目前,中国民航运输航空亿客公里死亡人数十年滚动值、百万小时重大事故率十年滚动值、百万架次重大事故率十年滚动值等三大安全指标均降为“0”,远优于同期世界平均水平,也优于主要发达国家水平。近5年,中国民用航空行业的责任征候和严重责任征候万时率均为历史最低,安全运行质量持续提升。这背后的一个关键因素就是来自于科技的进步。“由于科学技术的进步,世界民航运输空难次数比70年前下降了大约三分之二。”中国知名飞行员、浙江长龙航空有限公司客机A320机长王捷表示,落实“对安全隐患零容忍”的要求,必须充分利用科技创新成果,实现科技兴安。
作为一位长期从事航空科技创新研究工作的科研专家,王捷在航空飞行理论、飞行技术、风险识别与防控、安全管理以及质量方面等方面拥有丰富的研究经验。近几年,为了提高中国民用航空安全水平,王捷将大部分精力都放在航空安全科技的创新研发项目中,在他看来,创新是引领发展的第一动力,谋创新就是谋未来,这是中国航空领域让世界刮目相看的“深层密码”。
正是在这一宏远目标的引领下,王捷结合当前民用航空安全管理方面的急切需求,不断尝试将新一代传感技术、人工智能技术、人机协同技术、数字孪生技术、知识图谱等前沿技术引入到民用航空安全管理、风险防控、飞行管理以及险情决策管理等各个细分领域,由此研发出“基于传感和人工智能技术的民用飞机重着陆预警系统V1.0”“基于人机协同的民航客机空中险情解决决策平台V1.0”“基于数字孪生的民用航空器飞行与民航运作管理系统V1.0”“基于知识图谱的民航安全风险评估与处理系统V1.0”等一系列极具重大技术突破和市场价值的科研成果,这些成果在广泛应用中,解决了我国民用航空行业长期以来的安全隐患和风险问题,为中国民航安全水平的快速提升奠定了坚实的科技基础。
其中,在“基于传感和人工智能技术的民用飞机重着陆预警系统V1.0”中,王捷将传感技术和数据挖掘技术进行创新性融合,以便于快速感知与抓取快速访问记录器(QAR)中的飞行数据与各部分运行数据,及时识别飞机进近和着陆两个阶段的无线电高度RALT( feet) 、飞机重量GW( t) 、垂直加速度VRTG( G) 、垂直下降率IVV( feet /min) 、侧向加速度LATG( G) 、俯仰角PITCH(°)和横滚角ROLL(°) 等关键数据。在此基础上王捷依托于人工智能技术,构建了基于记忆网络的飞机重着陆预测模型,使得该系统可以智能分析出飞机重着陆趋势信息,并提前8s发出重着陆预警提示,预测精度高达98.97%,平均绝对误差仅为0.0183,远远超过市面上的同类系统,是当前国内外所有飞机重着陆智能预警系统及方法中预警精度最高、操作便捷性最好、综合效益最大的研究成果,完美解决了飞机重着陆安全问题,这对整个民用航空领域来说是一次颠覆式的改变和发展。
在“基于知识图谱的民航安全风险评估与处理系统V1.0”中,王捷设计了数据采集处理模块、安全风险评估模块、风险管控决策模块等功能模块,并利用数据挖掘技术和Hadoop 分布式文件系统(HDFS),实现航空飞行环境信息、航线规划信息、飞机核心设备参数、飞行状态数据等数据信息的搜集、处理、储存,使得系统运算速度极快,几秒内就可实现TB级数据体量的集中管控和分布式储存。同时,为了实现对民航安全风险的精准识别,王捷采用了知识图谱技术,再辅以卷积神经网络CNN和循环神经网络RNN,构建以预设风险等级指标为导向的风险评估模型,模拟生物视觉机制进行航空安全风险的精准识别,准确率高达96.45%。最后,系统会结合风险类型,借助决策树算法匹配最佳的风险防控方案,辅助飞行员及时规避风险隐患,保证航空飞行的安全性和高效性。
科学研究虽为不易,但推进科研成果的产业化落地则更为艰难。面对这件“难而正确”的事,王捷表示:“科技创新是引领行业发展的第一动力,作为一名科技工作者,要从行业迫切需要和长远需求出发,着力解决最关键、最急需的科技难关,不怕困难,勇于开拓,为行业乃至整个产业的科技进步贡献一份力量!”在这样的信念下,王捷利用自身的行业资源和行业影响力,与众多航空公司的决策者进行深入交流,就成果引进与应用达成战略合作,深化科研成果的应用深度;同时,他还与国内知名技术推广服务机构建立合作关系,借助第三方的权威力量,促进这些科研成果的大面积广泛应用,提高科研成果的应用广度。截止到目前,王捷的多项科研成果被全国有接近5000多家航空公司、航空培训机构、航空制造企业等相关企业相继引入应用,并在实际应用中为这些企业创造出巨大的经济价值,进而在很大程度上推动了整个航空行业的快速发展。
凭借着卓越的科研贡献和非凡的飞行技能,王捷在第十九届中国科学家论坛上获得了“2021航空航天行业科技创新优秀发明成果”与“‘十四五’航空航天行业科技创新先锋人物”两项荣誉。众所周知,第十九届中国科学家论坛是由中国管理科学研究院商学院、《发现》杂志社、北京国际交流协会联合举办的大规模行业活动,而“2021航空航天行业科技创新优秀发明成果”与“‘十四五’航空航天行业科技创新先锋人物”是由国家级及以上级重大奖励评选及认定委员会认定的国家级重大奖项,代表着中国航天航空行业内的至高荣誉。所以,王捷能够获得双项荣誉,不仅证明了他的杰出能力与贡献,也代表着整个科技产业和航空产业对他的高度认可。
攀登科研高峰注定不会是一片坦途,一分耕耘、一分收获,科研路上也没有一滴汗水会白流。最后希望我国航空行业将涌现出越来越多如王捷这样的杰出科研人才,坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向行业重大需求、面向人民生命健康,不断向科学技术广度和深度进军,有信心、有能力抓住新一轮科技革命和产业变革的机遇,乘势而上,大展宏图,在航空科技创新研究中勇闯巅峰,开辟更宽广的天地!(文/刘思雨)
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