5G＋智慧飞机维修新场景应用

【民航事儿】航空器在飞行过程中，机电设备发挥着重要作用，一旦机电设备出现故障，将会给飞机飞行造成严重的安全隐患，严重情况下还容易导致人员伤亡事故。飞机日常维修保养是有效防范飞机安全事故的重要方法和措施。当前飞机维修过程中存在哪些痛点，5G网络能否发挥价值呢？经过在飞机维修行业的深入调研，5G在该领域具备新的场景。

飞机维修的基本概念

飞机维修等级，一般按飞行小时或起落架次分为A、B、C、D检等级别。关于等级之间的关系，一般来说4A=B 4B=C 8C=D。

250FH是一个A检，4000FH是一个C检(16个A)，24000FH是一个D检(6个C) 。

其中A检是最常见的，也就是我们所看到飞机降落在停机坪，地面人员做的绕机检查。

A检无须专门的飞行日来作停场维修，利用每日飞行任务完成后的航行后检查时间来进行此项工作，对于同一机型A检的飞行间隔时间也不一定是固定的，飞机运营者、航空公司维修部门根据飞机的实际运行状况、维修经验的积累等进行相应调整，适当延长以减少不必要的维修费用。

在实际运作中，航空公司维修部门往往取消B检，把B检的项目调整到A检或C检工作中，以减少不必要的停场维修时间。

D检，又叫大修、翻修；是飞机长期运行后的全面检修，必须在维修基地的车间内进行，飞机停场时间在10天以上。D检是最高级别的捡修，对飞机的各个系统进行全面检查和装修。由于D检间隔一般超过1万飞行小时，很多飞机会在D检中进行改装或更换结构和大部件。理论上，经过D检的飞机将完全恢复到飞机原有的可靠性，飞机飞行将从“0”开始重新统计。

各类检查的飞行间隔时间主要因机型而定。定检时飞机停场，按规定检查或更换一些部件。

飞机维修当前存在的痛点

为保证乘客安全飞行，航空公司主要提供的是A检服务。当前A检服务主要都是靠人工经验和肉眼观察来完成对飞机360度的检查。相关检查条目和内容符合民航标准，检查后即便有问题，只要满足适航标准飞机是可以放行的。

从目前的手段来看，外观的绕机检查还无法和飞机的内部传感器大数据分析做同一时间的对比关联，因此也有可能出现飞机内部的电路隐患问题无法通过目视，测试来判断。

首先是外观绕机检查的业务痛点：绕机检查的作业都是纸质化，技术人员要掌握不同机型的特点特征，同一机型由于出厂时间不同，部件也有所不同。如空客A330-200，发动机就有几种型号，外观结构存在差异。每种飞机所需要检查的项目达300多项。按照广州南航的机群数量来看，非疫情时间每天要检测600架次飞机。

在实际工作中，人工绕机检查也出现过一些问题，主要表现在：

1、飞机检查漏检的情况。虽然有纸质文档，但由于技术人员因素，检测没查出问题。如出现过对飞机底部盖板螺杆松动未检查出，降落后发现底部盖板丢失。

2、飞机外观的螺杆，铆钉繁多，是否有松动，脱漆，都靠肉眼来判断。无论白天黑夜，下雨下雪起大雾，都得靠肉眼来完成，对人的依赖性强。

3、在绕机检查过程中，技术人员作业方式各有千秋。有的技术人员会用手机记录检查的细节，使用的还是个人手机。回到办公室再手工把照片导出来放到报告中。每个人的手机质量不统一，风格不同，做出的报告有差异。

4、由于采用的是纸质报告，飞机众多，因此每隔一段时间，如三十天后，纸质报告集中销毁。无法对历史问题进行回溯。

5、疫情期间，特别是国际航班，机场会固定一批人对飞机进行检查。但由于经验限制，固定的人员并不会对所有飞机都熟悉。有的机型都没见过，不知道如何检测。

6、飞机没有独立的数据库。同一架飞机在不同航站楼停靠，检测方式不同，对前序航班检查的状况，信息未能拉通。

7、如遇到检查出一些异常问题，技术人员在现场拿不准，要跑回办公室翻资料，或者用手机微信找有经验工程师求助，效率很低。

8、对飞机的检查主要是靠肉眼来判定，在飞机内部存在的偶发问题，隐患问题，是可以通过分析机载数据QAR进行分析。当前手段不具备，QAR数据获取时间滞后，或获取后飞机已经离港。

机载飞行数据记录仪（QAR）是一种重要的记录飞机飞行参数的机载电子设备，可以连续记录长达600小时飞行的原始信息资料，同一时刻可采集数百个乃至上千个不同的飞行参数数据。QAR可以记录的数据涵盖了绝大部分的飞机飞行参数，如经纬度、高度、风速、风向迎角、耗油量、温度、气压等等。QAR最高采集频率是1/16秒，一架飞机一年产生将近1亿条数据。

目前数据读取主要靠人工拷贝方式完成，关于飞机QAR数据获取，也存在以下痛点：

1、飞机上的QAR数据如果需要人工拷贝，航司必须按维护工作的小时付费，一般拷贝时间都是小时级，拷贝设备可以采用加密的U盘。飞机每天会产生数GB的数据，航司如果只考虑关键飞行数据，数据量就相对较小。按照经验，一个航班飞一次，QAR的关键数据量在100MB左右，但做飞机状态大数据分析，仅用关键数据量是不够的。

2、如果采用无线自动下载，飞机停靠就开启无线通讯模式，是可以节省人力付费成本。部分航司机QAR载设备具备3G，4G通讯模式，也有部分飞机具备WIFI模块，技术相对落后。但很多时候，飞机停靠的区域并没有无线网络和WIFI的条件。尤其是机场偏远的远机位区域，都是运营商公网信号的弱覆盖区。稍微大一点的飞机关闭舱门后，内部基本没有信号，或者信号有，网络速率在300Kbps左右。机场有一半以上的飞机都会停在这些区域，有的是处于维修状态的，有的是落地到达状态的。

3、有的飞机受制于各种条件，一年下载不了几次数据，存储满了，数据溢出，历史数据丢失。对于数据丢失，局方监管机构就要问责。

4、有的飞机停靠时间短，或停靠的地点不在廊桥，或无线信号差，QAR数据无法及时拷贝。因此飞机带着这些数据再次起飞。飞机如果飞到其他机场，同样没有网络，数据依然无法传回。如果确实需要的情况，只有通过人工拷贝的方式获取后寄到航司。

5、航司不愿意采用ACARS系统传数据，是因为费用远高于客票收入，即便只传文本数据，一年的数据租金也要几千万。ACARS目前只用于传空地文本数据。

ACARS（飞机通信寻址和报告系统）是一种通行数据链，通过ACARS，飞机可以和航空公司的地面基地传输信息和报告。ACARS有很多种报文，如：时间报文、故障报文、气象报告等，通过这些报文，地面可以了解飞机的实时状态。现代飞机是利用VHF3（甚高频3号通信系统），HF（高频通信系统）或者卫星通信系统进行数据传输的。

ACARS系统用处很大，利用这些数据，地面可以监控飞机上状态信息、空地数据、故障情况等，飞机的AHMS(健康管理系统）就是利用ACARS系统进行数据传输的。

6、机队越庞大，对QAR数据的需求就越大。目前机载终端可以具备3G,4G通讯能力，全球机载设备被TELEDYNE独家垄断，无法升级到5G模组，其实飞机在出厂的时候其数据传输方式就考虑了利用运营商网络进行传输，如果要具备5G能力需要美国公司同意。机载设备还具备WIFI的通道，如果运营商网络不行，可考虑WIFI方式。以国内5G发展的现状，WIFI可以通过5G CPE来提供。

5G在飞机维修领域适合的场景

当前运营商在机场的5G覆盖，只针对乘客区域，对行业的需求了解不多。停机坪的覆盖靠宏站做兼顾，在场强和容量上对机载应用做不到有效保障，因此，航空器无法通过运营商网络传输数据。

相反的是，在2020年，全球第一个机场5G专网在香港落地，网络部署具备前瞻性。在候机廊桥及远机位都密密麻麻部署了5G基站，停机坪应用规划有考虑到飞机维修方面，但当时生态并不成熟。

因此，机场5G专网规划要与应用做好紧密结合，实现建网就能服务行业。做好停机坪和远机位覆盖，给飞机提供的5G应用可以包含以下几个方面：

5G AR辅助检测

1、用5G AR眼镜部分替代人工经验完成绕机检查，检查步骤落实在系统程序里面，避免出现漏检。眼镜检查的图片和数据进行实时回传，检查完后报告就自动在后台生成，全程实现无纸化，提升飞机的检测效率。最重要的是，飞机的检测历史数据可以追溯，一机一档，飞机结构化数据生成。

2、提升眼镜摄像头的分辨率，协助肉眼对飞机表面问题识别。通过5G网络，可以下载飞机的历史检测图片，现有图片与历史图片进行对比，快速确定飞机故障。

3、飞机档案建模，有了好的网络，实时查阅资料变得容易很多。不用再跑回办公室翻档案，可以随时查阅。未来还能查阅飞机3D数据模型，3D模型所需要的下行带宽速率很大，目前4G网络需要十几分钟才能下载一套模型，有了5G网络可以达到秒级。

4、飞机故障问题远程指导，如果解决机舱内的信号覆盖问题，技术人员可以与中心做视频链接。可以实现本部和分支机构的技术支撑，通过5G网络实现远程诊断。特别在疫情期间发挥了极大的作用。

5、飞机远程维修。针对支线机场，国外分支机构与国内总部之间的技术沟通。可以佩戴AR眼镜替代专家出行。

5G机载大数据回传以及大数据及时分析

如果通过5G网络实现对机载QAR数据的回传，直接的收益是避免人工拷贝。因为人工拷贝是要按小时收费的。

更大的价值是数据如果能够在几分钟内回传到地面，地面可以有足够的时间对飞机内部状态进行分析，及时判断飞机的问题。避免飞机带故障飞行，有效提高航空器安全。

飞机在飞行中如果遇到了机械异常，技术人员可通过读取飞行数据并进行分析，迅速查找原因，排除隐患。2019年，某维修人员通过对应航段QAR飞行数据分析，发现某机型在特定情况下可能发生增压异常，比如说执行高原航线。他们立即给飞机制造商发送邮件，在沟通中试图解决这一隐患并发布。2021年4月，分公司技术团队获得民航局集体三等功表彰。

除了排除故障，飞行数据分析还可以帮助航空公司节省燃油成本。传统方式下，航司会采用固定业载加油。这种方式与实际业载偏差过大，会产生航油消耗，因此通过预估旅客人数、行李重量、货物重量等，减少与实际业载偏差，是减少“油耗油”最有效又直接的手段。通过大数据分析技术，计算预估业载来帮助业务决定飞行时带多少油合适，为航司节约了不少燃油成本。

除了排除潜在隐患，飞行数据分析还有助于飞行员培训。从这些庞大的数据中发现与飞行员飞行品质相关的参数，通过算法和模型形成相关的“智能诊断报告”，准确率达到90%以上。将抽象化的飞行习惯和具象化的飞行数据结合分析，从而使数据报告更精确更有针对性。数据的可视化，可以形成更直观的飞行员个人技术画像，飞行教员据此可以对飞行员进行案例复盘和个性化培训，更有利于飞行人才的培养。

飞机娱乐传媒内容更新

机载娱乐系统，内容更新较慢，并不是技术问题，而是受限于行业终端垄断，短时间我们无法打破。所有设备配置必须通过适航认证，设备终端必须具备加密安全的标准。

更新飞机娱乐系统，有一个专门的内容装载机，通过网线与机载娱乐设备链接，每次更新内容达到十几个GB，一架飞机更新需要6小时。目前南航广州基地，只有一部装载机，机队数量庞大，按照串行模式更新，更新完所有机队需要一个月。一个月后，内容又得再次更新。

由于飞机娱乐设备系统基本由松下垄断，采用专用的设备更新，对航司来说成本很高。因为每次更新花6小时，每个小时的人工都需要付费。

假如通过5G来解决内容传输的问题，利用机载已经配置的无线适配器进行传输。飞机一靠桥就自动启动更新，可以极大程度减少人工更新成本，也有利于机载内容的及时更新。每个航司都有对媒体快速，低成本更新的强烈诉求。

商业模式和项目落地情况

通过5G实现飞机远程维修，要满足几个条件：网络可用，应用生态具备，数据分析结果被认可，商业模式可闭环。

从广州GAMECO来看，这一切都已经具备。作为全国领先的飞机维修企业，对需要怎样的机载数据，数据分析判断什么结果，他们具备权威的判断，可以对结果兜底。在应用侧，2020年8月26日 ，由南方航空机务工程部研发的AR智能眼镜MCC远程技术支持平台正式在南航上海分公司试点使用。

同年，由南航和中国电信联合研发的“5G+AR远程技术支持平台”在成都和昆明正式启用，中国电信陆续在青岛、南京、杭州等地部署21张5G专网，结合应用投入使用。连同之前已部署的广州、墨尔本等站点，南航在国内外投放的支持平台数量达到23个，成为国内在民航维修领域落地应用该智能支持平台最多的航空公司。

南航机务维修5G+AR技术的成功落地应用，中国电信为南航提供了一条安全可信的全国5G定制高速通道，专网专用。由于时间较早，中国电信交付这张5G专网采用的是2C建网模式，通过集采部署室分。商业模式采用电信主建，使用方通过流量卡付费。未来要规模推广到民航机场，机库，我司需要拉通机场，航司与运营商一起，探索高质量的机场5G专网解决方案。

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