浅谈信息系统对航空公司运营经济性的影响

浅谈信息系统对航空公司运营经济性的影响

孙志强¹　曹全新¹

（1．上海飞机设计研究院综合航电系统设计研究部，上海　200436）

摘要：本文介绍了民用飞机信息网络和作为终端的机载信息系统的概念与架构，从提高飞机维护效率、优化资源配置、增加运营收入、降低航线运营成本、改善机上服务质量与提高乘客满意度等方面出发，分析了机载信息系对航空公司运营经济性的影响。

Discussion of the Influence of Information System on Airline Operation Economy

Sun Zhiqiang¹ Cao Quanxin¹

(1.Department of Avionics,Shanghai Aircraft Design and Research Institute,Shanghai 200436)

Abstract:The civil aircraft informationization,terminal information system concepts and architecture is introduced.Its impact on airline is analysized from improving maintenance,management and improvement of quality of service on the machine increase passenger satisfaction and revenue operations.

Key words:Information System;Economical Efficiency;Maintenance

0　引言

随着经济的快速发展，越来越多的人乘坐飞机出行，根据中国商飞的市场分析，我国未来20年民用客机机队规模将达到近5 000架，随着运营飞机数量的快速增加，维持飞机的安全运行和机队的高效管理将使航空公司面临重大挑战。

另外，我国正在大力建设高速铁路网，高铁作为航空业的主要竞争者的角色日益显现。近十年油价的高企，也让航空公司运营效益增加的遇到困难。

如何在保障安全运营的前提下追求利润最大化，成为航空公司迫切需要解决的难题。

近年来快速发展的信息技术，尤其是宽带网络技术为此难题的解决开创出了一条新路，即实现民机的信息化，此项技术将是未来航空的发展趋势。目前，国外的空客公司开发的Airman系统和波音公司开发的H-management系统是已经面市并正在运行的两个航空运营和维护管理系统，国内仅有南方航空公司准备引进空客公司开发的Airman系统，不过中国商飞公司结合自身飞机制造商的角色和国家的大力支持，已经决定在中国自己制造的大飞机中实现信息化，并开发一整套符合中国国情和航空运营规则的航空运营和维护管理系统。

本文旨在讨论与分析作为民机信息化的机载终端的信息系统及其对飞机经济性设计方面的影响。

1　民机信息网络

民机信息化主要指利用宽带网络将包括地面网络和机载系统在内的各个信息终端进行有线或无线的连接，使得航空公司可以充分利用各终端的信息，达到信息的合理利用与配置，实现航空运营安全性与经济性的共同提高。

民机信息化是以通信网络为基础的，如图1所示，主要可以分为：机载航空网络，地面宽带网络和两个网络之间的低空无线通信链路。

图1　民机信息网络

机载航空网络指飞机内部系统之间的用于数据通信的专用通路，例如AFDX，ARINC429，以太网等网络，通过交换机或数据接口单元等设备，机载系统可以实现的机上信息的交互，达到充分利用机上信息的目的，进而使整架飞机成为一个有机的大系统，飞行员可以通过简单的操作即可实现对飞机的操作，使飞行变得十分轻松。

地面运营管理网络主要是指建设在地面，利用专用网络或Internet远距离的连接各个系统终端，结合地面强大的数据处理能力，对机队的状态进行分析，生成需要的分析结果；并能够利用网络向各个终端发送指令，优化配置与合理利用人力、物力、财力等资源。

地空无线数据通信链路指飞机在飞行或停泊地面时通过机载的无线通信设备与地面系统建立的用于进行无线数据传输的通信网络。可以分以下为三种：

第一种，普通的公共无线网络，例如GSM，WCDMA，WIFI等，该网络用于飞机停泊地面或维护时机载系统与地面支持系统之间的通信。

第二种，卫星通信，该网络用于飞机在飞行过程中，尤其是跨洋飞行与地面支持系统的无线通信。

第三种，地空数据链，该网络又可分为窄带和宽带，前者代表是ACARS，用于航空报文的收发；后者为目前正在讨论与研究的地空中继无线宽带网络，用于空地之间海量数据的传送。

以上几种地空无线网络在机上必须有个终端系统用于建立连接和进行数据的收发，该系统就是下面将要讨论的信息系统（ACARS通过通信系统的无线设备实现）。

2　信息系统

信息系统早期出现时定义比较模糊，有的机型是指用于管理机上系统输出到航电网络的数据通信和分发的系统。而有的机型是指支持维护和提供辅助飞行的系统。目前在ATA2200定义为提供相应手段，在纸质、缩微胶卷或缩微胶片等传统介质上存储、更新和检索数字信息的那些原件和组件。

本文认为信息系统其实是一个数据通信的桥梁，是将飞行操作的安全网络，用于辅助飞行和乘务操作的受信网络和用于乘客娱乐和消费的公共网络联系起来的通信服务的桥梁。此外，还可以利用自身系统的机载无线终端，将飞机与地面支持系统紧密相连。

从桥梁的角度出发，信息系统主要由以下部分组成：

数据采集与获取部分　该部分用于在机载有线网络或地空无线网络建立信道，捕获与接收机载其他系统和地面支持系统的数据，并及时将采集的数据发送到信息系统的数据处理部分。

数据处理与转换部分　在接收到其他系统的数据后，对不同网络的数据进行格式的转换，变换为信息系统自身的网络数据格式，从而达到在不同形式网络之间也能进行数据通信的目的。

数据分发与路由部分　主要是将处理好的数据根据指令和请求分发给各个机载系统设备，或通过地空无线通信链路传输至地面支持系统。

图2　信息系统架构图

网络隔离与防御部分　由于信息系统本身起着通信桥梁的作用，尤其是与外部的无线网络和乘客娱乐的开放网络连接，会面临着被不安全网络攻击的情况，所以需要引入数据隔离与防御的部分，作用是屏蔽外部的人为攻击、病毒感染和其他可能对机载高安全等级网络的不利影响；对进入信息系统的数据进行过滤与审查，保证数据通信的安全。系统管理等其他辅助部分：在系统上对内部的各个设备或模块进行通信管理，合理分配网络资源，以及在系统遇到故障、失效等紧急情况时，主动进行避险处理，维持系统稳定，保障及时断开外部网络。另外，收集故障与日志信息，以便对系统的维护与升级。

以上只是信息系统较为基础与典型的组成部分，在实际的飞机系统设计时，通常会在此架构上植入一些开放性较好、易于扩展的功能，诸如无线空地终端、网络打印、电子飞行包、视频监视，甚至是实时监控与健康管理等机载维护功能。这些将会在很大程度上方便飞行员的操作与地勤的维护。

3　信息系统对航空公司运营经济性影响的分析

作为民机信息化机载终端的信息系统在飞机经济性设计方面，主要是运用其实时监控与健康管理的功能，结合整个管理与运营网络系统在以下方面对飞机运营产生积极的影响：

3．1　通过高效的维护和管理实现航空公司运营的经济性

对于作为特殊运输类企业的航空公司来说，飞机运行的安全是必须和首先要关注的因素，可以这么说，没有安全性就没有现在的航空业。航空公司维持飞机安全运行的主要途径有：准确的飞行派遣，有效的地面维护与合理航班规划等。作为民机信息化机载终端的信息系统将能在后两个方面结合地面支持网络对航空运营进行优化和配置。

首先是缩短飞机过站时间，减少停泊机场的使用费。

在信息系统中引入实时监控与健康管理功能以后，根据以上对信息系统的分析，能够捕获充足的数据用于支持机载维护，并且利用信息系统的地空数据链路将用于实时维护的数据或信息传送至地面支持网络，此时航空公司可以借助地面强大的存储处理与分析诊断系统对飞机的状态、故障与趋势进行快速与准确的计算，做到真正的地面实时维护，即在飞机飞行时就能够安排维护活动，在飞机降落之前做好全部的维护准备，保证在最短的过站时间内完成LRU级的维修。而现在传统的维修，需要维护人员登机获取数据，发现故障需要一定的时间进行排故，如果不能解决，就需临时调配新设备更换，所有这些将会花费大量的时间，降低了飞机运行的效率。

其次，合理安排航班，最大化发挥飞机的经济效益，减少故障延误。

当飞机在飞行中出现一些故障后，地面系统就可以在飞机还在飞行的较长时间里根据实时获取的飞机状态信息，根据故障的危害等级充分与合理地规划该飞机的下一个航班。如果故障不影响正常飞行，则可以正常执行下一飞行任务，最大限度地发挥其经济效益；如果故障影响派遣，航空可以提前调派其他飞机执行飞行任务，减少因飞机设备故障引起的航班延误。

而在现阶段，只有在飞机降落后才能对飞机进行测试，而且时间较为紧迫，如果不能及时处理，即会影响飞机的派遣，航空公司只能临时调派飞机进行支援，结果是不仅降低了公司的经济效益，而且还影响了公司的声誉和形象。

3．2　通过改善机上服务质量提高乘客满意度与运营的收入

信息系统可以通过地空无线网络和驻留在其之上的扩展功能提高服务质量，增加运营收入。

地空无线数据通信链路

信息系统的空地宽带无线通信链路（尤其是正在研究的宽带地空中继宽带网络）可以为客舱娱乐和旅客通信提供比较廉价的无线宽带服务功能，借助此功能，普通乘客也可以实现机上打电话与宽带上网等，从而使乘客不用再忍受长途旅行的寂寞，而且也为航空公司带来了包含广告和通信在内的一笔可观的收入。

视频监视

通过信息系统扩展的视频监视功能可以监视飞机客、货舱，当出现乘务与乘客之间（或乘客之间）产生摩擦，乘客的行李物品损坏和丢失等情况时，可以通过视频回放查明原因，减少航空公司与乘客的纠纷。此外，如果视频监视与地面的网络通过无线链路相连，可以使地面人员通过视频方式实时知晓机上发生的状况，协助乘务人员处理机上的一些紧急事件。以上这些都有助于改善与提高航空公司的形象与声誉，赢得更多的客户。

4　结论

信息系统作为民机信息化的机载终端，通过地空数据链（包括卫星通信、地面公共移动通信网络和地空中继宽带数据网等）将机上系统与地面支持系统紧密联系起来，使得航空公司与飞行中的机队成为一个有机整体，可以实时联系，优化配置各种信息与资源，为航空公司的运营带来上文中分析的经济效益，即

通过高效的维护和管理实现航空公司运营的经济性；

通过改善机上服务质量提高乘客满意度与运营的收入。

随着信息技术和民机信息化更加深入的发展，在不久将来，航空公司将会在降本增效的更多方面使用到信息系统和整个信息网络，并且促进航空运输业向高收益低成本行业迈进。

参考文献

[1] 中国民用航空局.CCAR-91-R2一般运行和飞行规则[S].

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