全球機場絕地反擊 技術(shù)支持仍有安全漏洞

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2014-08-15 11:16:38

摘自:中國安防展覽網(wǎng)整理

今年,航空行業(yè)成為安全重災(zāi)區(qū),接連發(fā)生的航空事故造成全球人對航空安全的擔(dān)憂。馬航失聯(lián)事件暴露出飛機安全的一個重大缺陷就是,飛行員可以輕易關(guān)閉應(yīng)答系統(tǒng),主動和地面上失去聯(lián)絡(luò),地面卻毫無辦法。

今年,航空行業(yè)成為安全重災(zāi)區(qū),接連發(fā)生的航空事故造成全球人對航空安全的擔(dān)憂。飛機作為一種現(xiàn)代化的交通工具在近兩年快速發(fā)展,越來越普遍,未來,飛機也將成為像動車、地鐵這樣普通的出行工具。因此,提高航空運輸安全是目前的重點,不僅僅是空中飛行過程中的安全,還包括地面起飛、降落及機場安全管理。

目前,無論是近期發(fā)生航空事故的航空公司還是沒有發(fā)生過的,全球機場都“抱團”反恐,利用超前的想法、全新的技術(shù)實現(xiàn)“絕地反擊”。8月8日,全球安保尖端技術(shù)匯聚深圳,以“智慧安保”為主題的第二屆中國機場安保論壇召開。

中國民用機場協(xié)會秘書長陳曉寧表示,我國機場每年為6.8億的旅客提供安保服務(wù),全球機場安防頂級技術(shù)向智慧安保發(fā)展。機場安保信息系統(tǒng)和視頻監(jiān)控智慧發(fā)展與應(yīng)用、機場安檢防爆技術(shù)發(fā)展與智慧應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在機場智慧安防中的應(yīng)用等迅速發(fā)展。目前,以“智慧安保”為核心的技術(shù)正不斷被推出。“智慧安保”技術(shù)得到了充分地交流與展示,這些以“智慧安保”為中心思想的世界領(lǐng)先技術(shù)包括:不用彎腰檢測的太赫茲安檢技術(shù)、顛覆傳統(tǒng)飛行模式的基于性能的導(dǎo)航(PBN)智慧安全飛行技術(shù)、世界第四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)——北斗系統(tǒng)的機載系統(tǒng)應(yīng)用、把海量視頻信息變成劇本的視頻結(jié)構(gòu)化描述技術(shù)、讓犯罪信息無所遁形的4K超高清視頻監(jiān)控技術(shù)、機場最新人臉識別技術(shù)、模擬機場現(xiàn)場的三維測繪技術(shù)、實現(xiàn)貨物安全監(jiān)控的RFID技術(shù)、時空軌跡分析技術(shù),防止爆炸擴散的防爆玻璃等。

技術(shù)支持航空安全仍有漏洞

雖然現(xiàn)在已經(jīng)有了如此多的航空安全技術(shù),但是從馬航等事故中,我們?nèi)詰?yīng)看到航空技術(shù)的一些漏洞。

漏洞1:數(shù)據(jù)報告系統(tǒng)可人為關(guān)閉

3月13日,美國全國廣播公司(ABC)消息稱,兩名美國官員透露,MH370客機的兩條通信系統(tǒng)并非同時關(guān)閉,這或許表明飛機失聯(lián)并非緣于災(zāi)難性故障。據(jù)報道,“數(shù)據(jù)報告系統(tǒng)”是在8日凌晨1點07分關(guān)閉,而“應(yīng)答機”則是在凌晨1點21分關(guān)閉。兩條系統(tǒng)屬于“系統(tǒng)性關(guān)閉”。“也就是說,通信系統(tǒng)的關(guān)閉可能是人為的。”ABC航空顧問約翰·蘭斯表示。后來馬來西亞方面確認了這一消息。

事實上,飛機上共有兩套可向地面發(fā)回實時數(shù)據(jù)的通聯(lián)系統(tǒng)。其中之一的“數(shù)據(jù)報告系統(tǒng)”,用專業(yè)術(shù)語來說就是“飛機通信尋址與報告系統(tǒng)(ACARS)”,它是一種在飛機和地面通訊站之間,通過無線電或衛(wèi)星傳輸短消息的數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)。據(jù)了解,ACARS可以記錄飛機的位置、高度、航向等詳細數(shù)據(jù),并把這些實時數(shù)據(jù)打包,過一段時間通過衛(wèi)星向地面接收基站發(fā)送一次“短信”。

“目前ACARS是可以被人為關(guān)掉的。ACARS位于駕駛艙地板下方的電子設(shè)備艙中,機組人員要通過通道下去才能將其關(guān)掉。從這個角度來說,ACARS的設(shè)計已經(jīng)為防止為人關(guān)閉做了一些防范。”廣東昌盛飛機設(shè)計有限公司總設(shè)計師周濟生說,“不過,我仍然呼吁將ACARS設(shè)計為不可人為關(guān)閉的,以保證飛機核心數(shù)據(jù)可以實時發(fā)回地面,這在技術(shù)上沒有任何難度。”

在周濟生看來,只要將ACARS放在飛機尾翼的非增壓區(qū)或不設(shè)通道就可以簡單實現(xiàn)ACARS的不可關(guān)閉。“這次的教訓(xùn)太慘重,必須讓飛機的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實時運行。”

建議:數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)設(shè)計為不可關(guān)閉

漏洞2:關(guān)閉應(yīng)答機飛機就失聯(lián)

除了ACARS,飛機的另一可以記錄飛機實時數(shù)據(jù)的通訊系統(tǒng)就是“應(yīng)答機”。民航局航空安全技術(shù)中心一位技術(shù)專家表示,應(yīng)答機的特點是,二次雷達發(fā)送探測信號給它,它才將位置、航向等數(shù)據(jù)發(fā)送給地面空管,通過實時監(jiān)控的屏幕,空管可以看到飛機的位置。

馬航失聯(lián)事件暴露出飛機安全的一個重大缺陷就是,飛行員可以輕易關(guān)閉應(yīng)答系統(tǒng),主動和地面上失去聯(lián)絡(luò),地面卻毫無辦法。

中國航空安全研究所副所長舒平表示,此次事故后,飛機制造商應(yīng)該考慮設(shè)置讓應(yīng)答機不能關(guān)閉,讓飛機始終處于可見狀態(tài),這在技術(shù)上也很容易做到。“只要把關(guān)閉鍵取消就行了,過去沒有這樣做是因為沒往這方面想。”

另一民航局安全技術(shù)專家也贊同這種說法。“將應(yīng)答機設(shè)計為不可關(guān)閉式的非常容易,只是需要更換的成本。”

但是,商飛公司C919大型客機副總設(shè)計師周貴榮表達了不同的看法,他說:“在飛機設(shè)計中人和機器占比多大其實是利弊的兩個方面。純機械設(shè)計不能保證所有情況都能想到,比起幾乎不會發(fā)生的人為關(guān)閉應(yīng)答機的問題,一旦發(fā)生機械故障,不可人為操作可能會引發(fā)更嚴(yán)重的安全風(fēng)險。”“因此還需要國際民航組織通過方案,來權(quán)衡是否需要做這種設(shè)計改變。”

建議:數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)設(shè)計為不可關(guān)閉

漏洞3:僅靠黑匣子保存數(shù)據(jù)

多位民航專家表示,黑匣子幾乎每一秒就要記錄一個數(shù)據(jù),飛機的位置、高度、速度、飛行員的每個駕駛動作和飛機相應(yīng)的響應(yīng)情況都會記錄在案,駕駛艙機組人員的語音錄音也會保存下來,可以說黑匣子中的數(shù)據(jù)是最全的。

不過,黑匣子的駕駛艙語音記錄儀(CVR)只能記錄2小時,飛行數(shù)據(jù)記錄儀(FDR)能記錄25小時。這就意味著,就算找到黑匣子,也只能顯示飛機發(fā)生事故之前2小時的數(shù)據(jù)。這對弄清空難原因、監(jiān)控駕駛艙突發(fā)情況非常不利。此外,黑匣子的蓄電時間為30天,一旦在30天內(nèi)找不到就很難再找到,M370航班上究竟發(fā)生了什么終將成謎。

“通過馬航事件我們不得不考慮,現(xiàn)有的數(shù)據(jù)傳輸是不是太過簡單了,ACARS是不是應(yīng)該記錄更多的飛機運行數(shù)據(jù),而不是僅僅依賴黑匣子。”周濟生認為,現(xiàn)有的ACARS應(yīng)該提高采樣頻率,數(shù)據(jù)打包發(fā)送的時間間隔也要再短一些

“未來還可以考慮在ACARS中記錄駕駛艙錄音,隨一般飛機運行數(shù)據(jù)一起實時傳回地面。這些數(shù)據(jù)其實并不大,成本不會太高。”周濟生說,“現(xiàn)在語音采集的麥克風(fēng)是可以破壞的,未來可以在駕駛艙內(nèi)安裝隱形麥克風(fēng)。”

建議:應(yīng)該實時傳送更多數(shù)據(jù)

漏洞4:有通訊設(shè)備卻無服務(wù)

事實上,作為飛機上最重要的實時通訊設(shè)備,ACARS可以通過衛(wèi)星和甚高頻、高頻無線電臺傳送數(shù)據(jù)。為了節(jié)約成本,很多航空公司的飛機上雖然有ACARS,但并未定制衛(wèi)星服務(wù)。而甚高頻在超過400公里之后就無法接收到信號,可及性遠遠比不上衛(wèi)星。

在周濟生看來,通過馬航事件,在技術(shù)層面,國際民航組織應(yīng)該和簽約國適航機構(gòu)共同研究飛機制造技術(shù)方面的建議。而在商業(yè)層面,上述各組織、機構(gòu)應(yīng)該強制要求取得運營資質(zhì)的航空公司必須購買衛(wèi)星通訊服務(wù)。

“至于購買什么級別的服務(wù),國際民航組織可以定一個最低下限。”周濟生說,“時至今日,關(guān)于飛機是如何失聯(lián)的,各路專家已經(jīng)分析了好多遍,今后如何監(jiān)控飛機顯得尤為重要,千萬不要讓馬航事件變成恐怖分子的教科書。”

建議:強制航空公司購買服務(wù)

漏洞5:二次雷達存在缺陷

著名雷達專家、中國工程院院士王小謨表示,馬航事件暴露出一個問題,當(dāng)前國際民航界為了節(jié)省成本而減少使用一次雷達,這樣的后果很嚴(yán)重。

據(jù)了解,民航系統(tǒng)原來使用和軍用雷達原理一樣的一次雷達,即通過飛機發(fā)射的電磁波發(fā)現(xiàn)和跟蹤飛機。但以北京到廣州2000多公里的距離為例,如果嚴(yán)密監(jiān)控,300公里就要布一個。為了節(jié)約成本,民航現(xiàn)在大多使用合作式的二次雷達,需要飛機上的應(yīng)答機與之配合。

“過去民航管制上還會配一些一次雷達,現(xiàn)在一次雷達越來越少,除了骨干站點,基本上沒有一次雷達。所以應(yīng)答機一關(guān),地面完全沒辦法。”王小謨說。

美國已經(jīng)找到了可行的替代辦法。“現(xiàn)在美國已經(jīng)不再發(fā)展雷達,而是在推廣廣播式自動相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)(ADS-B)。二次雷達基站建設(shè)、日常維護的成本至少在幾百萬,而這一新技術(shù)只需要建簡單的轉(zhuǎn)播站,成本將會成幾何倍數(shù)縮減。”周貴榮說。

事實上,除了更加便宜,作為美國“新一代航空運輸系統(tǒng)”的核心技術(shù)之一,ADS-B具有飛機監(jiān)控效率高、精度更準(zhǔn)確的特點。這可能是避免未來再度發(fā)生馬航事件的最佳答案

“目前我們國家西藏、東北和飛行學(xué)院都已經(jīng)開始使用這一系統(tǒng)了,未來一定會大規(guī)模推廣。”周濟生說,“性價比更高的通訊技術(shù)可以讓航空公司更有興趣購買通訊服務(wù),增加飛機安全性。”

建議:推廣更新監(jiān)控技術(shù)

漏洞6:機組背景調(diào)查缺乏

馬航客機失聯(lián)事件引發(fā)的另一個問題是機組成員劫機風(fēng)險的防范問題。根據(jù)世界各國的航空法規(guī),機長在航空飛行器上擁有絕對管轄權(quán)和最終決定權(quán),如果是機長劫機,除了擊落飛機,沒有任何控制手段。

不過,在飛行員的安全監(jiān)管方面各國管控力度不一,但總體來說,隱患尚存。“目前國際上對飛行員的背景調(diào)查在招飛時就進行了,之后就不會再審查,但人的認識和背景情況是會隨著時間而變化的。”舒平說,“而飛行員的背景調(diào)查究竟由誰來做在我國尚不明晰,是航空公司、公安部門還是安全部門?”

一位大型航空公司的機長也向記者表示,飛行員在執(zhí)照考試前會進行一次身份調(diào)查,之后雖會進行詢問,但調(diào)查并不嚴(yán)格。至于背景調(diào)查的內(nèi)容,這位機長表示不便透露。

“在美國,整個信息網(wǎng)絡(luò)十分完善,安全部門會建立數(shù)控人員數(shù)據(jù)庫,在我國恐怕并沒有這樣的身份背景數(shù)據(jù)庫。”某民航安全專家表示,而在加拿大,乘客可以通過航空公司網(wǎng)站,查到航空公司對飛行員的要求、飛行員的飛行經(jīng)驗、可以駕駛哪種飛機、合作信譽如何、一旦出現(xiàn)風(fēng)險的賠償金額等等。“未來,航空公司在機組人員的安全管控上必須加強力度。”

建議:建立飛行員數(shù)據(jù)庫

漏洞7:機上安全管理疏失

馬航首席飛行員里哈姆近日發(fā)布的一份通告顯示,事故發(fā)生后,馬航方面已經(jīng)下令實行更加嚴(yán)格的機上管理制度:機長及副駕駛不得單獨留在駕駛艙,即使是上廁所,也必須有一名空乘人員待在駕駛艙中;往駕駛艙送餐時,必須有一名空乘站在駕駛艙門口,防止旅客進入限制區(qū)。

馬來西亞機場集團也提醒從吉隆坡機場搭乘國際航班的旅客,需要在規(guī)定的3.5小時內(nèi)值機,以有足夠的時間進行更加嚴(yán)格的安檢和辦理出入境手續(xù)。

“這次馬航事件帶來的變革可能會更快地反映在局部的管理層面,也就是重點關(guān)注如何預(yù)防因航空公司和機場的管理漏洞造成的安全問題。因此航空公司的制度調(diào)整應(yīng)更有效、成本也更低。”周貴榮說,例如為了避免聯(lián)合劫機,正副機長不要固定搭配;長途飛行兩套機組怎樣實現(xiàn)無縫交接等等。

上述資深機長還表示,飛行員的心理問題也應(yīng)該引起足夠重視。“尤其是執(zhí)行長距離國際長途的飛行員,很容易出現(xiàn)疲勞和心理問題。今后,航空公司應(yīng)該強化對飛行員的心理疏導(dǎo),密切觀察飛行員的心理異常。”

建議:飛行管理要更細化

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