空中顛簸可以預(yù)防嗎？

飛機能在天際翱翔，靠的是相對氣流產(chǎn)生升力。就像車輛駛?cè)肫閸绲缆窌嶔ひ粯?，飛機也會在氣流不穩(wěn)定時面臨顛簸的考驗。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)出很強的行動力。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)確探測大氣湍流強度

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

在多種湍流形態(tài)中，晴空顛簸格外兇險且隱秘。一般來說，當(dāng)湍流在暴風(fēng)雨或云層中出現(xiàn)時，飛機的機載雷達(dá)可以迅速捕捉并追蹤，及時提醒飛行員規(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)下連飛機的雷達(dá)也很難進行有效探測。5月26日，卡塔爾航空QR018航班在飛越土耳其時就遭遇了晴空顛簸，機上6名旅客和6名機組人員因此受傷。

幾十年來，世界各國的民航和氣象組織致力于顛簸監(jiān)測和預(yù)報研究，不斷尋求有效探測和預(yù)報晴空顛簸的技術(shù)途徑。EDR（大氣渦旋耗散率）是目前世界上較為先進的顛簸算法之一，已被國際民航組織認(rèn)可作為衡量飛機顛簸強度的計算指標(biāo)。EDR顛簸預(yù)警通過測算同一航路短時間之前的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)報系統(tǒng)也能基于大量飛機傳回的飛行數(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。通過飛機通信尋址與報告系統(tǒng)實時傳輸數(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)實現(xiàn)同步圖形化顯示，增強顛簸監(jiān)測和預(yù)警能力。經(jīng)驗證，廈航EDR顛簸預(yù)報產(chǎn)品已經(jīng)能夠十分準(zhǔn)確地探測大氣湍流強度，進而反映空中顛簸的情況。

該產(chǎn)品的開發(fā)應(yīng)用和對客艙系統(tǒng)的接口推送均依托WRC（民航運行氣象風(fēng)控系統(tǒng)）完成。這一系統(tǒng)是廈航承建的民航局飛標(biāo)司安全能力重點項目，也是業(yè)內(nèi)唯一通過民航局飛標(biāo)司運行驗收審定的氣象風(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)中實時查看執(zhí)飛航線的氣象信息，及時接收顛簸預(yù)警，并將當(dāng)前的飛行狀況及時告知旅客，必要時提醒旅客系好安全帶。

風(fēng)險云圖幫助機組規(guī)避嚴(yán)重顛簸

此前很長一段時間，我國的顛簸預(yù)報都以飛行員話音預(yù)報為主。這種預(yù)報主觀性較強，實況數(shù)據(jù)相對較少，不利于顛簸實況的統(tǒng)計分析和預(yù)報檢驗。直到廈航在2012年初開始應(yīng)用波音737系列飛機的G值（重力加速度）觸發(fā)飛機顛簸探測預(yù)報，這種局面才有了改變，對于顛簸的預(yù)報不斷精確化。

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系列飛機上部署了EDR算法。經(jīng)過兩年努力，廈航機隊的EDR算法部署規(guī)模達(dá)到114架飛機。

正如我們在日常出行中常用的打車軟件，隨著用戶數(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)?；谶@些大數(shù)據(jù)，打車軟件能夠不斷優(yōu)化算法模型，根據(jù)實時數(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實況的顛簸預(yù)報產(chǎn)品。

在民航局飛標(biāo)司指導(dǎo)下，廈航組織運行風(fēng)險控制部和客艙部協(xié)同開展工作，嘗試將EDR顛簸預(yù)報算法應(yīng)用在客艙保障場景中，增強乘務(wù)員的顛簸防控能力?！霸诠δ茉O(shè)計初期，民航局飛標(biāo)司從顛簸預(yù)報應(yīng)用方式、呈現(xiàn)形式等多個維度提供了專業(yè)指導(dǎo)建議，將復(fù)雜的顛簸預(yù)報圖轉(zhuǎn)化為簡單易懂、按顏色區(qū)分顛簸等級的EDR顛簸預(yù)報圖，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)險云圖系統(tǒng)上線?！霸诤角皽?zhǔn)備階段，我作為乘務(wù)長，會向組員展示風(fēng)險云圖的界面，這里的顛簸預(yù)測圖和表格能夠清晰地展示顛簸時長、時段和強度。在以此為依據(jù)分析顛簸情況后，我們會對組員的安全和服務(wù)工作進行合理分工，視情況調(diào)整服務(wù)程序，規(guī)避嚴(yán)重顛簸時段，強調(diào)顛簸期間乘務(wù)員需要落實的安全工作。風(fēng)險云圖幫助我們前移了風(fēng)險關(guān)口，在客艙服務(wù)時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，我們還會對顛簸準(zhǔn)確度進行評分。通過‘顛簸信息預(yù)報—乘務(wù)驗證反饋—顛簸預(yù)報優(yōu)化’的PDCA（策劃—實施—檢查—改進）循環(huán)，EDR顛簸計算模型能夠在不斷的自學(xué)習(xí)中優(yōu)化，進而幫助我們獲取更加精細(xì)準(zhǔn)確的航班顛簸預(yù)報?！?/p>

目前廈航基于民航運行氣象風(fēng)控系統(tǒng)的地圖展示，可以助力氣象員進行顛簸預(yù)防的日常預(yù)報發(fā)布和提醒；簽派員可以通過民航運行氣象風(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)報信息。

“我們在接到航班任務(wù)后，會使用掌上飛象App提前了解航線天氣預(yù)報和航路顛簸預(yù)報信息；在執(zhí)飛航班前、抵達(dá)運控中心后，也會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)備會時，機長會通過民航運行氣象風(fēng)控系統(tǒng)了解區(qū)域或航班飛行剖面的EDR顛簸預(yù)報信息，并向全體機組人員通報；在執(zhí)飛航班時，飛機會進行實時監(jiān)測報警，如發(fā)現(xiàn)前方有顛簸預(yù)警，我會向客艙通報，由乘務(wù)組及時提醒旅客系好安全帶?！睆B航機長宋子南介紹道。

與此同時，民航局飛標(biāo)司指導(dǎo)廈航在實際運行中不斷提升預(yù)報精度和計算速度。經(jīng)過數(shù)年積累和預(yù)報模型的校準(zhǔn)驗證升級，預(yù)報精度已經(jīng)實現(xiàn)從9公里格點升級到3公里格點，EDR監(jiān)控數(shù)據(jù)的同化也從最初的定期融合驗證升級為目前的每日動態(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上部署EDR顛簸預(yù)報系統(tǒng)，就能構(gòu)建更大的數(shù)據(jù)庫，飛行顛簸的預(yù)報結(jié)果也就更加準(zhǔn)確。在推進防顛簸技術(shù)研發(fā)的同時，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，廈航在實現(xiàn)EDR監(jiān)控數(shù)據(jù)的圖形化展示動態(tài)監(jiān)控后，在其微信平臺和網(wǎng)站服務(wù)平臺上向全民航免費共享研究成果。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)一平臺集中共享數(shù)據(jù)（云服務(wù)器），各自按需對數(shù)據(jù)進行分析應(yīng)用，最終再分享經(jīng)驗，共同提升技術(shù)水平。此后，廈航還無償幫助山航實現(xiàn)了監(jiān)控部署，機隊規(guī)模達(dá)50架。

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

隨著多家航空公司的加入，在實現(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，為航空安全提供了更加有力的保障。

為進一步推動EDR顛簸預(yù)報技術(shù)的應(yīng)用，民航局于2020年1月1日實施新版《民用航空氣象預(yù)報規(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下，目前東航集團已率先將大部分機型通過技術(shù)改裝，利用飛機通信尋址與報告系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸實現(xiàn)EDR探測，有效加強飛行中的地面監(jiān)控；南航運指中心則采用EDR預(yù)報數(shù)據(jù)，結(jié)合航班運行數(shù)據(jù)，開發(fā)航班顛簸預(yù)測產(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度風(fēng)險。

實踐證明，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)整時間。

面對全球變暖導(dǎo)致的晴空顛簸現(xiàn)象頻發(fā)、顛簸時長增加的嚴(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)過實際生產(chǎn)運行驗證的行之有效的技術(shù)和做法，在行業(yè)內(nèi)加強推廣應(yīng)用，并不斷指導(dǎo)預(yù)警標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)報精度和技術(shù)升級，實現(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。

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。