飛機(jī)能在天際翱翔，靠的是相對(duì)氣流產(chǎn)生升力。就像車輛駛?cè)肫閸绲缆窌?huì)顛簸一樣，飛機(jī)也會(huì)在氣流不穩(wěn)定時(shí)面臨顛簸的考驗(yàn)。近年來，飛行顛簸越來越成為旅客關(guān)心的民航安全話題，今年國際上發(fā)生的幾起較為嚴(yán)重的飛行顛簸事件，比如5月21日新加坡航空一架客機(jī)在飛行途中遭遇嚴(yán)重氣流顛簸等，讓全世界都更為關(guān)心飛行顛簸這一全球性的飛行安全挑戰(zhàn)。

如何預(yù)防并妥善處置飛行顛簸？中國民航展現(xiàn)出很強(qiáng)的行動(dòng)力。在民航局的領(lǐng)導(dǎo)下，民航科研單位、院校和航企積極投身顛簸領(lǐng)域的新技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用，用科技和管理等有效手段，切實(shí)減小飛行顛簸傷害、提高安全系數(shù)。

數(shù)據(jù)+算法準(zhǔn)確探測(cè)大氣湍流強(qiáng)度

飛行顛簸發(fā)生的基本原因是大氣中存在亂流。當(dāng)進(jìn)入與機(jī)體尺寸相近的亂流渦旋時(shí)，飛機(jī)各部位會(huì)受到不同方向、速度的氣流影響，原有的平衡就會(huì)被打破，從而產(chǎn)生不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)。飛機(jī)在由一個(gè)渦旋進(jìn)入另一個(gè)渦旋時(shí)會(huì)引起振動(dòng)，如果飛機(jī)的自然振動(dòng)周期與亂流脈動(dòng)周期相當(dāng)，顛簸就會(huì)變得格外劇烈。

在多種湍流形態(tài)中，晴空顛簸格外兇險(xiǎn)且隱秘。一般來說，當(dāng)湍流在暴風(fēng)雨或云層中出現(xiàn)時(shí)，飛機(jī)的機(jī)載雷達(dá)可以迅速捕捉并追蹤，及時(shí)提醒飛行員規(guī)避。但晴空湍流既無烏云蔽日之兆，也無電閃雷鳴之警，不僅難以被肉眼看到，在現(xiàn)有技術(shù)下連飛機(jī)的雷達(dá)也很難進(jìn)行有效探測(cè)。5月26日，卡塔爾航空QR018航班在飛越土耳其時(shí)就遭遇了晴空顛簸，機(jī)上6名旅客和6名機(jī)組人員因此受傷。

幾十年來，世界各國的民航和氣象組織致力于顛簸監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)研究，不斷尋求有效探測(cè)和預(yù)報(bào)晴空顛簸的技術(shù)途徑。EDR（大氣渦旋耗散率）是目前世界上較為先進(jìn)的顛簸算法之一，已被國際民航組織認(rèn)可作為衡量飛機(jī)顛簸強(qiáng)度的計(jì)算指標(biāo)。EDR顛簸預(yù)警通過測(cè)算同一航路短時(shí)間之前的EDR數(shù)據(jù)判斷后續(xù)航班的顛簸情況，類似于通過管制轉(zhuǎn)達(dá)的顛簸信息共享，可以有效提高顛簸探測(cè)的準(zhǔn)確性。就像地圖導(dǎo)航App可以整合海量車輛行駛數(shù)據(jù)以精準(zhǔn)研判路況一樣，EDR顛簸預(yù)報(bào)系統(tǒng)也能基于大量飛機(jī)傳回的飛行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，分析總結(jié)飛行顛簸出現(xiàn)的特征和規(guī)律，從而預(yù)判飛機(jī)在飛行過程中可能遇到的顛簸情況。

在我國，廈航是亞太地區(qū)首家成功部署EDR算法的航企。通過飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)，廈航將航路顛簸信息傳輸至地面，再通過數(shù)據(jù)組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)同步圖形化顯示，增強(qiáng)顛簸監(jiān)測(cè)和預(yù)警能力。經(jīng)驗(yàn)證，廈航EDR顛簸預(yù)報(bào)產(chǎn)品已經(jīng)能夠十分準(zhǔn)確地探測(cè)大氣湍流強(qiáng)度，進(jìn)而反映空中顛簸的情況。

該產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用和對(duì)客艙系統(tǒng)的接口推送均依托WRC（民航運(yùn)行氣象風(fēng)控系統(tǒng)）完成。這一系統(tǒng)是廈航承建的民航局飛標(biāo)司安全能力重點(diǎn)項(xiàng)目，也是業(yè)內(nèi)唯一通過民航局飛標(biāo)司運(yùn)行驗(yàn)收審定的氣象風(fēng)控系統(tǒng)。在航班飛行過程中，客艙乘務(wù)員可以通過手中的平板電腦，在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)查看執(zhí)飛航線的氣象信息，及時(shí)接收顛簸預(yù)警，并將當(dāng)前的飛行狀況及時(shí)告知旅客，必要時(shí)提醒旅客系好安全帶。

風(fēng)險(xiǎn)云圖幫助機(jī)組規(guī)避嚴(yán)重顛簸

此前很長一段時(shí)間，我國的顛簸預(yù)報(bào)都以飛行員話音預(yù)報(bào)為主。這種預(yù)報(bào)主觀性較強(qiáng)，實(shí)況數(shù)據(jù)相對(duì)較少，不利于顛簸實(shí)況的統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)報(bào)檢驗(yàn)。直到廈航在2012年初開始應(yīng)用波音737系列飛機(jī)的G值（重力加速度）觸發(fā)飛機(jī)顛簸探測(cè)預(yù)報(bào)，這種局面才有了改變，對(duì)于顛簸的預(yù)報(bào)不斷精確化。

2015年，廈航在美國國家大氣研究中心和達(dá)美航空的幫助下掌握了EDR算法的部署和編輯技術(shù)，在55架波音737系列飛機(jī)上部署了EDR算法。經(jīng)過兩年努力，廈航機(jī)隊(duì)的EDR算法部署規(guī)模達(dá)到114架飛機(jī)。

正如我們?cè)谌粘３鲂兄谐Ｓ玫拇蜍囓浖S著用戶數(shù)量和車輛數(shù)量的不斷增加，系統(tǒng)能夠收集更多所需數(shù)據(jù)。基于這些大數(shù)據(jù)，打車軟件能夠不斷優(yōu)化算法模型，根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)調(diào)整車輛分配、優(yōu)化行駛路線，從而提高服務(wù)質(zhì)量和用戶滿意度。同樣，隨著飛機(jī)數(shù)量逐年增加，飛行數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)持續(xù)累積，日漸龐大的數(shù)據(jù)規(guī)模讓顛簸預(yù)報(bào)的結(jié)果變得更加精確。

2019年，廈航與國家氣象局開始合作，自主研發(fā)基于EDR實(shí)況的顛簸預(yù)報(bào)產(chǎn)品。

在民航局飛標(biāo)司指導(dǎo)下，廈航組織運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)控制部和客艙部協(xié)同開展工作，嘗試將EDR顛簸預(yù)報(bào)算法應(yīng)用在客艙保障場(chǎng)景中，增強(qiáng)乘務(wù)員的顛簸防控能力。“在功能設(shè)計(jì)初期，民航局飛標(biāo)司從顛簸預(yù)報(bào)應(yīng)用方式、呈現(xiàn)形式等多個(gè)維度提供了專業(yè)指導(dǎo)建議，將復(fù)雜的顛簸預(yù)報(bào)圖轉(zhuǎn)化為簡單易懂、按顏色區(qū)分顛簸等級(jí)的EDR顛簸預(yù)報(bào)圖，并增加了顛簸信息表。”民航局飛行標(biāo)準(zhǔn)司相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者。

2020年8月，廈航客艙風(fēng)險(xiǎn)云圖系統(tǒng)上線。“在航前準(zhǔn)備階段，我作為乘務(wù)長，會(huì)向組員展示風(fēng)險(xiǎn)云圖的界面，這里的顛簸預(yù)測(cè)圖和表格能夠清晰地展示顛簸時(shí)長、時(shí)段和強(qiáng)度。在以此為依據(jù)分析顛簸情況后，我們會(huì)對(duì)組員的安全和服務(wù)工作進(jìn)行合理分工，視情況調(diào)整服務(wù)程序，規(guī)避嚴(yán)重顛簸時(shí)段，強(qiáng)調(diào)顛簸期間乘務(wù)員需要落實(shí)的安全工作。風(fēng)險(xiǎn)云圖幫助我們前移了風(fēng)險(xiǎn)關(guān)口，在客艙服務(wù)時(shí)能有效減小旅客和乘務(wù)員因顛簸受傷的可能性。”廈航乘務(wù)長翟藝霏向記者介紹說，“航班結(jié)束后，我們還會(huì)對(duì)顛簸準(zhǔn)確度進(jìn)行評(píng)分。通過‘顛簸信息預(yù)報(bào)—乘務(wù)驗(yàn)證反饋—顛簸預(yù)報(bào)優(yōu)化’的PDCA（策劃—實(shí)施—檢查—改進(jìn)）循環(huán)，EDR顛簸計(jì)算模型能夠在不斷的自學(xué)習(xí)中優(yōu)化，進(jìn)而幫助我們獲取更加精細(xì)準(zhǔn)確的航班顛簸預(yù)報(bào)。”

目前廈航基于民航運(yùn)行氣象風(fēng)控系統(tǒng)的地圖展示，可以助力氣象員進(jìn)行顛簸預(yù)防的日常預(yù)報(bào)發(fā)布和提醒；簽派員可以通過民航運(yùn)行氣象風(fēng)控系統(tǒng)自行查閱相關(guān)信息；飛行員在日常和飛行準(zhǔn)備中可以通過民航運(yùn)行氣象風(fēng)控系統(tǒng)或者掌上飛象App了解區(qū)域或航班飛行剖面的EDR顛簸預(yù)報(bào)信息。

“我們?cè)诮拥胶桨嗳蝿?wù)后，會(huì)使用掌上飛象App提前了解航線天氣預(yù)報(bào)和航路顛簸預(yù)報(bào)信息；在執(zhí)飛航班前、抵達(dá)運(yùn)控中心后，也會(huì)有簽派員講解航線天氣狀況，為我們提供顛簸預(yù)警信息；在召開航前準(zhǔn)備會(huì)時(shí)，機(jī)長會(huì)通過民航運(yùn)行氣象風(fēng)控系統(tǒng)了解區(qū)域或航班飛行剖面的EDR顛簸預(yù)報(bào)信息，并向全體機(jī)組人員通報(bào)；在執(zhí)飛航班時(shí)，飛機(jī)會(huì)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)報(bào)警，如發(fā)現(xiàn)前方有顛簸預(yù)警，我會(huì)向客艙通報(bào)，由乘務(wù)組及時(shí)提醒旅客系好安全帶。”廈航機(jī)長宋子南介紹道。

與此同時(shí)，民航局飛標(biāo)司指導(dǎo)廈航在實(shí)際運(yùn)行中不斷提升預(yù)報(bào)精度和計(jì)算速度。經(jīng)過數(shù)年積累和預(yù)報(bào)模型的校準(zhǔn)驗(yàn)證升級(jí)，預(yù)報(bào)精度已經(jīng)實(shí)現(xiàn)從9公里格點(diǎn)升級(jí)到3公里格點(diǎn)，EDR監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的同化也從最初的定期融合驗(yàn)證升級(jí)為目前的每日動(dòng)態(tài)同化。

共享眾創(chuàng)提高全行業(yè)防顛簸水平

如果能在更多的飛機(jī)上部署EDR顛簸預(yù)報(bào)系統(tǒng)，就能構(gòu)建更大的數(shù)據(jù)庫，飛行顛簸的預(yù)報(bào)結(jié)果也就更加準(zhǔn)確。在推進(jìn)防顛簸技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，廈航也在中國民航業(yè)內(nèi)無償推廣和共享EDR算法的相關(guān)技術(shù)成果，希望為更多的飛機(jī)安裝該系統(tǒng)，助力提高全行業(yè)的防顛簸水平。

2015年，廈航在實(shí)現(xiàn)EDR監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的圖形化展示動(dòng)態(tài)監(jiān)控后，在其微信平臺(tái)和網(wǎng)站服務(wù)平臺(tái)上向全民航免費(fèi)共享研究成果。2017年7月，國航和山航派代表前往廈航洽談EDR部署和共享推廣，三方提出了“共享眾創(chuàng)”合作思路，即統(tǒng)一平臺(tái)集中共享數(shù)據(jù)（云服務(wù)器），各自按需對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用，最終再分享經(jīng)驗(yàn)，共同提升技術(shù)水平。此后，廈航還無償幫助山航實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控部署，機(jī)隊(duì)規(guī)模達(dá)50架。

2017年10月，東航機(jī)務(wù)、簽派和氣象技術(shù)負(fù)責(zé)人一行5人赴廈航探討EDR項(xiàng)目合作事宜，對(duì)數(shù)據(jù)管理、安全和發(fā)展提出積極建議，促進(jìn)了合作模式的完善。

隨著多家航空公司的加入，在實(shí)現(xiàn)集中共享數(shù)據(jù)之后，國內(nèi)空中顛簸的監(jiān)控和預(yù)警能力不斷增強(qiáng)，為航空安全提供了更加有力的保障。

為進(jìn)一步推動(dòng)EDR顛簸預(yù)報(bào)技術(shù)的應(yīng)用，民航局于2020年1月1日實(shí)施新版《民用航空氣象預(yù)報(bào)規(guī)范》，明確了不同程度顛簸的EDR指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

在民航局的大力推動(dòng)下，目前東航集團(tuán)已率先將大部分機(jī)型通過技術(shù)改裝，利用飛機(jī)通信尋址與報(bào)告系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)EDR探測(cè)，有效加強(qiáng)飛行中的地面監(jiān)控；南航運(yùn)指中心則采用EDR預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，結(jié)合航班運(yùn)行數(shù)據(jù)，開發(fā)航班顛簸預(yù)測(cè)產(chǎn)品，在航班起飛前精細(xì)化提示航班起飛、巡航、降落階段不同高度的顛簸強(qiáng)度風(fēng)險(xiǎn)。

實(shí)踐證明，精細(xì)化的EDR技術(shù)能夠顯著降低顛簸傷人事件的發(fā)生率，為運(yùn)行人員提供決策依據(jù)，爭取心理預(yù)期和工作流程調(diào)整時(shí)間。

面對(duì)全球變暖導(dǎo)致的晴空顛簸現(xiàn)象頻發(fā)、顛簸時(shí)長增加的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，中國民航展現(xiàn)出了高度的責(zé)任感與前瞻性。飛標(biāo)司表示，將不斷整合經(jīng)過實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行驗(yàn)證的行之有效的技術(shù)和做法，在行業(yè)內(nèi)加強(qiáng)推廣應(yīng)用，并不斷指導(dǎo)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)報(bào)精度和技術(shù)升級(jí)，實(shí)現(xiàn)行業(yè)防控能力的提升，從而最大限度減少顛簸傷人風(fēng)險(xiǎn)。

中國民航依靠自主創(chuàng)新，正一步步構(gòu)建起可靠的顛簸防控體系，讓每一名旅客的空中旅途更加平穩(wěn)安心。

來源: 中國民航網(wǎng)