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智慧民航案例展示:Ameco华北航线中心雷电监测预 发布时间:2020-05-29 12:31 

  为了深化民航智慧化建设,民航资源网启动“2019智慧民航优秀解决方案暨应用案例”征集及评选活动,寻找创新践行企业分享先进经验。目前已经收到了来自航空公司、机场、技术供应商投递的大量案例,民航资源网将陆续展示分享。

  在民航领域,雷电会引发飞行器安全事故、机坪人身伤害、电气设备损毁,也是造成航班延误的最主要的气象现象。北京飞机维修工程有限公司(以下简称“Ameco”)华北航线中心所处的首都机场工作区域,是北京市雷电高发区域之一,雷电灾害危及航空公司航班运行效率、外场各类运行保障作业人员人身安全。

  2001年5月3日,8名机械员在四机位停机坪工作时遭雷击,其中一人致残。

  2013年8月11日,两名机坪保洁人员在首都机场公务机坪遭雷击,其中一名身亡。

  为防止雷击伤人事件的发生,Ameco华北航线中心的前身Ameco航线维修部,与北京专业气象台接洽,经气象专家会商,采用“只读雷达回波强度”的方法提供雷电预警服务。但因其判断方法单一,虽然员工安全得到了一定程度的保障,但因停工时间过长,影响了航空公司的运行。

  鉴于此,Ameco华北航线中心引入了新型雷电监测预警技术,针对雷雨天气的机坪作业场景展开专项研究和应用,也是此技术在国内民航业的首次应用。

  Ameco华北航线中心雷电监测预警技术应用项目利用海量的雷电相关大数据(定位/电场/气象),通过机器学习方法建立短时预报/临近预警模型 。与以往技术应用对比,优点明显:(1)预测精准度大幅提升,对作业指导意见明确;(2)充分体现雷电局地特征,便于辨识,大幅降低误判、漏判造成的停工时间;(3)模型性能随着数据积累不断进化,优化时间窗管理,缩短复工周期。

  经过两年半的使用,Ameco华北航线在雷暴季节的作业安全、生产效率和客户满意度方面获得巨大的提升,取得了可观的效益。针对国内民航繁忙地区雷雨季航班正点率保障,该项目的技术应用具有良好的借鉴和推广价值。

  Ameco华北航线中心以首都机场主要工作区设定为核心雷电监测预警区域,并外扩30、60、90、120公里多范围监测预警区域,具备精准雷电趋势分析和短时预警能力。

  通过对预测要素(雷电、电场、云团等)的实时大数据采集,形成可分析应用的有效数据源;

  根据实际工作情况,制定机坪雷电分级预警标准。针对警报级别建立雷电分级预警响应机制 。

  1、引入了实时的闪电定位、大气电场、气象雷达等数据,以机坪为雷电防护目标区,使用机器学习算法构建了雷电临近预测模型,在零漏报的前提下,30分钟预测命中率超过80%,模型效能行业领先。

  2、根据飞行区管理部外场工作的特点,确定了雷电预警分级标准。系统预报预警范围涵盖15~60分钟的临近预警、2小时的短时预报和高雷暴日辨识,为雷电主动防御措施的开启提供精准的时间窗管理手段,达到“安全-效益双升”的目标。

  4、以机场周边历年来积累的雷电大数据,结合飞行区管理部雷电天气作业动作分类,创造性的绘制了“雷击风险-作业成本”曲线,使现场决策者能够量化的确定停复工的时间窗口,实现“风险-收益”的最优平衡。

  Ameco华北航线中心雷电监测预警技术成功应用后,在安全、经济和客户满意度等方面都获得了提升,主要体现在:

  (1)新型的雷电监测预警系统实时获取机场附近的雷电和天气信息,根据雷暴的抵近按照60分钟、30分钟、15分钟向机务作业现场发出蓝、黄、红色告警,使得雷暴天气下的作业风险得到了量化控制。

  (2)系统以可视化的方式实时提供雷电发生和运移信息,现场管理人员可以清晰地了解作业场地周边的雷电态势,安全管理有章可循。

  (3)从2016年使用雷电监测预警系统以来,华北航线中心没有再发生一起雷电伤人事件,这也证明了系统的有效性。

  (1)根据Ameco华北航线中心的统计,采用新型雷电监测预警系统之前,每年因为雷电的停工时间高达50~70小时。采用新系统之后,减少了90%以上的非必要停工。2016年9月停工时间缩短为1.5小时。2017年全年停工不超过3小时,2018年更是达到了创纪录的0.5小时(一定程度也是因为2018年雷暴比往年少)。

  (2)以每年减少50个小时的非必要停工为基准测算,可节约工时7000小时;多提供1000航班、18万名旅客的正常出行。

  注:以保守的T3东区每小时保障20个进出港航班为例,比传统的气象预报模式减少停工累计57小时,可多提供1140班、20.5万名旅客(平均每班按180人)正常出行;折合飞机航油、飞行员飞行小时等有形无形资源的节约,给航空公司带来了很大的营运效益。同时,机务外场人员大大缩短了无效工时的上岗时间,以每次停工至少需1小时恢复生产为例,每减少一次误停工可节约工时140小时,维修保障效率提升明显。

  按照航空公司的测算口径,航班每延误一分钟的综合损失是1000元。以每小时10个出港航班为基准测算,机务停工1小时将导致航空公司32万元的综合损失。全年减少50个小时的非必要停工,将使航司的损失减少1600万元。

  也因为上述原因,华北航线中心自采用新型雷电监测预警系统大幅减少非必要停工之后,得到了国航客户的认可,每年雷暴季结束均获得来自国航客户的赞扬。

  Ameco华北航线中心根据技术应用效果和管理经验,撰写了《利用雷电监测预警技术提升民航飞机维修安全和效率》,发表于《航空安全》2019年第4期。

  Ameco华北航线中心雷电监测预警技术应用项目现已被北京首都国际机场、海口美兰机场等多家民航企业借鉴应用。

  以雷电的密度、强度、持续时间而言,Ameco华北航线中心属雷电低危害地区,更多的航线中心和分公司在雷电预警方面有着更加迫切的需要,以提升生产安全和作业效率。并且经过两年半的实践,华北航线中心已经总结出一整套完善的雷电天气作业程序和最佳实践指南,为Ameco集团整体和国内主要雷电活动地区民航企业推广新型雷电监测预警系统打下了坚实的基础。

  民航机务公司作为安全和飞行正点率保障的重要单位,在夏季始终受到雷电天气干扰。Ameco华北航线中心的雷电监测预警技术应用为雷雨季飞行正点保证和智慧民航建设提供了新的实践。



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