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摘 要：民机试飞由于其风险系数较高的特点，对其运行监控是十分必要的。本文对民机试飞智能监控系统的建设进行简单探讨。首先分析了智能监控系统包含的功能模块，并对各个功能模块进行介绍;然后对系统架构进行浅析;最后对智能监控系统未来的发展方向进行探讨，供相关学者参考。
关键词：民机试飞;智能监控系统;运行状态监控
0 引言
在民航業内对于航班的运行监控是非常重视的，航班的运行监控不仅仅关系到运行效率，也关乎飞机安全。民用飞机的试飞工作通常可以分为科研试飞、设计优化和批产试飞等几个类别，由于试飞工作是对飞机的性能进行验证，存在高风险系数的特性，因此对于试飞飞机运行的监控工作显得更为重要。在试飞全过程中，不仅仅要监控飞机本身各个系统的工作状态，对于飞机的准备情况、现场保障执行、空中运行状态、气象情报影响等因素也需要统筹兼顾，从航空安全的角度，不安全事件的发生往往是多个维度的风险叠加导致[1]。因此试飞智能监控系统在建设时应当尽可能多维度的兼顾，辅助工作人员高质量、高效率地完成相关工作。此外，航班运行有相对固定的航路航线和运行时刻，试飞工作由于其对外界条件有特殊的科目要求，导致飞行计划多变，且飞行区域和航路也经常临时变化。本文将对试飞智能监控系统建设问题加以讨论，从系统所需的功能模块、系统架构和系统未来发展三个方面进行浅析。
1 系统功能模块
试飞智能监控系统在监控方面至少应包含以下几个部分：试飞气象监控、航行情报监控、试飞现场监控、飞机参数监控、运行状态监控、试飞任务监控。并且基于以上功能模块，引伸出系统交互模块、用户管理模块等。下面分别对功能模块进行简析。
试飞气象监控是智能监控系统的重要组成部分，由于试飞任务对气象的特殊要求，许多任务需要捕捉转瞬即逝的气象窗口，因此对气象的监控提出了高要求。试飞气象监控应包含试飞任务开展地区一定范围内的详细气象数据，在呈现方式上最好能三维立体呈现和数值化呈现等多种方式。随着信息技术的发展，在气象监控模块不应该局限于对现时刻气象信息的呈现，更需要对未来一定时刻内气象的准确预测。
航行情报监控模块需要对航行情报进行收集并及时更新[2]。数据要需要收集NAIP、AIP、NOTAM等数据，并且需要对其深度融合;在智能监控系统中，最好能够对机场、空域、航路进行三维构建，并且情报限制数据能够数字化展示和处理。航行情报的收集可以根据试飞任务的要求进行筛选。
试飞现场监控更多面向试飞多地开展的情况，由于试飞飞机经常外场开展试验，针对外场的试验开展情况，地面保障情况，飞机维护情况等需要实时掌控。智能监控系统可以在外场关键位置设置远程监控摄像实现对外场现场的实时视频监控。同时也可以应用远程塔台技术，实现在主基地对各个外场的远程指挥和监控。
飞机参数监控模块是针对飞机系统的监控。系统接入飞机遥测数据，提取飞机各个系统的关键参数，针对各个系统定义预警逻辑。当飞机系统异常并达到预设阀值时，智能监控系统自动发出预警，并直接定位到相关系统的所有参数，供现场监控人员分析和决策。
运行状态监控需要融合飞机遥测参数、ACARS数据、ADS-B数据[3]、北斗数据对飞行过程中飞机内部和整体的信息进行监控。在整体系统中，通过关联处理飞机参数与外界条件信息，实现自动告警功能，例如危险天气影响安全高度告警、飞机高度低于空域高度告警、飞机飞出空域范围告警等。
其他模块例如系统交互、用户管理、数据管理等与其他系统差异较小，可以根据用户特点、数据特点、场景需求等进行个性化定制，在系统实际搭建过程中进行具体定义，此处不加以详细叙述。
2 系统架构
试飞智能监控系统涉及多地试飞、不定时段试飞、不定地点试飞等情况，在系统架构建设时应考虑远程访问、系统24小时运行的情况。由于数据量较大，并且实时计算、关联处理的情况较多，因此采用B/S架构，将数据处理集中在云端服务器执行，用户使用计算机在浏览器中远程读取服务器处理结果并进行展示是较好的选择。同时也利于系统升级与维护。另外在系统建设时，由于试飞数据的保密要求，数据不能通过互联网传输，需要建立专网或者利用企业内网对系统进行访问，对系统的安全防护方面要加强建设。
根据第1章介绍的系统功能模块，系统应该包含一个运行计算中心服务器，该服务器应该连接企业内网，另需多台服务器收集气象、情报、视频监控等信息，供中心服务器提取数据。为了系统安全，在中心服务器与这些服务器之间需加入安全网闸等设备隔离，软件层面也做好安全防护。用户可以通过企业内网对系统进行访问。
3 系统未来发展探讨
试飞智能监控的发展是与技术发展紧密相关的。早期飞行监控系统可能只有飞机的位置、高度、速度等信息，实现对飞机的定位即可[4]。随着硬件性能的升级、软件技术的进步，对信息的收集速度、处理速度、处理方法都有较大提升。未来技术发展可能带动系统发展，大体分为以下几个方面。
（1）信息处理。技术升级带来信息传递与处理速度的提升，因此系统的信息计算能力也会得到加强，对数据的挖掘与利用能力都会有大幅提升。例如随着深度学习技术的应用，现在气象方面对局部地区的短期气象精准预报能力有了很大提升;飞机参数也会随着通信技术发展实现全量参数的实时下传和处理;这些都将给系统带来大幅的提升。
（2）信息显示。在用户端使用体验中，信息交互与显示是极为重要的方面。飞机运行监控以从二维显示往三维显示方向发展。随着地图建模与立体显示技术成熟应用，计算机CPU与GPU的处理性能提升，在三维建模的地图平台上叠加显示实时的三维气象信息已经可以实现，这能给用户带来更多的信息量。
（3）用户交互。系统的流畅性、界面设计的友好程度、操作的便捷性都影响到系统与用户交互的表现[5]。系统软硬件的升级支持系统流畅运行，系统界面和系统操作都会随着系统投入应用以后收集的用户反馈不断改进与提升。而且技术的发展可能带来新的交互方式，例如在未来监视系统监视飞机运行时，可能出现全息投影显示，并加以手势感应控制。
4 总结
本文对民机试飞所用的试飞智能监控系统建设进行探讨，包含系统功能模块、系统架构和系统未来发展三个方面。随着信息技术的不断发展，许多新兴技术投入应用，试飞智能监控应该及时使用合适的技术，不断进步，实现更准确、更全面、更实时的试飞监控功能。但是在应用新技术时需要注意系统的稳定性，系统稳定运行在试飞运行监控中是首要要求。在智能监控系统建设时，对于交互、安全等方面也是需要着重考虑的点。交互设计需要在使用过程中进行不断改进升级，在系统安全方面要及时更新相关设备，升级防护策略，保证系统安全、流畅运行。
参考文献：
[1]王永刚.航空公司运行风险因子交互作用规律研究[J].中国安全生产科学技术，2012（5）：111-115.
[2]曹燕.浅谈航空情报在确保飞行安全的重要作用[J].中国战略新兴产业，2019（40）：241-242.
[3]张召悦，韩邦村，高春燕.基于数据融合的ADS-B/ACARS空域监视系统设计[J].航空计算技术，2013（4）：91-94.
[4]牟奇锋.空中交通管理中的防撞策略问题研究[D].西南交通大学，2010.
[5]黄聪美.多屏互动的用户需求及其交互设计研究[D].华中科技大学，2015.
关键词：民机试飞;智能监控系统;运行状态监控
0 引言
在民航業内对于航班的运行监控是非常重视的，航班的运行监控不仅仅关系到运行效率，也关乎飞机安全。民用飞机的试飞工作通常可以分为科研试飞、设计优化和批产试飞等几个类别，由于试飞工作是对飞机的性能进行验证，存在高风险系数的特性，因此对于试飞飞机运行的监控工作显得更为重要。在试飞全过程中，不仅仅要监控飞机本身各个系统的工作状态，对于飞机的准备情况、现场保障执行、空中运行状态、气象情报影响等因素也需要统筹兼顾，从航空安全的角度，不安全事件的发生往往是多个维度的风险叠加导致[1]。因此试飞智能监控系统在建设时应当尽可能多维度的兼顾，辅助工作人员高质量、高效率地完成相关工作。此外，航班运行有相对固定的航路航线和运行时刻，试飞工作由于其对外界条件有特殊的科目要求，导致飞行计划多变，且飞行区域和航路也经常临时变化。本文将对试飞智能监控系统建设问题加以讨论，从系统所需的功能模块、系统架构和系统未来发展三个方面进行浅析。
1 系统功能模块
试飞智能监控系统在监控方面至少应包含以下几个部分：试飞气象监控、航行情报监控、试飞现场监控、飞机参数监控、运行状态监控、试飞任务监控。并且基于以上功能模块，引伸出系统交互模块、用户管理模块等。下面分别对功能模块进行简析。
试飞气象监控是智能监控系统的重要组成部分，由于试飞任务对气象的特殊要求，许多任务需要捕捉转瞬即逝的气象窗口，因此对气象的监控提出了高要求。试飞气象监控应包含试飞任务开展地区一定范围内的详细气象数据，在呈现方式上最好能三维立体呈现和数值化呈现等多种方式。随着信息技术的发展，在气象监控模块不应该局限于对现时刻气象信息的呈现，更需要对未来一定时刻内气象的准确预测。
航行情报监控模块需要对航行情报进行收集并及时更新[2]。数据要需要收集NAIP、AIP、NOTAM等数据，并且需要对其深度融合;在智能监控系统中，最好能够对机场、空域、航路进行三维构建，并且情报限制数据能够数字化展示和处理。航行情报的收集可以根据试飞任务的要求进行筛选。
试飞现场监控更多面向试飞多地开展的情况，由于试飞飞机经常外场开展试验，针对外场的试验开展情况，地面保障情况，飞机维护情况等需要实时掌控。智能监控系统可以在外场关键位置设置远程监控摄像实现对外场现场的实时视频监控。同时也可以应用远程塔台技术，实现在主基地对各个外场的远程指挥和监控。
飞机参数监控模块是针对飞机系统的监控。系统接入飞机遥测数据，提取飞机各个系统的关键参数，针对各个系统定义预警逻辑。当飞机系统异常并达到预设阀值时，智能监控系统自动发出预警，并直接定位到相关系统的所有参数，供现场监控人员分析和决策。
运行状态监控需要融合飞机遥测参数、ACARS数据、ADS-B数据[3]、北斗数据对飞行过程中飞机内部和整体的信息进行监控。在整体系统中，通过关联处理飞机参数与外界条件信息，实现自动告警功能，例如危险天气影响安全高度告警、飞机高度低于空域高度告警、飞机飞出空域范围告警等。
其他模块例如系统交互、用户管理、数据管理等与其他系统差异较小，可以根据用户特点、数据特点、场景需求等进行个性化定制，在系统实际搭建过程中进行具体定义，此处不加以详细叙述。
2 系统架构
试飞智能监控系统涉及多地试飞、不定时段试飞、不定地点试飞等情况，在系统架构建设时应考虑远程访问、系统24小时运行的情况。由于数据量较大，并且实时计算、关联处理的情况较多，因此采用B/S架构，将数据处理集中在云端服务器执行，用户使用计算机在浏览器中远程读取服务器处理结果并进行展示是较好的选择。同时也利于系统升级与维护。另外在系统建设时，由于试飞数据的保密要求，数据不能通过互联网传输，需要建立专网或者利用企业内网对系统进行访问，对系统的安全防护方面要加强建设。
根据第1章介绍的系统功能模块，系统应该包含一个运行计算中心服务器，该服务器应该连接企业内网，另需多台服务器收集气象、情报、视频监控等信息，供中心服务器提取数据。为了系统安全，在中心服务器与这些服务器之间需加入安全网闸等设备隔离，软件层面也做好安全防护。用户可以通过企业内网对系统进行访问。
3 系统未来发展探讨
试飞智能监控的发展是与技术发展紧密相关的。早期飞行监控系统可能只有飞机的位置、高度、速度等信息，实现对飞机的定位即可[4]。随着硬件性能的升级、软件技术的进步，对信息的收集速度、处理速度、处理方法都有较大提升。未来技术发展可能带动系统发展，大体分为以下几个方面。
（1）信息处理。技术升级带来信息传递与处理速度的提升，因此系统的信息计算能力也会得到加强，对数据的挖掘与利用能力都会有大幅提升。例如随着深度学习技术的应用，现在气象方面对局部地区的短期气象精准预报能力有了很大提升;飞机参数也会随着通信技术发展实现全量参数的实时下传和处理;这些都将给系统带来大幅的提升。
（2）信息显示。在用户端使用体验中，信息交互与显示是极为重要的方面。飞机运行监控以从二维显示往三维显示方向发展。随着地图建模与立体显示技术成熟应用，计算机CPU与GPU的处理性能提升，在三维建模的地图平台上叠加显示实时的三维气象信息已经可以实现，这能给用户带来更多的信息量。
（3）用户交互。系统的流畅性、界面设计的友好程度、操作的便捷性都影响到系统与用户交互的表现[5]。系统软硬件的升级支持系统流畅运行，系统界面和系统操作都会随着系统投入应用以后收集的用户反馈不断改进与提升。而且技术的发展可能带来新的交互方式，例如在未来监视系统监视飞机运行时，可能出现全息投影显示，并加以手势感应控制。
4 总结
本文对民机试飞所用的试飞智能监控系统建设进行探讨，包含系统功能模块、系统架构和系统未来发展三个方面。随着信息技术的不断发展，许多新兴技术投入应用，试飞智能监控应该及时使用合适的技术，不断进步，实现更准确、更全面、更实时的试飞监控功能。但是在应用新技术时需要注意系统的稳定性，系统稳定运行在试飞运行监控中是首要要求。在智能监控系统建设时，对于交互、安全等方面也是需要着重考虑的点。交互设计需要在使用过程中进行不断改进升级，在系统安全方面要及时更新相关设备，升级防护策略，保证系统安全、流畅运行。
参考文献：
[1]王永刚.航空公司运行风险因子交互作用规律研究[J].中国安全生产科学技术，2012（5）：111-115.
[2]曹燕.浅谈航空情报在确保飞行安全的重要作用[J].中国战略新兴产业，2019（40）：241-242.
[3]张召悦，韩邦村，高春燕.基于数据融合的ADS-B/ACARS空域监视系统设计[J].航空计算技术，2013（4）：91-94.
[4]牟奇锋.空中交通管理中的防撞策略问题研究[D].西南交通大学，2010.
[5]黄聪美.多屏互动的用户需求及其交互设计研究[D].华中科技大学，2015.