随着民航旅客运输量的不断增长,飞行安全已成为全世界共同关注的问题。安全是民航的“生命线”,没有安全就没有效益,更谈不上发展。决定飞行安全的主要因素“飞行员-飞机-飞行条件”,据权威资料统计,70%以上的飞行事故是由人为原因操纵造成的,人为因素已成为导致飞行事故的最主要因素。如何从根源上对飞行人员的飞行技术、操作品质实施监控和管理,有效提高安全系数,改善飞行效益,是整个行业思考的问题。各航空公司都希望能迅速找出自身安全的薄弱环节,而利用先进的技术手段对飞行品质进行监控就成为了大势所趋。
FOQA,大势所趋
过去,航空公司只能依赖飞行员的主观感觉和对飞行数据记录仪(黑匣子)的数据进行人工解读,从而了解飞机的运行情况。为了克服飞行员描述的主观性以及人工解读数据的低效率,从上世纪70年代起,欧美和亚洲的主要航空公司开始着手开发应用软件,以检测在飞机运行、飞机维修和发动机性能监控方面的超限事件及发展趋势。这些系统主要集中于飞行数据获取、数据译码、事件探测、报告生成和飞行过程可视化等领域,辅助分析人员发现安全隐患、识别运行趋势,及早采取预防措施。1997年,民航总局要求所有运输机加装QAR设备,并对每个航班实施监控,对监控数据进行分析。1998年底全国大多数航空公司的商用飞机上都已经加装了QAR设备,并配置了相应的QAR数据处理、译码系统。
目前,世界各航空公司已广泛借助QAR系统记录飞行数据并开展了飞行品质监控项目(FOQA)。FOQA即利用日常航班记录的飞行数据,根据设定的监控项目及其标准,对飞行操纵、飞机性能等进行监控,并将结果应用于实际运营的过程。飞行品质监控已成为国际民航公认的航空安全管理的六大关键领域之一,是提高安全管理水平、保障飞行安全的一项科学、有效的技术手段,也是航空公司安全管理的重要基础工作。
一位业内人士这样描述FOQA系统的作用:“我们以前看病,是因为身体有不适症状,比如:胸口胀痛,所以才去看医生。现在通过系统,可以不再凭借管理者的感觉查找问题,而是通过实时大数据库分析,在身体还没有出现胸口胀痛的时候,就已经介入了。这就是建立系统的基本好处,实现关口前移,预先控制,也就是目前业内说的风险管理。”
目前,国际上飞行品质监控项目广泛应用的系统近20余种,如GRAF、AirFASE、APMS、AGS、LOMS及CEFA等,而国内除了选择国外相对成熟的FOQA监控软件之外,一些科研机构、航空公司也开始自行研制、开发数据分析软件。
AMAS,诞生在中国的飞行数据分析云平台
深圳市一家专业从事航空信息化技术及产品研发的企业——科信南方信息技术有限公司(简称:科信南方公司)自主开发了国内首创的飞行品质监控系统——AMAS(Aircraft Mornitoring and Analysis System)飞行数据分析云平台。
科信南方软件事业部总经理方万春向笔者介绍,国内航空公司目前主要使用AirFASE、AGS等软件,上述产品的主要功能是对QAR数据进行译码,然后QAR分析工程师对QAR数据进行人工分析与筛选,并根据公司生产系统进行手工匹配,建立飞行员档案。
方万春指出上述软件主要是对单个航班QAR数据进行译码,致使数据处理停留在数据译码、事件探测、简单报表统计等环节,同时上述软件缺乏与生产系统自动关联,无法与航空公司生产数据进行系统集成,使QAR分析工程师需对机组QAR事件进行手工匹配,速度慢、准确率低,浪费了大量人力物力,无法保证及时提供准确的分析结果。上述软件要求QAR分析工程师具备一定的编程能力,同时对QAR事件管理不够灵活,也不提供系统的二次开发权限,图形化、文件化输出功能不足。在典型事件分析过程中上述软件仅可以提供有限的帮助,例如:仅提供简单航迹匹配,无法调用google earth等地图工具,下滑道剖面图没有匹配实际机场进近剖面图,也无法插入机场的剖面图,无法做出个性化设计。
方万春认为FOQA系统的核心是数据译码,以及对译码数据的第二次应用与开发。
图:AMAS飞行数据分析云平台产品架构图。
AMAS飞行数据分析云平台采用云架构模式,对QAR原数据进行有效管理;以分布式服务器对QAR数据进行快速译码;对事件探测以逻辑图方式设计,QAR分析工程师不需要掌握编程语言即可完成事件逻辑的设定。AMAS飞行数据分析云平台与生产系统进行自动关联,对QAR数据和航空公司生产数据以及对飞行环境、飞机状态数据进行匹配,通过数据挖掘,系统自动对航班数据进行分析;以图形化直观的方式推送航班执行情况,以及航班QAR事件分析结果;具有真假事件判断、初步分析、机组沟通、详细分析、三维还原、图表分析等功能。AMAS飞行数据分析云平台根据实际飞行品质监控情况设定规则模型,对航空公司新开航线、新机场、新机长、新引进飞机进行重点监控;建立假事件数据库、重点监控数据库、良好数据库、飞机系统事件数据库等等;通过对飞行员飞行品质数据库进行数据挖掘,提出飞行品质改进计划,优化训练方案;针对飞机发动机工程值进行持续监控,分析飞机故障,及时排除安全隐患,保障飞机适航。
AMAS飞行数据分析云平台目标客户主要是各中小型航空公司以及公务机公司,“AMAS研发公司在国内,与客户距离较近,无文化语言沟通障碍,客户可以直接与软件开发商进行深入探讨软件升级方向、客户化定制。”方万春表示。
不仅是“安全卫士”,更是“运营卫士”
“事故发生过程可归纳为:潜伏期、发生增长期、临界期以及爆发期。因此,基于对事故因果性的认识,事故的预防和控制必须以危险和安全隐患作为研究对象。”方万春表示,“而AMAS系统则致力于从飞机品质上提高机组飞行质量,大量的QAR超限事件中分析飞行员的技术缺陷和不良飞行习惯,在事故发生前纠正飞行员的技术缺陷和不良习惯,排除安全隐患,控制安全风险,从而提高飞行品质,保证飞行安全。”
不仅如此,AMAS系统还可以帮助航空公司提高经济效益。AMAS系统可以对飞机本身以及发动机进行持续监控,提前发现飞机出现的问题,有助于机务对飞机的维护,降低了维护成本,并保证飞机的适航性。AMAS系统对燃油里程进行跟踪计算,可以给运控提供更加节油的飞行计划依据,而飞行的三分之二成本在于燃油,做好节油计划会给公司带来相当可观的经济效益。因此AMAS系统主要功能集中于保证飞行员的飞行品质以及飞机的安全性,保障了航空公司的安全效益,同时兼顾了公司的经济效益。
据悉民航局规定在121标准下运行的飞机必须使用FOQA技术,对于通用航空,局方也开始尝试推动FOQA技术。“AMAS系统可以处理庞大的运行数据,并且处理的数据越多,其提供的统计结果越具有可参考价值。”随着参与运行的飞机数量增加,FOQA系统的预测能力将进一步增强。