一、前言

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（一）智慧機場的提出

我國機場在經(jīng)歷了“電子機場”、“數(shù)字機場”、“智能機場”階段的同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)民航專業(yè)人員根據(jù)已提出的“智慧地球”和“智慧城市”的概念提出了“智慧機場”的發(fā)展理念。

2008年11月，IBM公司*執(zhí)行官彭明盛最早提出“智慧地球”的概念。2009年8月，IBM公司發(fā)布了《智慧地球贏在中國》計劃書，計劃書中指出“智慧城市”作為IBM為中國量身打造的六大智慧之一。隨后，IBM的智慧解決方案陸續(xù)在我國各個領(lǐng)域得到推進。到目前為止，我國已有上百個地區(qū)提出建設(shè)“智慧城市”。2014年8月29日，經(jīng)國務(wù)院同意，發(fā)改委、工信部等八部委印發(fā)了《關(guān)于促進智慧城市健康發(fā)展的指導(dǎo)意見》。意見中提出，到2020年建成一批特色鮮明的智慧城市，聚集和輻射帶動作用大幅增強，綜合競爭優(yōu)勢明顯提高，在保障和改善民生服務(wù)、創(chuàng)新社會管理、維護網(wǎng)絡(luò)安全等方面取得顯著成效。民用航空機場作為城市交通中的重要組成部分，甚至可以說機場本身就是一個微型城市，隨著對“智慧城市”重視程度提高，“智慧機場”概念的提出和發(fā)展也逐漸得到認(rèn)可和推廣。

（二）民航局政策和發(fā)展規(guī)劃

2017年9月在成都召開的“加快推進民航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作會議”上，中國民用航空局黨組書記、局長馮正霖出席會議并強調(diào)，要加快民航基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，推進建設(shè)平安機場、綠色機場、智慧機場、人文機場，大力推進民航強國發(fā)展戰(zhàn)略，為*和地方經(jīng)濟社會發(fā)展作出新的更大貢獻。

在2017年11月召開的民航局黨組中心組學(xué)習(xí)會上，董志毅副局長講到“我們要加強頂層設(shè)計，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，深入研究包括智慧空管、智慧機場、智慧航空等在內(nèi)的智慧民航建設(shè)。2018年，我們要制定新技術(shù)產(chǎn)品名錄指南和工作路線圖，重點推動智慧機場建設(shè)。”

在“十三五”期間，我國將新建機場33座，包括北京新機場、成都天府國際機場等一批超大型民用運輸樞紐機場，并將完成51個樞紐機場的擴建，與此同時，隨著京津冀、長三角、珠三角各區(qū)域機場的發(fā)展，將形成三大*區(qū)域多機場群落，我國機場將迎來一個全新、高速的發(fā)展階段。《民航科技發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中明確提出，將著力提升信息化水平作為主要任務(wù)之一，推進民航公共云服務(wù)、新一代空管基礎(chǔ)設(shè)施、智慧機場、民航互聯(lián)網(wǎng)+行動計劃、網(wǎng)絡(luò)安全等方面的工程建設(shè)，為民航持續(xù)安全、科學(xué)發(fā)展提供強有力的信息支撐。

二、智慧機場的理解與定義

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“智慧機場”概念被提出的這幾年來，在民航業(yè)內(nèi)尚未有一個統(tǒng)一的定義。其原因在于隨著當(dāng)前信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，不斷有新的技術(shù)和理念應(yīng)用于機場，使得“智慧機場”的內(nèi)涵和實現(xiàn)不斷延展;同時，由于機場是一個涉及多方作業(yè)人員的龐大復(fù)雜基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施，擁有空側(cè)、航站樓、陸側(cè)等多方面的復(fù)雜業(yè)務(wù)場景，不同的作業(yè)人員、不同的業(yè)務(wù)場景對“智慧機場”的需求和理解也不盡相同。圖1展示了機場航班、旅客、行李等方面的業(yè)務(wù)流程示意圖。

在航班進港和出港的過程中，主要涉及航空器著陸、進/出港滑行、地面服務(wù)保障和航空器起飛等業(yè)務(wù)流程;以旅客為業(yè)務(wù)對象主要包括旅客進/出港、值機、邊檢、安檢、擺渡、登機等業(yè)務(wù)流程;在行李的角度，涉及進/出港行李機下保障、運輸、提取、分揀等環(huán)節(jié)。可以發(fā)現(xiàn)，不同的業(yè)務(wù)對象涉及到不同的業(yè)務(wù)流程。機場各個業(yè)務(wù)對象的流程全部覆蓋了機場空側(cè)、航站樓和陸側(cè)三大區(qū)域。因此，全面實現(xiàn)“智慧機場”就必須實現(xiàn)“智慧空側(cè)”、“智慧航站樓”和“智慧陸側(cè)”的建設(shè)和發(fā)展，如圖2所示。

機場空側(cè)以保障航空器安全、高效的運行為核心工作，通過對氣象數(shù)據(jù)、空管數(shù)據(jù)、場面雷達(dá)數(shù)據(jù)、跑道異物監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)、自動泊位與引導(dǎo)數(shù)據(jù)、特種車輛調(diào)度數(shù)據(jù)、圍界安全監(jiān)控數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)信息進行實時的獲取，實現(xiàn)對空側(cè)安全的監(jiān)控和預(yù)警;再通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的整合、分析、挖掘，實現(xiàn)對跑道滑行道運行能力、特種車輛調(diào)度、跑滑結(jié)構(gòu)的智能化評估與優(yōu)化建議，從而實現(xiàn)為空側(cè)高效的運行提供合理的資源保障和配置。

機場航站樓是旅客航空出行的首要場所和重要場景，旅客對服務(wù)的高滿意度和商業(yè)的高經(jīng)濟創(chuàng)收是航站樓運營的核心工作。旅客在航站樓內(nèi)實現(xiàn)自助化服務(wù)是智慧航站樓的重要體現(xiàn)，例如自助值機、自助行李托運、自助安檢等服務(wù)。各種自助設(shè)備有助于對旅客的值機、行李、安檢、購物、登機等關(guān)鍵信息進行采集，從而成為構(gòu)建面向旅客服務(wù)的大數(shù)據(jù)體系的重要信息源。為旅客提供個性化、*化的服務(wù)也是智慧航站樓的重要應(yīng)用場景，利用構(gòu)建的旅客大數(shù)據(jù)體系進行深度分析和挖掘，可以為旅客個體提供個性化的樓內(nèi)引導(dǎo)、航顯提醒、廣告推送等應(yīng)用。

由于民航運輸是依靠航空器起降和飛行的自身特點，城市機場通常選擇離城市中心較遠(yuǎn)的地帶，這便使得旅客搭乘飛機出行通常會付出較高的時間代價，并且隨著城市交通的不斷發(fā)展，機場從以往的單一交通發(fā)展成為如今綜合高速、高鐵、地鐵等多交通復(fù)雜樞紐，如何保障旅客和車輛在機場與城市之間快速、便捷、舒適地通行已成為機場陸側(cè)運行與管理的重要任務(wù)。智慧陸側(cè)的發(fā)展可依靠建設(shè)機場綜合交通，實現(xiàn)民航運輸與地面交通運輸?shù)臒o縫銜接，多交通方式及多區(qū)域通行的智能調(diào)度與資源分配，不但能滿足旅客不同的出行需求，還可為旅客節(jié)約出行時間和降低出行成本。

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展以及民航機場業(yè)務(wù)的不斷擴展，對智慧機場的需求和理解也在不斷的認(rèn)識和更新。從現(xiàn)階段看來，智慧機場可定義為：運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，全面覆蓋機場空側(cè)、航站樓、陸側(cè)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)對航班、旅客、行李、車輛的精細(xì)化、協(xié)同化、可視化、智能化的運行與管理。

三、智慧機場技術(shù)特征

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為保障航空器安全、高效的運行，智慧空側(cè)技術(shù)需具備以下技術(shù)功能：（1）飛行區(qū)航空器、特種車輛的*測量與定位;（2）空側(cè)全景視頻監(jiān)控，并在低能見度時對圖像增強處理;（3）集成多種監(jiān)視系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)跑道、滑行道、停機坪在內(nèi)的飛行區(qū)全覆蓋監(jiān)視，并具備飛行區(qū)范圍的完備告警功能。建設(shè)智慧空側(cè)必須形成一個綜合了多種傳感器的復(fù)雜系統(tǒng)，各傳感器由于其功能定位的不同，獲取的信息之間存在極大的互補性和冗余性，必須對各傳感器的接收信號和數(shù)據(jù)依據(jù)一定的規(guī)則進行多源數(shù)據(jù)融合處理，才能獲得比單一傳感器數(shù)據(jù)更為*可靠的活動目標(biāo)信息。沖突檢測技術(shù)也是智慧空側(cè)的核心技術(shù)之一，利用獲取到的活動目標(biāo)監(jiān)視數(shù)據(jù)，對場面運行態(tài)勢進行分析并及時發(fā)布沖突告警，以防止活動目標(biāo)之間、以及活動目標(biāo)與其他物體之間出現(xiàn)違背管制規(guī)則的情形。機場場面作為航空器運行的主要場景，路徑規(guī)劃技術(shù)可實現(xiàn)對航空器場面滑行的路由規(guī)劃，為場面上所有航班提出合理的滑行路由，并考慮當(dāng)前場面運行態(tài)勢、管制指令、場面資源占用沖突等，實時動態(tài)地提供合理路由，從而保障空側(cè)安全高效的運行。

自“真情服務(wù)”的理念被提出以來，為旅客提供便捷的登機服務(wù)是機場航站樓運行的重要目標(biāo)。利用視頻智能分析技術(shù)對旅客在航站樓內(nèi)的全流程進行跟蹤和服務(wù)，獲得航站樓內(nèi)旅客人流實時分布情況，實現(xiàn)航站樓內(nèi)旅客密度、排隊情況的智能監(jiān)測和預(yù)警;大數(shù)據(jù)和云計算技術(shù)可用于對旅客航空信息及消費信息進行深度挖掘，為旅客推送個性化、*化的商業(yè)廣告服務(wù);網(wǎng)絡(luò)輿情技術(shù)可運用于對旅客在網(wǎng)絡(luò)媒體上表達(dá)的異常情緒甚至是不安全隱患進行偵察和情感分析，為旅客服務(wù)滿意度提升和機場安全預(yù)警提供依據(jù);借助移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改善機場商業(yè)經(jīng)營模式，將傳統(tǒng)的線下商業(yè)與“互聯(lián)網(wǎng)+”結(jié)合在一起，形成機場線上與線下商業(yè)融合發(fā)展的新模式。機場除了為旅客的出行提供便捷舒適的服務(wù)以外，還負(fù)責(zé)對旅客行李進行高效準(zhǔn)確的分揀、運輸和提取。機場行李處理系統(tǒng)是機場最龐大最復(fù)雜的系統(tǒng)之一，行李高速自動分揀技術(shù)可實現(xiàn)行李的*、快速分揀和運輸，RFID識別及追蹤技術(shù)對行李進行全流程節(jié)點追蹤，防止行李錯裝、漏裝，提高行李裝運準(zhǔn)確率，并將相關(guān)信息實時推送至機場、航空公司和旅客。視頻智能分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)與云計算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)輿情技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、行李高速自動分揀技術(shù)和RFID識別及追蹤技術(shù)都將助力于智慧航站樓的發(fā)展，成為智慧機場建設(shè)的重要組成部分。

機場陸側(cè)是集公交、地鐵、高鐵、私家車等不同交通方式運行為一體的綜合交通樞紐，其涉及的業(yè)務(wù)場景不僅包括旅客和車輛的到達(dá)聚集，還包括旅客和車輛的分流以及多交通資源的配置和調(diào)度。因此，智慧陸側(cè)的建設(shè)體現(xiàn)在綜合交通的智慧監(jiān)測、智慧調(diào)度、智慧服務(wù)等方面。開展公共區(qū)域旅客人流監(jiān)測技術(shù)、綜合交通運行狀態(tài)檢測技術(shù)和運力仿真評估與動態(tài)推演預(yù)測預(yù)警技術(shù)的研究，可感知綜合交通的運行態(tài)勢;利用旅客疏解與交通運力匹配技術(shù)、交通運力柔性調(diào)度與應(yīng)急調(diào)度技術(shù)、旅客應(yīng)急疏散技術(shù)實現(xiàn)交通的協(xié)同運行與管理;在綜合交通區(qū)域增設(shè)多交通方式一體化智慧安檢系統(tǒng)、智能導(dǎo)乘導(dǎo)航和多交通方式換乘自助設(shè)備可為旅客提供智能化的便捷服務(wù)。

智慧機場的建設(shè)離不開物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)以及智能化、自動化的設(shè)施設(shè)備作為支撐，從而實現(xiàn)機場空側(cè)、航站樓和陸側(cè)的精細(xì)化、協(xié)同化、可視化、智能化的運行與管理。

四、智慧機場相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品

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中國民航局第二研究所（以下簡稱“民航二所”）緊跟信息技術(shù)發(fā)展的步伐，研發(fā)了一系列建設(shè)智慧機場的系統(tǒng)及服務(wù)，并在各大機場得到了廣泛的應(yīng)用。民航二所關(guān)于建設(shè)智慧機場的系統(tǒng)產(chǎn)品全面覆蓋了機場的空側(cè)、樓內(nèi)、陸側(cè)三大板塊，從機場生產(chǎn)作業(yè)層到業(yè)務(wù)管理層到管理決策層均提供了不同產(chǎn)品進行信息化支撐，同時不同產(chǎn)品之間依照業(yè)務(wù)流程的時序性、作業(yè)區(qū)域的關(guān)聯(lián)性、生產(chǎn)管理的層級性建立起了有機聯(lián)系，形成了針對機場運行與管理的整體解決方案。圖3為系統(tǒng)產(chǎn)品的整體解決方案體系架構(gòu)。

民航二所系統(tǒng)產(chǎn)品的整體解決方案從下至上依次為大數(shù)據(jù)中心層、生產(chǎn)作業(yè)層、業(yè)務(wù)管理層和管理決策層。大數(shù)據(jù)中心層主要包括機場云計算中心和大數(shù)據(jù)應(yīng)用。機場云計算中心實現(xiàn)機場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的匯集和存儲，利用對機場大數(shù)據(jù)價值的挖掘和分析，形成了一系列基于機場大數(shù)據(jù)的系統(tǒng)產(chǎn)品和評估服務(wù)。其中，機場輿情監(jiān)控系統(tǒng)通過對各類互聯(lián)網(wǎng)信息進行自動抓取和收集，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行挖掘和分析，實現(xiàn)民航服務(wù)質(zhì)量、機場交通和項目招投標(biāo)的分析和預(yù)警，以及為民航政策方針和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供決策支持;機場旅客服務(wù)質(zhì)量評估方案可找出機場服務(wù)質(zhì)量的痛點和關(guān)鍵點，并根據(jù)評估結(jié)果為機場提供服務(wù)質(zhì)量提升建議;機場仿真模擬運行評估方案利用機場業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)結(jié)合自定義的仿真模型，實現(xiàn)機場業(yè)務(wù)全流程的仿真還原;機場運行保障能力評估方案圍繞機場生產(chǎn)運行信息，利用數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)挖掘方法實現(xiàn)對各業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)的指標(biāo)評估。

生產(chǎn)作業(yè)層的相關(guān)系統(tǒng)產(chǎn)品覆蓋了機場空側(cè)、航站樓和陸側(cè)三大區(qū)域。空側(cè)安全運行管理系統(tǒng)可實現(xiàn)空側(cè)多點定位監(jiān)視功能、全景視頻增強監(jiān)視功能和綜合指揮運行功能，并可為機場空側(cè)提供監(jiān)視服務(wù)、安全服務(wù)和信息服務(wù);地面服務(wù)管理系統(tǒng)是面向民航機場地面服務(wù)指揮調(diào)度及運營監(jiān)控的生產(chǎn)作業(yè)管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)在實現(xiàn)生產(chǎn)信息集成與融合、保障流程及服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化管理基礎(chǔ)上，為用戶提供生產(chǎn)信息查詢、保障計劃制定、服務(wù)數(shù)據(jù)采集、服務(wù)流程監(jiān)控、生產(chǎn)信息統(tǒng)計分析等功能。行李全程追蹤系統(tǒng)是一套集離港、進港、中轉(zhuǎn)行李實時追蹤、確認(rèn)并提供數(shù)據(jù)中心相關(guān)服務(wù)的綜合系統(tǒng);旅客分布實時監(jiān)測系統(tǒng)對旅客在航站樓內(nèi)實現(xiàn)全流程的跟蹤和服務(wù)，獲得航站樓內(nèi)旅客人流實時分布情況，實現(xiàn)航站樓內(nèi)旅客密度、排隊情況的智能監(jiān)測和預(yù)警;GTC交通運輸管理平臺是對機場綜合交通實施運行監(jiān)測、信息服務(wù)、資源調(diào)配、應(yīng)急處置、協(xié)同管理的綜合運輸管理服務(wù)平臺，該平臺整合各種交通方式班次與旅客信息，實現(xiàn)陸側(cè)交通的引導(dǎo)、調(diào)度和流量監(jiān)控，管理多交通方式的協(xié)同運行和資源調(diào)配，為旅客和交通方式提供高效運行的保障。

在業(yè)務(wù)管理層中，新一代智能信息集成系統(tǒng)主要服務(wù)于機場航班運行保障業(yè)務(wù)板塊的生產(chǎn)運營核心系統(tǒng)，該系統(tǒng)支撐了機場航班信息的管理和發(fā)布業(yè)務(wù)、機場動態(tài)運營資源的分配和管理業(yè)務(wù)以及地面服務(wù)保障的監(jiān)控和保障業(yè)務(wù);航班正常監(jiān)測系統(tǒng)引接管理局時刻協(xié)調(diào)管理系統(tǒng)及機場、空管局、航信等運輸保障單位有關(guān)航班運行的數(shù)據(jù)，經(jīng)過融合、處理后形成航班正常監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)了航班動態(tài)實時監(jiān)控、延誤原因判定、航班統(tǒng)計分析、航線航班核查、監(jiān)督檢查以及系統(tǒng)管理等六大功能模塊。

對于管理決策層，A-CDM協(xié)同決策管理系統(tǒng)是以機場為中心協(xié)同空管、航空公司，以民航大數(shù)據(jù)共享為驅(qū)動，以統(tǒng)一的信息化平臺為基礎(chǔ)，以可視化決策為手段，并實現(xiàn)機場整體態(tài)勢感知功能、不利條件下機場容量協(xié)調(diào)功能、航班里程碑監(jiān)控功能、可變滑行時間計算功能、航班離港排序功能和數(shù)據(jù)可視化決策功能。

五、結(jié)束語

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民航機場作為以運輸旅客出行為目的的重要場所，智慧機場的建設(shè)必須以旅客為核心，是當(dāng)代民航“以人為本”發(fā)展的必要趨勢，并通過對機場運行、航班保障、商業(yè)推廣等業(yè)務(wù)和服務(wù)的精細(xì)化、協(xié)同化、可視化、智能化運行與管理，確保旅客出行過程中的安全性、高效性、便捷性和舒適性。運用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)建設(shè)智慧機場是建設(shè)我國智能綜合交通運輸管理的需要，也是假設(shè)我國民航智慧運行管理的需要，更是我國從民航大國向民航強國的必經(jīng)之路。