智慧机场建设概论
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1.4.2 当前状况

国内外部分先进机场在智慧机场的探索和实践方面,做了很多有意义的工作,但是迄今为止,还没有任何一个机场能提供智慧机场的完整的实践,更没有一个机场能提供智慧机场的“最佳实践”。下面依次介绍五个业务领域在智慧机场方面的建设发展情况,以及国内外若干标杆机场的实践成果。

1.4.2.1 生产运行领域

从机场生产运行角度看,智慧机场能对机场航班流的保障态势进行全流程、全方位感知和预警,从而为运行指挥和其他业务管理部门提供资源动态调整和优化的依据。

因此,要实现智慧机场,首先必须从航空器地面保障角度考虑机场各业务领域信息的实时共享,其核心是实现机场协同决策(Airport Collaborative Decision Making,ACDM)。近几年,机场协同决策系统得到了国际上的普遍认可,截至2014年,欧洲已有40多个机场进行了推行部署,较好地实现了机场运行、中央流量管理单元(CFMU)、空管、航空器运营和地勤保障五者的信息共享与整合,国内也有首都机场等多个大型机场在相关领域取得了突破,大幅提高了运行效率。

另外,当前已经进入大数据时代,需要处理的信息与数据具有海量化、异构化、高速化的特征,机场管理方需要高效实时地对信息进行价值挖掘以提高运行效率。从未来智慧机场的整体运行角度,除了ACDM,还需从更广的范围、更多样的信息源进行数据的融合与处理。

机场运行领域的标杆机场主要有:一是伦敦希斯罗机场,它是较早开发使用ACDM系统的机场之一,要求航空公司和其他各方提供电子方式的实时或接近实时的数据,依托ACDM与基地航空公司共同分析正点率绩效,加强协调工作进一步提高正点率;二是慕尼黑机场,它将ACDM系统整合到机场常规运营系统,建设起“四个平台”,即航班关键里程的监控平台、滑行时间的精确管理平台、空管放行预排队管理平台、突发事件的处理平台,通过与机场内部、航空公司、服务代理公司、地勤、空中导航服务供应商、空中流量管理单位等利益相关方建立合作,交换、融合并共享机场数据信息、空管数据信息、航空公司数据信息、其他驻场机构的数据信息、机场范围内的环境信息等,旅客也能通过机场内的导航服务查询服务设施,获取行进路线;三是苏黎世机场,它开发了机场运行状态汇报和可视化工具ZEUS系统,集成了场监雷达、二次雷达,可实时获取航班在空中和地面的实时经度、维度、高度信息,用户可以选取飞机后进入航班具体保障流程界面,看到航班入位、离位、上客、下客、保障车辆完成任务的具体时间点等进程信息,同时整合了机场运营数据库和离场管制软件,将来自不同系统的资讯联结在一起,能够持续监测机场各环节的表现,发送信息和预警,并能在每天航班运营结束后分析出现延误的原因,使AOC的运行指挥人员协作控制机场运行。

1.4.2.2 旅客服务领域

在旅客服务体验方面,通过物联网、大数据分析、无线定位、生物识别算法等技术的引入,从旅客到达机场、办理值机、行李托运、安检、候机、中转、行李提取等各个环节,为旅客提供端到端便捷、贴心、愉悦的出行体验,是智慧机场建设中的重点内容。智慧机场对旅客的关怀与服务,主要体现在“自助化”和“柔性化”服务两个方面。

目前,机场自助设备的广泛运用,可为旅客提供全流程的自助服务,如自助值机、自助行李托运、自助通关、自助安检、自助登机、自助行李追踪以及接送机、送货上门等线下服务。现代RFID(射频识别)与NFC(近场通信)等技术使得自助值机、自助行李托运得到迅速的普及。在一个完整的旅客离港流程中,值机、行李托运、证件核对、改签中转、登机和行李追踪等各个环节均可实现或部分实现自助化。各类自助设备将作为旅客关键信息(如行李信息、安检信息等)的采集装置,成为构建面向旅客服务的智慧机场大数据体系的重要信息源。

“柔性化”服务是智慧机场在旅客服务领域中的另一个显著特点,这也是大数据与“互联网+”为民航服务业带来的最大优势。智慧机场的柔性化服务体现在通过各类技术对旅客个体信息(如航班信息、旅客基本信息、旅客位置信息、历史飞行信息等)进行集成与挖掘,以提供精准合体的服务。近年来,移动互联网的普及与相关技术的飞速发展为机场“柔性化”服务提供了重要的保障,通过基于低功耗蓝牙iBeacon等新技术可实现米级甚至亚米级的定位,这就使得机场基于位置信息(Location Based Service,LBS)对旅客的服务可以更加个性化与多样化。旅客仅通过一部手机就能安排好出行的方方面面,如值机、服务预约、出租车预订等服务,旅客在行程之前就有整个行程计划以及运筹千里之外的出行体验;进入航站楼后,旅客通过手机能实时定位自己的位置,能查询不同地点不同的零售商品和促销活动;旅客到达目的地后,能通过手机查询到自己行李当前的轨迹信息。

国外机场普遍重视旅客的体验性,在旅客服务领域的国外标杆机场主要有:一是苏黎世机场,它与瑞航合作,进行单独的行李流程尝试,航空公司到旅客家里提取行李并进行托运,缓解了机场行李流程压力;二是荷兰史基辅机场是世界上第一座使用机器人装卸行李货柜的机场,利用6个机械手臂进行行李搬运。该机场使用了一整套的自助设备和系统,如自助值机柜台、自助托运行李设备、自助转机服务系统、自助过境服务系统、自动传送系统、综合配套设施等,为旅客提供快速的导航、指引等服务;三是在机场运行大数据的应用方面,法兰克福机场开发了GORDIO AIRPORT系统,该系统基于使用轨迹模型和社会力模型的仿真算法,监测现有旅客流量并预测未来一段时间的旅客流量,为法兰克福航站楼运营中心提供不断更新的信息,这些信息包括及时对旅客流量所带来的威胁进行预警并在它们发生之前主动积极地提供管理和控制旅客流量,从而确保机场航站楼的有序运行。

1.4.2.3 安全管控领域

对安全高标准要求是民航运输业的重要特征,也是智慧机场的重要体现,机场安全管控需要覆盖机场飞行区、航站区和公共区等所有区域。

飞行区方面,机场的一切工作以保障航空器安全为核心,物联网(IOT)是各类信息获取与整合的重要手段。智慧机场通过空管数据、数字视频监控(CCTV)数据、场面雷达数据、航空公司运行报文数据、ACDM系统数据、自动泊位与引导数据、飞行区地理信息系统(GIS)数据、客桥管理数据、跑道异物(FOD)监测系统数据、围界安全监控数据、站坪车辆调度系统数据等多源异构信息进行实时获取,实现对空侧安全的预警监控,再通过相关数据的整合挖掘,实现对航空器滑行效率、站坪保障能力、跑道运行饱和度、跑滑结构的智能化评估与优化,从而实现高效的综合安全保障与合理的资源配置布局。同时,随着机场规模的扩大,布局更加复杂,机坪交通流量大,航食、航油、航空公司等各种业务的作业车辆以及作业人员错综复杂,机坪高密度作业已常态化,智慧机场应具有基于大数据的预测分析能力,对于不确定或模糊事件,能及时提供检测和预警信号,准确感应并预测事件发生所需要的资源及工作程序。

航站区方面,智慧机场将借助先进的信息技术,通过对航站楼视频监控(CCTV)数据、旅客值机信息数据、安检系统数据、行李系统数据、航显数据、AODB集成系统数据、离港系统数据、呼叫中心(Call Center)数据、旅客互联网舆情数据等的集成实现安全预警,有效避免不安全事件的发生。

公共区方面,近年来随着旅客密度的激增(如当前首都机场平均每天旅客量将近25万人次),如何智能化地实现对人流与车流的安全管理是智慧机场需要考量的重要因素。

另外,在大数据时代,需要从互联网舆情对旅客的异常情绪及安全隐患进行甄别,如通过对航站楼内人群社交媒体信息的采集并进行旅客情感分析,通过对公共互联网敏感词的获取进行恐怖袭击预警等,这些也是智慧机场在互联网时代安保信息整合的重要方面。

在安全管理领域的国外标杆机场有:一是希斯罗机场,该机场创建机场情景智能整体解决方案,集成了不同类型的实时传感器和数据收集子系统,可以在固定和移动两种模式下,融合、处理和分析各传感器和系统的数据信息,为使用者和决策者提供实时动态数据信息和决策操作平台,同时智能化的提升,减少了持续操作和监视这些系统所需资源,减少人力,希斯罗机场还使用机场新型探地雷达(Qinetiq Tarsier)系统进行FOD检测,提高了机场的安全系数;二是巴西里约热内卢的桑托斯-杜蒙特机场,该机场试点名叫Qylatron五通道的安检设备,内部采用X光、自动化机器学习、保密扫描及化学筛选等技术来检查乘客的随身物品,不再依赖工作人员来逐一检查,排队等待时间大大缩短,能够一次性通过5个人、每小时检查600名旅客,减少了旅客等待时间;三是澳门国际机场,该机场构建旅客联检信息系统和安保调度控制中心,共同研究及促成类似于“机场口岸联检科技发展政策及措施”“关于构建机场智慧安保发展方案”等参考性协调文件,迎接未来“大数据”“云技术”和“科技反恐”的新局面。开发基于智慧视觉物联网的机场周界报警系统,通过智慧视频分析系统,实现智慧的资料采集及分析,取代人工对机场周界面临的入侵威胁做出快速回应。

1.4.2.4 商业经营领域

当前的机场商业经营模式比较单一,可以预见,传统的机场商业特许经营模式将在“互联网+”时代面临颠覆性的变革。

智慧机场的商业模式将把机场作为接驳入口,将传统的机场线下商业与互联网结合在一起,实现线上和线下资源、客流、信息、业务的互通,最终成就机场线上与线下商业的融合发展。未来智慧机场的商业将构建机场的泛在会员体系,以航站楼商业为入口,借助互联网实现餐饮、零售、停车、娱乐等资源的整合,真正使机场成为城市中重要的体验和休闲场所。

同时,航站楼内的商业设施将通过大数据手段实现对旅客的现场实时监测、客流密度分析、进店率分析、热度分析、历史轨迹回溯、驻留时长分析等,从而实现精细化的数据驱动型机场商业经营规划。

对于小型驻场企业(航空公司、货运、物流、商家等),通常也需要自建IT系统以支撑其机场相关业务的开展,这些IT系统“麻雀虽小,五脏俱全”,系统的规划设计、设备采购、设备安装、系统调试、系统维护等环节同样也必不可少,在建设初期既要投入一定的资金成本,同时也要进行系统的全生命周期运维,费钱、费时、费力,尤其是系统的运维,小型分支企业往往不具备系统运维能力。可以开辟机场服务专有云,通过云平台为这些分支企业提供创新的IaaS/PasS甚至是SaaS服务,通过机场的服务专有云,驻场小企业不仅可以节省前期的IT投资,而且免去了后续系统运维的烦恼,直接通过机场服务云部署相关系统即可。

在智慧机场商业经营领域的标杆机场包括:一是新加坡樟宜机场,该机场建立了ONECHANGI大数据营销平台,该平台具备丰富而全面的异网络和异媒介来源数据的识别、转化、分类、挖掘和分析能力,并可实时动态地识别用户及其行为特征和变化等特点,可将所有的旅客触点信息如社交网络、电邮、智能手机、在线调查、电子反馈机及“社交树”等数据资源进行汇总,通过与旅客形成良好的互动关系,达到对旅客个性化消费服务分析并进行针对性智慧营销;二是德国法兰克福机场,该机场将整个机场区域视为AirportCity进行开发和经营,建立以Airrail为中心的交通联运系统,将机场与城市商务的办公室、零售餐饮、宾馆和停车场等商业性质产业联合起来,提高了航空城的综合功能;三是荷兰史基辅机场,该机场自建电商平台,旅客可网上选购商品,通关检查后去机场问讯处提取,提升了机场的商业水平。

1.4.2.5 企业管理领域

日益增加的空中交通,使得各个机场的资源使用超出了机场本身的负荷,机场资源最大化成为智慧机场内在的要求,促使机场的企业资源、人力资源等企业管理方面,应用先进的信息系统(如云计算架构的部署、各类中间件的灵活使用等)和“互联网+”的管理模式,构造扁平化、高效化、可视化的智慧机场综合管理体系,从而达成机场资源与管理的最优化。同时,为节约运行成本,能源管理等机场管理的其他方面对智慧机场的发展也尤为重要。机场作为特大型公共基础设施具有高排放、高能耗等特性,如何对各类资源和系统进行检测、控制、记录,实现分散节能控制和集中科学管理,为旅客提供良好的乘机环境,是智慧机场需要解决的重要问题。这就需要通过信息物理系统(CPS),实现机场空间的动态化的温度、湿度控制,新风、回风、排风控制,制冷控制,低碳照明控制,噪声控制等,成为“智慧绿色机场”。

企业管理领域国外标杆机场:一是德国法兰克福机场,该机场将日常运行和设备设施的维护和建设同步进行,通过寻找最佳的维护和建设解决方案,避免维护和建设严重影响日常运行,例如跑道/滑行道清理业务中,其路径是根据跑道方向和雪的类型进行特殊设计的,以保证跑道关闭时间最短,现场设备检查员一旦发现设备状态与运行标准有偏差,即可使用手持设备触发相应的工作流程;二是香港国际机场,该机场开发了APDB(机场绩效数据库),构建了KPI(关键绩效指标)体系,实现了对航班、旅客、行李处理流程,意外与事故的统计,以及机场零售收入统计等五个方面的运营绩效全面的考核,有助于产生更精确的决策数据,形成对保障机构的服务质量及其更好的持续性控制,促使服务部门更好地协调以加快决策流程,自动形成飞机、旅客和货物的精准及时信息,保证枢纽运行更顺畅。