趙志昌 中國民用航空局航空安全技術中心副主任 

      李家祥局長在今年的全國民航工作會議上作了《中國民航人要為建設民航強國而努力奮斗》的重要講話，首次全面闡述了民航強國建設的意義、作用、目標、戰略、途徑和保障措施。這是一份指導民航強國建設的綱領性文獻，為全體中國民航人指明了方向。李局長在講話中談到，要推進民航科技創新，為民航持續發展提供支持。民航強國建設離不開強有力的科技支撐，物聯網的興起為實現民航強國目標提供了重要手段。 

　　物聯網的概念 

　　近一段時間，借助溫總理所作的政府工作報告，“物聯網”三個字猶如一股強勁的春風，迅速吹遍了祖國大江南北、黃河內外，成為當前最熱門的科技名詞，真有“忽如一夜春風來，千樹萬樹梨花開”的景象，讓人不得不駐足細觀，一探究竟。 

　　什么是物聯網？物聯網是怎么回事？到目前為止，物聯網還沒有明確的官方定義，在溫總理的報告中，有一句簡潔的描述――“它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡”，指出了物聯網的網絡屬性特征。但是在業界，物聯網概念的真正提出可以追溯到十年以前。 1999 年，在美國召開的移動計算和網絡國際會議上， EPCglobal 組織提出了物聯網的概念，即：通過射頻識別（ RFID ）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協議，把任何物品與互聯網相連接，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。物聯網概念正式提出后，吸引眾多專家學者和機構進行探討和研究，促進了物聯網理念和技術的飛速發展。經過十年的時間，業界對物聯網又有了更深的認識。隨著技術的發展，傳感器已不僅僅限于以上提到的這些設備，對互聯網的理解業界也更加寬泛。 

　　物聯網可以分為三層架構：最底層是感知層，通過各種傳感器，實現對物的狀態或行為的感知或控制，中間是傳輸層，包括各種以有線和無線為介質的通信網絡實現互聯互通，負責傳輸有關物的采集信息或控制指令（指令也是一種信息）；頂層是管理和應用層，可以對采集來的信息進行處理，并有可能發布指令去控制物的狀態或行為。 

　　物聯網具有三個特點：一是全面感知，即利用各種傳感器可以隨時隨地獲取有關物的信息，也可以控制物；二是可靠傳輸，依靠強大的互聯互通網絡，可以把信息實時準確地傳遞到所有關注的用戶端；三是智能處理，可利用當前最新技術（包括云計算、模糊識別等各種智能計算技術），對海量的數據及信息進行分析和處理，對物實施智能化的控制。 

　　筆者認為，物聯網之所以受到政府的重視，成為政府今后著力培育的新興產業，首先是因為物聯網是以現代信息技術、通訊技術和電子技術集成應用為核心，并能帶動一系列工業領域技術發展創新的綜合載體，可以為國民經濟社會可持續發展提供巨大推動力。其次也是因為物聯網真正實現了信息的落地。當今時代，隨著互聯網的普及應用，信息呈幾何級數爆炸式增長，海量信息如何應用，為人類社會更好地服務，是一個巨大的課題。而恰恰是物聯網可以承擔起這樣的功能。物聯網將虛擬的網絡世界與真實的現實世界聯系在一起，有可能在未來極大改變人們的生活方式，使人類社會跨入智能社會。現階段，政府和業界對物聯網產業應用的共識是要著重培育行業應用示范，加快物聯網落地進程，而民航，正是物聯網大展身手的舞臺。 

　　民航業具有開發物聯網應用的內在基礎 

　　民航業作為國家戰略性先導性產業，是高科技應用最廣泛、最直接、最集中的行業之一，民航業的高科技產業屬性決定了物聯網技術和應用在民航業發展的巨大空間。李局長在談到民航業在促進關鍵領域科技創新方面的作用時指出，“高新科技引領著現代民航業發展，現代民航業需求催生科技創新方向，這是一個良性的互動關系。民航業科技含量高、產業鏈條長，其中，現代航空器和空中交通管理系統，高度集成了大量先進科技，特別是上游的航空制造業，因其產業鏈長，技術、資金、知識密集，可拉動材料、冶金、化工、機械制造、特種加工、電子、信息等產業的發展和創新。”可以看到，民航業對高新科技領域的內在需求和物聯網的技術特點是完全一致的。 

　　從物聯網技術角度來看待民航最核心的資產――飛機的話，那么飛機本身就是集各種高精尖技術傳感器于一身的物體。現代航空業經過幾十年的發展，大型運輸飛機儀表越來越精密、自動化程度越來越高，從物聯網角度也可以認為飛機的傳感器越來越先進，因而無論是對飛機狀態信息的采集以及對飛機的控制都越來越發達，從而提高了飛行安全水平。像目前已有應用的 ADS-B 技術以及民航局正在大力推廣的 PBN 等航行新技術應用，都可以認為是基于機上傳感器技術的應用案例。對飛機信息采集的不斷豐富和完善，為開發具有行業特色的物聯網應用打下了堅實的基礎。 

　　從民航業已有的信息基礎網絡布局來看，民航各種專網眾多，基礎設施條件較為成熟。國家 863 項目“新一代國家空中交通管理系統”的實施，使得包括空管通訊網絡在內的整個空管系統逐步向世界先進水平靠攏。從某種角度來說，在空管領域內，新一代空管系統的建設完全具備了物聯網應用的一切特點，未來完全可以互相融合發展。除此之外，民航電子政務網絡、民航商務網絡都已經建立起來。這些專網或應用網絡的不斷發展，符合物聯網作為互聯網延伸和擴展的條件，為開發行業物聯網應用提供了較好的基礎設施環境。 

　　民航還具有眾多分布廣泛的業務運行系統。空管方面有空域管理系統、飛行計劃管理系統、飛行流量管理系統、空中交通服務系統、航空信息系統、氣象服務系統、空管自動化系統、機場和跑道動態管理系統等；航空公司方面有訂座系統、代理人系統、電子商務系統、常旅客系統、運行控制系統、機務和航材管理系統等；機場方面有運行控制系統、離港系統、行李分揀系統、安檢信息管理系統等，各個領域系統眾多，不一一列舉。所有這些業務系統，為開發行業物聯網應用提供了支撐。筆者以為，今后有可能出現的行業各類物聯網應用，并不是意味著全新的開發和建設，很大程度上都是在現有的業務系統基礎上結合新的需求進行深化、改造和擴展而來。 

　　民航強國建設需求為開發行業　物聯網應用提供了豐富的源泉 

　　一、大力開發行業物聯網應用，符合民航強國建設實施戰略 

　　李局長在《中國民航人要為建設民航強國而努力奮斗》的重要講話中，闡述了實施民航強國建設的三大戰略。大力開發行業物聯網應用，符合這三大戰略的需要。 

　　首先是實施持續安全戰略。安全是民航核心的、永恒的主題。大力開發行業物聯網應用，是貫徹持續安全理念，推動我國民航持續安全水平提升的重要途徑。筆者以為，物聯網應用的本質和目的就是監控，監視和控制對象的狀態或行為。在物聯網應用中，應用端通過網絡，借助于傳感器采集物的信息，控制物的狀態或行為，而監控的目的就是為了保證被監控對象在監控者看來是“可控的”、是“安全的”，這符合民航強國建設實施持續安全戰略的要求。因此，物聯網在民航領域保障持續安全方面大有作為，大有用武之地，應當重點予以關注。在保障飛行安全研究方面舉三個例子。比如，針對現在的超載和隱載的安全隱患治理，如果從物聯網技術的角度加以研究，實現貨物運載的全過程自動監控，那么這種現象可以得到根本性遏制。再如，針對跑道異物侵入或者飛機沖偏出跑道或看落錯跑道安全問題研究，如果今后結合物聯網技術加以研究，促進智能跑道研發取得突破，將大大提高此類問題的預防和處置能力，對安全水平的提升可作出重要貢獻。另外，近些年已經開始開展對飛機飛行狀態實時監控的研究，今后結合物聯網架構開發，可以使對飛機飛行狀態的實時監控有可能早日得以實現。筆者認為，開發行業物聯網應用，至少從三個安全的角度，可以對保障持續安全作出積極貢獻。一是保障運行安全，充分研究利用傳感器技術和通信傳輸技術，實現對航空器本身飛行中的安全監控，或者保障飛行需要的各類物資、設備、設施的安全監控，可大大增強航空器的運行安全；二是保障空防安全，充分研究利用傳感器技術，識別和防止各種違禁品運輸夾帶，可有效提高空防安全水平；三是保障財產安全，對于物的所有者，通過傳感器和網絡可以實時了解和跟蹤物的狀況，從而保障物的所有者的財產安全。 

　　其次是實施大眾化戰略。大力開發行業物聯網應用，將有助于提高民航大眾化水平。物聯網是互聯網的延伸和擴展，通過開發全面的應用，可以把普通大眾關心的民航行業信息全方位推送到他們面前，并且增強互動，完全可以做到進一步提升民航行業服務水平，進一步拉近民航和普通消費者之間的距離。 

　　第三是實施全球化戰略。大力開發行業物聯網應用，可以極大增強我國民航的國際化影響力和競爭力。首先，物聯網是當前世界范圍內的高科技前沿研究領域，我國民航業物聯網應用的成功不僅在國內恰逢其時，在國際民航界勢必也會產生廣泛的影響。其次，物聯網本身就是一種開放的架構，就像互聯網把全世界聯接在一起一樣，業務越是全球化布局，就越能發揮出它對業務支持的巨大能量。 

　　二、大力開發行業物聯網應用，為民航強國建設路線圖詮釋技術解決方案 

　　李局長在《中國民航人要為建設民航強國而努力奮斗》的講話中，還通過五條路徑的闡述勾勒出民航強國建設的路線圖。筆者認為，大力開發行業物聯網應用，可以從科技支撐的角度，為路線圖的實現提供有效解決方案。 

　　 培育具有國際競爭力的網絡型航空公司 

　　目前，我國航空公司總體規模偏小，存在市場定位和戰略同質化等問題，同全球航空運輸業形成以洲際網絡型、區域型和低成本為主體的三種航空公司的運營模式相比，我國的傳統區域型航空公司面臨著巨大的困境。 

　　若要實現我國大型網絡型航空公司構建全球航線網絡的戰略規劃，則必須解決多家國內航空公司共飛同一條航線帶來的無序競爭、運力資源投入分散以及“內耗”等種種問題，否則必將影響我國國際航空樞紐建設的進程，大大削弱我國民航業的整體國際競爭力。 

　　物聯網技術的特點，可以使網絡的邊緣得以延伸，使管理的最終結點落于具體貨物、設備，同時可以根據需要實時跟蹤監控相關貨物、設備的位置和狀態，這有助于管理層構建網絡化管理平臺，統一管理協調各航空企業的運力資源，提高單位飛行的效率，集中使用運力資源，節約整體行業成本，以產業聯盟的形式應對國際挑戰，從而避免無序競爭的內耗，從技術角度支持培育具有強大國際競爭力的航空公司。 

　　培育具有國際競爭力的大型航空樞紐 

　　目前，我國航線結構中是以點到點的模式為主，客貨流量分散，導致航空運輸市場培育困難。 

　　通過建立樞紐網絡型航線結構，將原有的點到點模式整合為以若干大型航空樞紐為中心星型模式，使客貨通過區域性樞紐機場中轉，擴大對中小機場的航線輻射范圍，達到增加航線數量的效果。同時，按照現代綜合交通理念，以機場為樞紐，將機場與鐵路干線網絡、公路干線網絡、城市軌道交通和城際鐵路相連接，形成相互銜接、優勢互補的一體化綜合交通體系。 

　　一旦該體系建立，則必須要有強大的調度中心和信息中心相配合，集中處理、整合、調配客貨資源，有序、高效地綜合調度各種交通資源。通過物聯網技術構建運控中心，實現實際物流與信息流的自動映射，完成信息主動落地，實現交通信息的智能處理，可以為調度中心和信息中心的構建提供強有力的支持。 

　　 推進新一代空中交通管理系統建設 

　　積極協調解決和有效開發民航空域資源，全面提升空域使用效率，是建設民航強國的重要突破點。實現民航強國，必須要構建安全高效的空中交通管理體系，優化空域和航路結構，完善全國航路航線網絡，增大航路航線運行容量。 

　　正如前面提到的，物聯網的興起與相關技術的研究推廣，將有助于推進以高度信息化、智能化為特點的新一代空中交通管理系統的建設，它的建設和發展已經讓人看到了物聯網在空管領域中的落地進程。 

　　 培育有力支撐民航強國建設的適航與維修、航油、航信和航材等保障體系 

　　民航強國，運行保障的完善化必不可少，不僅是保障效率，更要保障安全。建立健全全方位的民航保障體系需要緊跟國際新技術、新標準、新程序；需要合理布局和引導產業集群建設；需要建議各類安全管理體系，降低成本，改善服務。 

　　大力推動物聯網技術的應用不僅是提高效率的重要途徑，也是提高安全監管能力的有力工具。通過對重要物資設備從出廠到使用的全程跟蹤監控，提升航材、航油等物資設備的適航性和綜合保障能力，對航材航油等供應商進行國際化、高水平的監管，防止因市場無序或過度競爭導致失信，把安全隱患消滅在萌芽階段，將大大提升我國民航業的安全系數，增強我國民航業的核心競爭力。 

　　李局長在講話中明確提到，要建設“航材信息共享平臺、規模采購平臺和航材供應共享平臺”，利用物聯網技術構建將是一種必然的選擇。 

　　航空安全與航空部（附）件維修、各類航材的使用密不可分，航材部件直接影響到飛行安全。如何從生產源頭確保航材部件的安全符合規格，防止偽劣、翻新航材流入維修環節，是保障持續安全，支持民航強國的重要研究課題。 

　　現有的航材管理系統，根據維修管理的特點將機務維修和航材管理有機結合在一起，通過故障全程計算機管理、維修工作計算機監控和預測、航材綜合管理，實現對故障分類、識別重復故障；對飛機定檢、特殊間隔作業、防腐等工作，合理安排維修；對航材的訂貨計劃、詢價、訂貨、驗收、上架入庫、送修索賠、出庫領用、盤庫、航材價值統計、航材庫存控制等實現電子化管理。引入物聯網技術，給航材添加傳感器――射頻標簽，既可完善相關數據的采集、交換手段，又可依據標簽的唯一性保證航材在不同流通環節中的不可替代性，從而保護優質航材不被仿制，報廢航材不被翻新后再使用，從根本上杜絕劣質產品對航空安全的威脅，為飛行安全提供強有力的保障支持。 

　　 構建功能完善的通用航空體系 

　　我國通用航空整體發展尚處于較低水平，為了滿足我國日益增長的社會經濟發展需求，必須擴大服務領域，提高服務能力，構建功能齊全、服務規范的通用航空體系。因此，加快通用航空發展是建設民航強國的重要內容。 

　　通用航空活動與社會生產關系密切，通過從事工業、農業、林業、漁業和建筑業的作業飛行以及醫療衛生、搶險救災、氣象探測、海洋監測、科學實驗、教育訓練、文化體育等方面的飛行活動滿足國民經濟發展的需要。通用航空活動相比于航空主流運輸活動更體現跨行業、跨領域、跨部門、跨職能的服務特點。因此，推動通用航空納入國家相關體系建設，不失為提高通用航空水平的有效途徑之一。 

　　隨著物聯網技術在各行各業中的深入應用，通用航空可以在與相關行業的互動中受益，推動本身相關的基礎設施和技術應用的發展，有利于 優化資源配置，完善行業標準， 從而提供更好的服務。因此，關注 物聯網技術在通用航空領域中的應用，有利于 構建功能完善的通用航空體系， 規范社團和企業在通用航空領域的準入機制，培育出具有示范效應、產業拉動作用的重點通用航空企業。 

　　典型行業物聯網應用――物聯網在航空物流領域中的應用介紹 

　　民航局人教司頒發的《民航科技創新“ 1516 ”工程實施方案》中提出，要研究建設 6 大民航信息化工程，其中之一是航空物流信息平臺工程。物聯網的出現為航空物流信息平臺工程建設提供了理想的解決方案。物聯網的傳感器網絡應用三層架構，能夠實現物品從供應地向接收地實體流動過程中信息和物品的綁定傳輸監控的功能。筆者認為，物聯網應用于物流的解決方案相較于其他解決方案，凸顯安全保障方面的突出功能，這在極其注重安全的民航領域，具有不可比擬的優勢。因此，應用物聯網技術實施航空物流信息平臺工程，可以作為典型行業應用示范進行研究建設，爭取盡早落地，為民航強國建設作出貢獻。 

　　以下筆者結合自己的工作實際，介紹安技中心在這方面已經開展的一些工作。 

　　我們目前以物聯網技術為核心成功開發了一套基于互聯網運行的航空物流安全可視化監控系統。其總體功能是：基于確保航空安全與提高企業生產效率并重的原則，以航空集裝器、食品柜 / 機供品箱的安全狀態監控為切入點，依托 RFID 、 GPS/GIS 、 GPRS 等物聯網相關技術，通過節點采集、實時校驗、數據加密、信息集成等信息化技術，為航空公司提供方便快捷的物流安全監管手段，在有效提高航空物流安全水平的同時，又能有效提高企業對資源的管理配置能力。系統可用于航空集裝器管理、危險品運輸、貨運安全保障、食品柜 / 機供品箱管理、航食安全保障、違禁品夾帶預防等方面。另外，隨著 IATA 在中國不斷推動電子化貨運進程，本系統完全可以與航空公司已有電子貨運系統對接，甚至完全可以涵蓋符合 IATA 標準規范的電子貨運系統。 

　　本系統由硬件和軟件兩部分組成。硬件包括：航空集裝器 / 食品柜 / 機供品箱身份識別標簽、電子箱封、智能化讀寫終端和通信系統；軟件包括：中央控制系統和 RFID 應用系統。 

　　本系統實施的意義在于：一是可消除貨物或航食運輸過程中的被竊取、被偷換的安全隱患，保障運輸安全；二是可有效防止夾帶危險品、違禁品現象發生，保障空防安全；三是幫助企業完善設備管理，有效防范設備遺失，保障企業財產安全；四是幫助企業進一步提高企業生產系統電子化程度，減少人為因素造成的錯誤，提高工作效率；五是幫助企業節約人力物力成本，合理化配置資源，實現資源整合、資源優化，提高資產的有效利用率，從而提高企業的核心競爭力，也符合國家和企業低碳環保的要求。 

　　大力開發行業物聯網應用的四點建議 

　　過以上的討論可以看到，物聯網在民航領域確實有著廣泛的應用前景，所以對于如何做好物聯網應用開發，真正服務于民航強國建設，筆者提供以下四條建議： 

　　一是要充分發揮政府的引導作用。溫總理政府報告中的一句話就讓物聯網火遍大江南北，政府在行業物聯網應用的研究建設中也將扮演關鍵角色。物聯網點燃了大家的熱情，但切忌盲目發展，無序競爭。政府可以通過廣泛調研和組織專家探討，先期確定幾個有突出應用價值的領域，在每個領域中重點扶持一到兩個有突出示范作用的項目，以點帶面，分階段分步驟實施，同時做好跨部門協調工作，爭取實施一個該領域的水平就上一個臺階，切實為民航強國建設作貢獻。 

　　二是鼓勵聯合，走產學研結合之路。物聯網應用開發應當是技術主導、需求驅動。物聯網的技術是以信息技術、電子技術、通信技術為核心的多種技術的綜合集成，很少有一家機構能夠在所有技術上都領先，因此應當鼓勵走聯合開發之路，特別是行業內外的強強聯合。同時，應用來自于實際的需求，應當鼓勵一線業務單位積極參與，和研究機構緊密結合，使物聯網應用解決實際業務問題。 

　　三是物聯網應用開發要做到標準先行、規范先行。物聯網的終端觸角一直到物，要使物的信息在整個網絡內實時流通，準確識別，準確處理。為了保證信息在各個環節上的共享交換，首先要對物的信息標準化，要規范化描述一件物品的典型特征。這是保證物聯網應用成功的基礎。所以，隨著物聯網的興起，數據定義、數據標準、數據接口規范等就顯得尤為重要，特別是如果要讓全世界都能識別一種物品，那么它的數據標準就必須是全球化的。所以，再次可見，我們國家要大力發展物聯網產業對我國奪取全球產業鏈制高點具有重大意義，誰的物聯網做得好，就有可能成為全世界工業界遵循的標準，就有了話語權。我們民航搞物聯網，要注意如果有國際標準和國家標準，那就要遵循這些已有的標準來做，如果還沒有標準，那么我們做出來以后，就要力爭成為國家的甚至國際的標準。 

　　四是物聯網應用開發要與信息安全建設并舉。物聯網的信息安全問題已經被學界所論及。由于物聯網應用直接觸及到物，一旦發生信息安全方面的問題，很可能比互聯網上信息安全問題造成的危害更嚴重。對此問題要引起足夠的重視，因此，在開發物聯網應用的同時信息安全保障應當作為必不可少的內容之一，要加以充分考慮。 

　　結語： 

　　2010 年可以說是中國物聯網的元年，隨著溫總理政府報告中明確指出要“大力培育戰略性新興產業，加快物聯網的研發應用”，預計國家和各級政府將出臺一系列物聯網發展相關的產業政策，國務院、發改委、工信部、科技部等部門也都有出臺相關產業扶持政策來加速促進中國物聯網產業發展。物聯網作為國家的重點戰略規劃，與民航持續安全的理念、民航強國的目標息息相關。“小荷才露尖尖角”，我們民航要抓住當前國家有利的產業政策機遇，加快物聯網在民航領域中的應用研究，促進物聯網在民航業的快速發展，真正利用物聯網帶來的科技創新為民航強國建設提供強有力的支撐。