一、前言

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（一）智慧機場的提出

我國機場在經歷了“電子機場”、“數字機場”、“智能機場”階段的同時，隨著物聯網、大數據、云計算、移動互聯網等技術的發展，國內民航專業人員根據已提出的“智慧地球”和“智慧城市”的概念提出了“智慧機場”的發展理念。

2008年11月，IBM公司*執行官彭明盛最早提出“智慧地球”的概念。2009年8月，IBM公司發布了《智慧地球贏在中國》計劃書，計劃書中指出“智慧城市”作為IBM為中國量身打造的六大智慧之一。隨后，IBM的智慧解決方案陸續在我國各個領域得到推進。到目前為止，我國已有上百個地區提出建設“智慧城市”。2014年8月29日，經國務院同意，發改委、工信部等八部委印發了《關于促進智慧城市健康發展的指導意見》。意見中提出，到2020年建成一批特色鮮明的智慧城市，聚集和輻射帶動作用大幅增強，綜合競爭優勢明顯提高，在保障和改善民生服務、創新社會管理、維護網絡安全等方面取得顯著成效。民用航空機場作為城市交通中的重要組成部分，甚至可以說機場本身就是一個微型城市，隨著對“智慧城市”重視程度提高，“智慧機場”概念的提出和發展也逐漸得到認可和推廣。

（二）民航局政策和發展規劃

2017年9月在成都召開的“加快推進民航基礎設施建設工作會議”上，中國民用航空局黨組書記、局長馮正霖出席會議并強調，要加快民航基礎設施建設，推進建設平安機場、綠色機場、智慧機場、人文機場，大力推進民航強國發展戰略，為*和地方經濟社會發展作出新的更大貢獻。

在2017年11月召開的民航局黨組中心組學習會上，董志毅副局長講到“我們要加強頂層設計，制定行業標準規范，深入研究包括智慧空管、智慧機場、智慧航空等在內的智慧民航建設。2018年，我們要制定新技術產品名錄指南和工作路線圖，重點推動智慧機場建設。”

在“十三五”期間，我國將新建機場33座，包括北京新機場、成都天府國際機場等一批超大型民用運輸樞紐機場，并將完成51個樞紐機場的擴建，與此同時，隨著京津冀、長三角、珠三角各區域機場的發展，將形成三大*區域多機場群落，我國機場將迎來一個全新、高速的發展階段。《民航科技發展“十三五”規劃》中明確提出，將著力提升信息化水平作為主要任務之一，推進民航公共云服務、新一代空管基礎設施、智慧機場、民航互聯網+行動計劃、網絡安全等方面的工程建設，為民航持續安全、科學發展提供強有力的信息支撐。

二、智慧機場的理解與定義

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“智慧機場”概念被提出的這幾年來，在民航業內尚未有一個統一的定義。其原因在于隨著當前信息技術的迅猛發展，不斷有新的技術和理念應用于機場，使得“智慧機場”的內涵和實現不斷延展;同時，由于機場是一個涉及多方作業人員的龐大復雜基礎服務設施，擁有空側、航站樓、陸側等多方面的復雜業務場景，不同的作業人員、不同的業務場景對“智慧機場”的需求和理解也不盡相同。圖1展示了機場航班、旅客、行李等方面的業務流程示意圖。

在航班進港和出港的過程中，主要涉及航空器著陸、進/出港滑行、地面服務保障和航空器起飛等業務流程;以旅客為業務對象主要包括旅客進/出港、值機、邊檢、安檢、擺渡、登機等業務流程;在行李的角度，涉及進/出港行李機下保障、運輸、提取、分揀等環節。可以發現，不同的業務對象涉及到不同的業務流程。機場各個業務對象的流程全部覆蓋了機場空側、航站樓和陸側三大區域。因此，全面實現“智慧機場”就必須實現“智慧空側”、“智慧航站樓”和“智慧陸側”的建設和發展，如圖2所示。

機場空側以保障航空器安全、高效的運行為核心工作，通過對氣象數據、空管數據、場面雷達數據、跑道異物監測系統數據、自動泊位與引導數據、特種車輛調度數據、圍界安全監控數據等多源異構信息進行實時的獲取，實現對空側安全的監控和預警;再通過對相關數據的整合、分析、挖掘，實現對跑道滑行道運行能力、特種車輛調度、跑滑結構的智能化評估與優化建議，從而實現為空側高效的運行提供合理的資源保障和配置。

機場航站樓是旅客航空出行的首要場所和重要場景，旅客對服務的高滿意度和商業的高經濟創收是航站樓運營的核心工作。旅客在航站樓內實現自助化服務是智慧航站樓的重要體現，例如自助值機、自助行李托運、自助安檢等服務。各種自助設備有助于對旅客的值機、行李、安檢、購物、登機等關鍵信息進行采集，從而成為構建面向旅客服務的大數據體系的重要信息源。為旅客提供個性化、*化的服務也是智慧航站樓的重要應用場景，利用構建的旅客大數據體系進行深度分析和挖掘，可以為旅客個體提供個性化的樓內引導、航顯提醒、廣告推送等應用。

由于民航運輸是依靠航空器起降和飛行的自身特點，城市機場通常選擇離城市中心較遠的地帶，這便使得旅客搭乘飛機出行通常會付出較高的時間代價，并且隨著城市交通的不斷發展，機場從以往的單一交通發展成為如今綜合高速、高鐵、地鐵等多交通復雜樞紐，如何保障旅客和車輛在機場與城市之間快速、便捷、舒適地通行已成為機場陸側運行與管理的重要任務。智慧陸側的發展可依靠建設機場綜合交通，實現民航運輸與地面交通運輸的無縫銜接，多交通方式及多區域通行的智能調度與資源分配，不但能滿足旅客不同的出行需求，還可為旅客節約出行時間和降低出行成本。

隨著信息技術的不斷發展以及民航機場業務的不斷擴展，對智慧機場的需求和理解也在不斷的認識和更新。從現階段看來，智慧機場可定義為：運用物聯網、大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術，全面覆蓋機場空側、航站樓、陸側區域實現對航班、旅客、行李、車輛的精細化、協同化、可視化、智能化的運行與管理。

三、智慧機場技術特征

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為保障航空器安全、高效的運行，智慧空側技術需具備以下技術功能：（1）飛行區航空器、特種車輛的*測量與定位;（2）空側全景視頻監控，并在低能見度時對圖像增強處理;（3）集成多種監視系統數據，實現跑道、滑行道、停機坪在內的飛行區全覆蓋監視，并具備飛行區范圍的完備告警功能。建設智慧空側必須形成一個綜合了多種傳感器的復雜系統，各傳感器由于其功能定位的不同，獲取的信息之間存在極大的互補性和冗余性，必須對各傳感器的接收信號和數據依據一定的規則進行多源數據融合處理，才能獲得比單一傳感器數據更為*可靠的活動目標信息。沖突檢測技術也是智慧空側的核心技術之一，利用獲取到的活動目標監視數據，對場面運行態勢進行分析并及時發布沖突告警，以防止活動目標之間、以及活動目標與其他物體之間出現違背管制規則的情形。機場場面作為航空器運行的主要場景，路徑規劃技術可實現對航空器場面滑行的路由規劃，為場面上所有航班提出合理的滑行路由，并考慮當前場面運行態勢、管制指令、場面資源占用沖突等，實時動態地提供合理路由，從而保障空側安全高效的運行。

自“真情服務”的理念被提出以來，為旅客提供便捷的登機服務是機場航站樓運行的重要目標。利用視頻智能分析技術對旅客在航站樓內的全流程進行跟蹤和服務，獲得航站樓內旅客人流實時分布情況，實現航站樓內旅客密度、排隊情況的智能監測和預警;大數據和云計算技術可用于對旅客航空信息及消費信息進行深度挖掘，為旅客推送個性化、*化的商業廣告服務;網絡輿情技術可運用于對旅客在網絡媒體上表達的異常情緒甚至是不安全隱患進行偵察和情感分析，為旅客服務滿意度提升和機場安全預警提供依據;借助移動互聯網技術改善機場商業經營模式，將傳統的線下商業與“互聯網+”結合在一起，形成機場線上與線下商業融合發展的新模式。機場除了為旅客的出行提供便捷舒適的服務以外，還負責對旅客行李進行高效準確的分揀、運輸和提取。機場行李處理系統是機場最龐大最復雜的系統之一，行李高速自動分揀技術可實現行李的*、快速分揀和運輸，RFID識別及追蹤技術對行李進行全流程節點追蹤，防止行李錯裝、漏裝，提高行李裝運準確率，并將相關信息實時推送至機場、航空公司和旅客。視頻智能分析技術、大數據與云計算技術、網絡輿情技術、移動互聯網技術、行李高速自動分揀技術和RFID識別及追蹤技術都將助力于智慧航站樓的發展，成為智慧機場建設的重要組成部分。

機場陸側是集公交、地鐵、高鐵、私家車等不同交通方式運行為一體的綜合交通樞紐，其涉及的業務場景不僅包括旅客和車輛的到達聚集，還包括旅客和車輛的分流以及多交通資源的配置和調度。因此，智慧陸側的建設體現在綜合交通的智慧監測、智慧調度、智慧服務等方面。開展公共區域旅客人流監測技術、綜合交通運行狀態檢測技術和運力仿真評估與動態推演預測預警技術的研究，可感知綜合交通的運行態勢;利用旅客疏解與交通運力匹配技術、交通運力柔性調度與應急調度技術、旅客應急疏散技術實現交通的協同運行與管理;在綜合交通區域增設多交通方式一體化智慧安檢系統、智能導乘導航和多交通方式換乘自助設備可為旅客提供智能化的便捷服務。

智慧機場的建設離不開物聯網、大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術以及智能化、自動化的設施設備作為支撐，從而實現機場空側、航站樓和陸側的精細化、協同化、可視化、智能化的運行與管理。

四、智慧機場相關系統產品

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中國民航局第二研究所（以下簡稱“民航二所”）緊跟信息技術發展的步伐，研發了一系列建設智慧機場的系統及服務，并在各大機場得到了廣泛的應用。民航二所關于建設智慧機場的系統產品全面覆蓋了機場的空側、樓內、陸側三大板塊，從機場生產作業層到業務管理層到管理決策層均提供了不同產品進行信息化支撐，同時不同產品之間依照業務流程的時序性、作業區域的關聯性、生產管理的層級性建立起了有機聯系，形成了針對機場運行與管理的整體解決方案。圖3為系統產品的整體解決方案體系架構。

民航二所系統產品的整體解決方案從下至上依次為大數據中心層、生產作業層、業務管理層和管理決策層。大數據中心層主要包括機場云計算中心和大數據應用。機場云計算中心實現機場業務數據的匯集和存儲，利用對機場大數據價值的挖掘和分析，形成了一系列基于機場大數據的系統產品和評估服務。其中，機場輿情監控系統通過對各類互聯網信息進行自動抓取和收集，利用大數據技術進行挖掘和分析，實現民航服務質量、機場交通和項目招投標的分析和預警，以及為民航政策方針和產業發展提供決策支持;機場旅客服務質量評估方案可找出機場服務質量的痛點和關鍵點，并根據評估結果為機場提供服務質量提升建議;機場仿真模擬運行評估方案利用機場業務數據結合自定義的仿真模型，實現機場業務全流程的仿真還原;機場運行保障能力評估方案圍繞機場生產運行信息，利用數學模型和數據挖掘方法實現對各業務環節的指標評估。

生產作業層的相關系統產品覆蓋了機場空側、航站樓和陸側三大區域。空側安全運行管理系統可實現空側多點定位監視功能、全景視頻增強監視功能和綜合指揮運行功能，并可為機場空側提供監視服務、安全服務和信息服務;地面服務管理系統是面向民航機場地面服務指揮調度及運營監控的生產作業管理系統，該系統在實現生產信息集成與融合、保障流程及服務標準規范化管理基礎上，為用戶提供生產信息查詢、保障計劃制定、服務數據采集、服務流程監控、生產信息統計分析等功能。行李全程追蹤系統是一套集離港、進港、中轉行李實時追蹤、確認并提供數據中心相關服務的綜合系統;旅客分布實時監測系統對旅客在航站樓內實現全流程的跟蹤和服務，獲得航站樓內旅客人流實時分布情況，實現航站樓內旅客密度、排隊情況的智能監測和預警;GTC交通運輸管理平臺是對機場綜合交通實施運行監測、信息服務、資源調配、應急處置、協同管理的綜合運輸管理服務平臺，該平臺整合各種交通方式班次與旅客信息，實現陸側交通的引導、調度和流量監控，管理多交通方式的協同運行和資源調配，為旅客和交通方式提供高效運行的保障。

在業務管理層中，新一代智能信息集成系統主要服務于機場航班運行保障業務板塊的生產運營核心系統，該系統支撐了機場航班信息的管理和發布業務、機場動態運營資源的分配和管理業務以及地面服務保障的監控和保障業務;航班正常監測系統引接管理局時刻協調管理系統及機場、空管局、航信等運輸保障單位有關航班運行的數據，經過融合、處理后形成航班正常監測系統的數據模型，實現了航班動態實時監控、延誤原因判定、航班統計分析、航線航班核查、監督檢查以及系統管理等六大功能模塊。

對于管理決策層，A-CDM協同決策管理系統是以機場為中心協同空管、航空公司，以民航大數據共享為驅動，以統一的信息化平臺為基礎，以可視化決策為手段，并實現機場整體態勢感知功能、不利條件下機場容量協調功能、航班里程碑監控功能、可變滑行時間計算功能、航班離港排序功能和數據可視化決策功能。

五、結束語

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民航機場作為以運輸旅客出行為目的的重要場所，智慧機場的建設必須以旅客為核心，是當代民航“以人為本”發展的必要趨勢，并通過對機場運行、航班保障、商業推廣等業務和服務的精細化、協同化、可視化、智能化運行與管理，確保旅客出行過程中的安全性、高效性、便捷性和舒適性。運用物聯網、大數據、云計算、移動互聯網等新一代信息技術建設智慧機場是建設我國智能綜合交通運輸管理的需要，也是假設我國民航智慧運行管理的需要，更是我國從民航大國向民航強國的必經之路。