飛機究竟在哪里,事故原因又是如何,只能靠找到飛機或者“黑匣子”才能解開謎團。如此滯后的信息反應,令飛機實時監(jiān)控的必要性再度成為話題。
作為國際民航組織航空記錄器專家組(FLIRECP)的成員之一,中國民航科學技術(shù)研究院航空安全研究所副所長舒平向21世紀經(jīng)濟報道記者透露,國際民航組織內(nèi)部一直在爭議提升飛機的實時監(jiān)控技術(shù)與頻率,限于現(xiàn)有技術(shù)和成本壓力,目前航空公司向地面輸送監(jiān)控數(shù)據(jù)的頻率是30分鐘/次,而國際民航組織正在商討2020年1月起,飛機必須每6海里報告一次區(qū)位信息,相當于1.3分鐘/次。這個新規(guī)定已通過審議,預計2015年5月公布。
不過,這項新規(guī)料會遇到極大的阻礙,各大航空公司不僅需要更換航電設(shè)備,還需要為此增加逾20倍的航電通訊支出。
飛機監(jiān)控弊端再現(xiàn)
“利用實時衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸來對飛機飛行情況作記錄。這樣,地面上保留的備份信息,也能夠幫助調(diào)查飛機失事的原因。”
3月8日,馬航MH370航班于00:42從吉隆坡起飛,40分鐘后,01:20失去通訊聯(lián)絡(luò),同時失去雷達信號。3月8日上午,馬航發(fā)布第一份聲明稱,該航班是在凌晨2點40分與管制中心失去聯(lián)系的。其后各路信息繁雜,如CNN報道稱MH370最后一次向地面?zhèn)骰財?shù)據(jù)時下降了200多米,并從24度轉(zhuǎn)向333度,顯示航班在消失前曾轉(zhuǎn)向等等,關(guān)于MH370航班的消失時間和消失位置一直存在爭議。如此不確定的消息,亦增加了搜救的難度。
找不到飛機失蹤的準確位置,也無從尋找記錄著飛機的飛行數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)的兩個飛行記錄儀,即俗稱“黑匣子”的設(shè)備,因此無從解開MH370消失事故的諸多謎團。
1994年至2007年間曾擔任廈航737機長教員,隨后又在國內(nèi)外多家航空公司當過飛行員的香港天行咨詢有限公司總經(jīng)理陳建國向記者解釋,飛機在飛行過程中,機上有多套設(shè)備與地面進行信息溝通。比如,飛機的應答機、機載ADS-B系統(tǒng)、衛(wèi)星電話等。此外,還有國內(nèi)外航空公司廣泛使用的ACARS系統(tǒng),即飛機通信、尋址與報告系統(tǒng)。
ACARS是一種在航空器和地面站之間通過無線電或衛(wèi)星傳輸短消息的數(shù)字數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。該設(shè)備將機載電子設(shè)備采集的信息數(shù)據(jù),經(jīng)衛(wèi)星通訊或甚高頻通訊傳輸給地面,同時將地面的指令傳輸給飛機。由于這種數(shù)據(jù)傳輸是自動進行的,避免了人工干預造成的誤差,也避免語音通訊過程中伴隨的錯誤。
舒平向記者勾勒了飛機數(shù)據(jù)信息的傳輸過程,ACARS等機載通訊設(shè)備搜集飛機數(shù)據(jù)之后,通過無線電或衛(wèi)星向地面基站傳輸數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)又會被發(fā)送到類似美國航空無線電通訊公司等飛行數(shù)據(jù)中心,再由這些運營商將數(shù)據(jù)發(fā)送給訂購數(shù)據(jù)服務的航空公司。
大多數(shù)飛機在飛行過程,發(fā)動機性能參數(shù)和機載設(shè)備故障的數(shù)據(jù)信息,大約以每半小時的頻率自動向地面輸送,也就是說,除了飛行員主動報備的區(qū)位信息,以及雷達掃描外,通過ACARS的數(shù)據(jù)報備頻率,也可以勾勒出一架飛機的飛行軌跡。除此以外,飛機運行的完整數(shù)據(jù),以及駕駛艙、客艙的語音記錄則被存儲在黑匣子中,并不會即時性發(fā)送。
如果飛機沒有故障的情況下,這種報告頻率是每隔半個小時才發(fā)送的,以民航飛機典型巡航時速900公里/小時計算,則要飛行450公里才向地面發(fā)送一次數(shù)據(jù)。一旦飛機發(fā)生類似馬航MH370莫名消失的情況,則搜索的范圍會很大。
尤其是在飛機發(fā)生空難后,記載著飛機出事前半個小時的重要信息,大多數(shù)時候得靠人力尋找到黑匣子,才能最終了解飛機最后的運行情況出了什么問題。一旦黑匣子找不到,或者被毀,飛機失事的原因則極難調(diào)查清楚。
法航AF447次航班2009年發(fā)生空難后歷時兩年才找到黑匣子揭開空難的原因,而法國政府為了搜尋這個黑匣子花費了1270萬美元。當時前任國際航空運輸協(xié)會總干事兼行政總裁皮埃爾·尚略就曾抨擊黑匣子已經(jīng)過時,應當利用實時衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸來對飛機飛行情況作記錄。這樣,地面上保留的備份信息,也能夠幫助調(diào)查飛機失事的原因。
昂貴的低空數(shù)據(jù)交互
國內(nèi)航空公司每年花費在訂購這一個航電數(shù)據(jù)服務就需要數(shù)千萬元。如果發(fā)送數(shù)據(jù)頻率加密,無疑成本將會倍增
皮埃爾的呼吁,也是航空業(yè)近年熱烈爭論的話題之一。每當航空事故發(fā)生,這樣的呼吁再度熱議。可是,熱議歸熱議,并沒有太多實質(zhì)性的改變。
最主要的原因有三個,數(shù)據(jù)傳輸成本昂貴,網(wǎng)絡(luò)能力尚未足夠以及機組的反對。
“這種數(shù)據(jù)發(fā)送很昂貴。”舒平向記者解釋道,如同手機接收信號的強弱,與基站距離遠近有關(guān),飛行在萬米高空上的民航客機,要向地面輸送數(shù)據(jù)信號,需要大量的基站和衛(wèi)星構(gòu)建地空網(wǎng)絡(luò),衛(wèi)星、基站的功率和密度決定了這個地空網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率。
舒平介紹道,由于目前的技術(shù)設(shè)備關(guān)系,航空電訊網(wǎng)的帶寬非常有限,僅相當于地面電信網(wǎng)絡(luò)的1/100,從空中發(fā)送一條數(shù)據(jù)信息或者報文,或者地面發(fā)送一條信息給飛機,需耗費1-3美元。而且,這樣的報文數(shù)據(jù)信息很有限,最多只能夠包含220個字符。盡管花費不菲,很多航空公司仍然愿意購買該數(shù)據(jù)服務,因為這種實施數(shù)據(jù)除了提升其飛行安全外,飛機的故障信息如能提前發(fā)送回地面,地面的維修部門也就能迅速反應,維修方案和零部件準備都能提前,可以使維修時間大為縮短,提升飛機使用效率。
只是,如果飛機并無故障,這樣的支出對航空公司來說,是不小的負擔。據(jù)記者了解,國內(nèi)航空公司,每年花費在訂購這一個航電數(shù)據(jù)服務就需要數(shù)千萬元。這還是建立在每半小時獲取飛機運行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,如果發(fā)送數(shù)據(jù)頻率加密,無疑成本將會倍增。
隨著計算機和通訊技術(shù)的發(fā)展,大幅降低這種地空信息交互的成本,是否可行?舒平認為,實際上技術(shù)已經(jīng)可行,但是沒有足夠的經(jīng)濟效益驅(qū)動航空業(yè)作出改變。畢竟基站的建設(shè)、衛(wèi)星的發(fā)射和維護成本巨大,每年使用這些設(shè)備服務的,不過是全球不到2萬架民航飛機。
另外,實時發(fā)送飛機所有數(shù)據(jù)信息,包括語音信息,有沒有必要?除了地空網(wǎng)絡(luò)容量不夠大,發(fā)送成本昂貴外,舒平指出,目前不少飛機的數(shù)據(jù)信息是通過無線電廣播式發(fā)送的,除了地面基站能夠接收該信息外,任何擁有航電接收機的航空迷或者機構(gòu),只要知道航空頻段,一樣能截取飛機傳下來的數(shù)據(jù)信息,除非航空公司選擇了加密的點對點數(shù)據(jù)傳輸。
正因如此,很多機組人員不愿意將所有的音頻、視頻實時傳輸?shù)降孛妗?/p>
舒平亦質(zhì)疑航空公司和設(shè)備制造商有足夠的意愿去擴容現(xiàn)有的地空網(wǎng)絡(luò)容量,并據(jù)此更換新型的航電機載設(shè)備。他指出,一個機載航電設(shè)備的價格從幾萬到幾十萬美元不等,全球在運營的飛機約有2萬架,如果全部更換這些設(shè)備,航空公司需投入數(shù)十億美金。這筆錢,還不包括可能新增的航電服務成本。此外,更換設(shè)備會讓飛機停飛一段時間,既然舊設(shè)備能用,航空公司一般不愿意做出改變。
六年后強制令實施
如要傳輸所有的飛機數(shù)據(jù)信息,仍需要更大的網(wǎng)絡(luò)容量
不過,新公約出臺后,六年后飛機需要每飛6海里就向地面?zhèn)魉鸵粋€飛機的數(shù)據(jù)信息,相當于每過1.3分鐘就必須主動傳輸飛行數(shù)據(jù),比目前的頻率增加逾20倍。
舒平作為國際民航組織航空記錄器專家組(FLIRECP)的成員之一,參與修訂國際民用航空公約(俗稱“芝加哥公約”)附件6里關(guān)于《航空器的運行》章節(jié)。他告訴記者,自從法國空難后,2012年國際民航組織便開始討論要求飛機必須有相應的設(shè)備每隔一段距離就傳送飛機的位置信息,最初的建議是每4海里發(fā)送一次數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過反復爭論確定為6海里。國際民航組織已于2013年5月24日開始審議這項決議。由于ICAO標準制定是一個相對比較漫長的過程,從航委會初審到正式文本面世大約需要2年時間,不出意外的話,2015年5月,這個新公約將面世。
按照討論文件中的規(guī)定,到2020年1月,所有最大審定重量超過27000kg、首次頒發(fā)適航證的飛機,都必須有能力傳輸或自動傳輸每隔6海里的位置信息。
也就是說,飛機的實時監(jiān)控未來可期。
同時了解到,機載航電設(shè)備生產(chǎn)商霍尼韋爾和賽峰也已經(jīng)研制新型機載航電設(shè)備。霍尼韋爾方面向透露,該公司與國際海事衛(wèi)星組織打算發(fā)射三顆衛(wèi)星,在2014年年底完成覆蓋全球的衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。
霍尼韋爾方面向記者表示,今年2月,霍尼韋爾的GXAviation航電系統(tǒng)已經(jīng)通過了最終的關(guān)鍵性設(shè)計評審,按計劃,GXAviation系統(tǒng)將于今年年內(nèi)取得產(chǎn)品認證,并在2015年上半年正式投入使用。
GXAviation系統(tǒng)主要應用于大型客機和公務機,是首個真正實現(xiàn)覆蓋全球的高速空中無線網(wǎng)絡(luò)服務,它的最高數(shù)據(jù)傳輸率可達50Mbps。GXAviation系統(tǒng)使乘客們能在全球各個角落甚至是大洋上空輕松查看實時的社交媒體信息,收發(fā)電子郵件和觀看視頻直播。
這樣的數(shù)據(jù)傳輸量在一定程度上也解決了飛機實時數(shù)據(jù)的傳輸,能令飛機實時監(jiān)控成為現(xiàn)實。舒平認為,50Mbps的傳輸率只相當于一個家庭使用的光纖無線網(wǎng)的速度,2萬架飛機共同使用的話,網(wǎng)速也極為擁堵。如要傳輸所有的飛機數(shù)據(jù)信息,仍需要更大的網(wǎng)絡(luò)容量。
只是,這樣的新設(shè)備是否能得到航空公司的歡迎,尚難定論。即使2020年國際民航組織組織的新規(guī)強制實施,航空公司能否承受得起,也是未知。