-B系统、卫星电话等。此外,还有国内外航空公司广泛使用的ACARS系统,即飞机通信、寻址与报告系统。

  ACARS是一种在航空器和地面站之间通过无线电或卫星传输短消息的数字数据链系统。该设备将机载电子设备采集的信息数据,经卫星通讯或甚高频通讯传输给地面,同时将地面的指令传输给飞机。由于这种数据传输是自动进行的,避免了人工干预造成的误差,也避免语音通讯过程中伴随的错误。

  舒平向记者勾勒了飞机数据信息的传输过程,ACARS等机载通讯设备搜集飞机数据之后,通过无线电或卫星向地面基站传输数据,这些数据又会被发送到类似美国航空无线电通讯公司等飞行数据中心,再由这些运营商将数据发送给订购数据服务的航空公司。

  大多数飞机在飞行过程,发动机性能参数和机载设备故障的数据信息,大约以每半小时的频率自动向地面输送,也就是说,除了飞行员主动报备的区位信息,以及雷达扫描外,通过ACARS的数据报备频率,也可以勾勒出一架飞机的飞行轨迹。除此以外,飞机运行的完整数据,以及驾驶舱、客舱的语音记录则被存储在黑匣子中,并不会即时性发送。

  如果飞机没有故障的情况下,这种报告频率是每隔半个小时才发送的,以民航飞机典型巡航时速900公里/小时计算,则要飞行450公里才向地面发送一次数据。一旦飞机发生类似马航MH370莫名消失的情况,则搜索的范围会很大。

  尤其是在飞机发生空难后,记载着飞机出事前半个小时的重要信息,大多数时候得靠人力寻找到黑匣子,才能最终了解飞机最后的运行情况出了什么问题。一旦黑匣子找不到,或者被毁,飞机失事的原因则极难调查清楚。

  法航AF447次航班2009年发生空难后历时两年才找到黑匣子揭开空难的原因,而法国政府为了搜寻这个黑匣子花费了1270万美元。当时前任国际航空运输协会总干事兼行政总裁皮埃尔·尚略就曾抨击黑匣子已经过时,应当利用实时卫星数据传输来对飞机飞行情况作记录。这样,地面上保留的备份信息,也能够帮助调查飞机失事的原因。

  昂贵的低空数据交互

  国内航空公司每年花费在订购这一个航电数据服务就需要数千万元。如果发送数据频率加密,无疑成本将会倍增

  皮埃尔的呼吁,也是航空业近年热烈争论的话题之一。每当航空事故发生,这样的呼吁再度热议。可是,热议归热议,并没有太多实质性的改变。

  最主要的原因有三个,数据传输成本昂贵,网络能力尚未足够以及机组的反对。

  “这种数据发送很昂贵。”舒平向记者解释道,如同手机接收信号的强弱,与基站距离远近有关,飞行在万米高空上的民航客机,要向地面输送数据信号,需要大量的基站和卫星构建地空网络,卫星、基站的功率和密度决定了这个地空网络的传输速率。

  舒平介绍道,由于目前的技术设备关系,航空电讯网的带宽非常有限,仅相当于地面电信网络的1/100,从空中发送一条数据信息或者报文,或者地面发送一条信息给飞机,需耗费1-3美元。而且,这样的报文数据信息很有限,最多只能够包含220个字符。尽管花费不菲,很多航空公司仍然愿意购买该数据服务,因为这种实施数据除了提升其飞行安全外,飞机的故障信息如能提前发送回地面,地面的维修部门也就能迅速反应,维修方案和零部件准备都能提前,可以使维修时间大为缩短,提升飞机使用效率。

  只是,如果飞机并无故障,这样的支出对航空公司来说,是不小的负担。据记者了解,国内航空公司,每年花费在订购这一个航电数据服务就需要数千万元。这还是建立在每半小时获取飞机运行数据的基础上,如果发送数据频率加密,无疑成本将会倍增。

  随着计算机和通讯技术的发展,大幅降低这种地空信息交互的成本,是否可行?舒平认为,实际上技术已经可行,但是没有足够的经济效益驱动航空业作出改变。毕竟基站的建设、卫星的发射和维护成本巨大,每年使用这些设备服务的,不过是全球不到2万架民航飞机。

  另外,实时发送飞机所有数据信息,包括语音信息,有没有必要?除了地空网络容量不够大,发送成本昂贵外,舒平指出,目前不少飞机的数据信息是通过无线电广播式发送的,除了地面基站能够接收该信息外,任何拥有航电接收机的航空迷或者机构,只要知道航空频段,一样能截取飞机传下来的数据信息,除非航空公司选择了加密的点对点数据传输。

  正因如此,很多机组人员不愿意将所有的音频、视频实时传输到地面。

  舒平亦质疑航空公司和设备制造商有足够的意愿去扩容现有的地空网络容量,并据此更换新型的航电机载设备。他指出,一个机载航电设备的价格从几万到几十万美元不等,全球在运营的飞机约有2万架,如果全部更换这些设备,航空公司需投入数十亿美金。这笔钱,还不包括可能新增的航电服务成本。此外,更换设备会让飞机停飞一段时间,既然旧设备能用,航空公司一般不愿意做出改变。


  六年后强制令实施

  如要传输所有的飞机数据信息,仍需要更大的网络容量

  不过,新公约出台后,六年后飞机需要每飞6海里就向地面传送一个飞机的数据信息,相当于每过1.3分钟就必须主动传输飞行数据,比目前的频率增加逾20倍。

  舒平作为国际民航组织航空记录器专家组(FLIRECP)的成员之一,参与修订国际民用航空公约(俗称“芝加哥公约”)附件6里关于《航空器的运行》章节。他告诉记者,自从法国空难后,2012年国际民航组织便开始讨论要求飞机必须有相应的设备每隔一段距离就传送飞机的位置信息,最初的建议是每4海里发送一次数据信息,经过反复争论确定为6海里。国际民航组织已于2013年5月24日开始审议这项决议。由于ICAO标准制定是一个相对比较漫长的过程,从航委会初审到正式文本面世大约需要2年时间,不出意外的话,2015年5月,这个新公约将面世。

  按照讨论文件中的规定,到2020年1月,所有最大审定重量超过27000kg、首次颁发适航证的飞机,都必须有能力传输或自动传输每隔6海里的位置信息。

  也就是说,飞机的实时监控未来可期。

  同时了解到,机载航电设备生产商霍尼韦尔和赛峰也已经研制新型机载航电设备。霍尼韦尔方面向透露,该公司与国际海事卫星组织打算发射三颗卫星,在2014年年底完成覆盖全球的卫星网络。

  霍尼韦尔方面向记者表示,今年2月,霍尼韦尔的GXAviation航电系统已经通过了最终的关键性设计评审,按计划,GXAviation系统将于今年年内取得产品认证,并在2015年上半年正式投入使用。

  GXAviation系统主要应用于大型客机和公务机,是首个真正实现覆盖全球的高速空中无线网络服务,它的最高数据传输率可达50Mbps。GXAviation系统使乘客们能在全球各个角落甚至是大洋上空轻松查看实时的社交媒体信息,收发电子邮件和观看视频直播。

  这样的数据传输量在一定程度上也解决了飞机实时数据的传输,能令飞机实时监控成为现实。舒平认为,50Mbps的传输率只相当于一个家庭使用的光纤无线网的速度,2万架飞机共同使用的话,网速也极为拥堵。如要传输所有的飞机数据信息,仍需要更大的网络容量。

  只是,这样的新设备是否能得到航空公司的欢迎,尚难定论。即使2020年国际民航组织组织的新规强制实施,航空公司能否承受得起,也是未知。

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[责任编辑:付晓勇]

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