邢鵬輝

數(shù)據(jù)都去哪兒啦

ACARS（飛機通信尋址與報告系統(tǒng)），成為了馬航事件中最常被提及一個英文技術名詞。這個可以通過無線電以及衛(wèi)星讓飛機與地面對話的數(shù)字化數(shù)據(jù)鏈系統(tǒng)，已被廣泛用作航空公司對飛機進行監(jiān)控和指揮的一種通信系統(tǒng)。借由此系統(tǒng)，飛機可以向航空公司發(fā)送飛行航段、油耗、發(fā)動機狀態(tài)等短消息。既然是通信，反過來航空公司也可利用ACARS實時上傳飛行計劃和航路氣象信息等。

據(jù)報道，馬航MH370飛行過程中，ACARS被人為惡意關閉。那么為什么如此重要的監(jiān)控系統(tǒng)會被設置成可關閉的呢？首先要知道，關閉ACARS系統(tǒng)并不是件簡單的事，即使只關閉其機上信息輸入系統(tǒng)都需要一串連貫復雜的操作。想想波音777駕駛艙內(nèi)復雜的儀表盤，沒事兒關它干啥呢？那是因為一旦ACARS發(fā)生故障需要重啟，也為了避免因故障而干擾其它通信設備，以及避免在長時間工作時發(fā)熱量大，為預防火災和保護電氣系統(tǒng)，飛機設計時駕駛艙留有可以關閉ACARS信息注入系統(tǒng)的手動開關。

在無法從ACARS系統(tǒng)獲取飛行數(shù)據(jù)的時候，我們還有一個存儲數(shù)據(jù)的秘密武器。與ACARS不同的是，這個武器的工作不受人為控制，數(shù)據(jù)也不能被人為擦除和更改，這就是黑匣子。這件我們最不愿用到的武器，一般被藏在最后面——飛機尾部。因為黑匣子有可抗猛烈沖擊、抗高溫火燒、耐深海壓力、耐腐蝕浸泡等特殊功能，而我們飛機不具備這些本領。所以用到它的時候，基本是事后調(diào)查分析，為飛機事故查找真兇。

用于事故分析的抗毀型黑匣子里，記錄空速、高度、航向、垂直加速度等參數(shù)信息的，是其飛行數(shù)據(jù)記錄器（FDR）。通常情況下，F(xiàn)DR至少可以記錄斷電前25小時的飛行數(shù)據(jù)，因此幾乎滿足現(xiàn)有的所有航線的全程飛行數(shù)據(jù)記錄。我們大概都有耳聞，黑匣子可以記錄飛行員的通話，這是其另一部分在起作用，叫做座艙音頻記錄器（CVR）。它可記錄機組成員對話、空地通話、旅客廣播和駕駛艙環(huán)境聲音。CVR至少可以記錄斷電前2小時的音頻數(shù)據(jù)。

在飛行事故調(diào)查時，調(diào)查人員利用FDR數(shù)據(jù)可以重新生成飛機飛行軌跡，模擬再現(xiàn)災難過程，找出機械或電氣故障、駕駛員誤操作、遭遇惡劣天氣以及火災等事故原因。利用CVR數(shù)據(jù)既可以獲取機組成員話音信息，又可以通過駕駛艙座椅移動、艙門打開、爆炸、槍擊、失速警告、發(fā)動機異響等背景聲音間接分析事故原因。

雖然CVR能幫調(diào)查人員不少忙，但一旦有人非法闖入，并點了機組成員的啞穴，這件武器不就形同虛設了嘛？今天，我們行走在大街上，擁擠在地鐵里，無處不被攝像頭捕捉。視頻監(jiān)控技術如果可以在飛機駕駛艙內(nèi)安裝，就可以在日常飛行或飛行事故后通過視頻回放對駕駛艙發(fā)生的非法行為進行確認和取證。2006年7月，F(xiàn)AA發(fā)布了關于駕駛艙視頻記錄的抗毀黑匣子適航建議，但由于一些飛機在設計時限于技術水平、安裝成本和保護駕駛員隱私等原因，該標準一直未強制實施。目前，除少量較先進的民機外，絕大部分正在運營的飛機都未安裝抗毀視頻黑匣子。

動態(tài)、無線黑匣子

人們總是從教訓中汲取經(jīng)驗。2009年法航AF447航班失事后，為分析事故原因，調(diào)查人員鍥而不舍地尋找了兩年黑匣子。就此，國際民航組織對飛機關鍵參數(shù)的實時傳輸技術進行了深入討論，提出了“關鍵參數(shù)緊急傳輸”的建議，我們可以通俗的理解為“動態(tài)黑匣子技術”。所謂動態(tài)，是指在飛機飛行過程中，通過衛(wèi)星通信技術將飛機飛行狀態(tài)、發(fā)動機健康狀態(tài)等少量關鍵信息實時傳回地面。一來可以及時發(fā)現(xiàn)問題，空地積極協(xié)同處理，二來萬一出現(xiàn)事故，在地面上的大型設備中存儲的數(shù)據(jù)也可以彌補那個橘紅色的小匣子失蹤帶來的遺憾。

但是由于衛(wèi)星通信使用成本高、改裝難度大等因素，目前僅在國際航線和高原地區(qū)運行的飛機安裝有衛(wèi)星通信系統(tǒng)，利用衛(wèi)星實時傳輸飛行數(shù)據(jù)的技術并沒能得到全面實施。在逐步開通空中網(wǎng)絡的未來，希望衛(wèi)星首先是保障飛機關鍵參數(shù)的及時動態(tài)傳輸，再滿足人們?nèi)f米高空發(fā)微博的炫耀心態(tài)。

退一步考慮，即使暫時做不到從空中實時傳輸，如果飛行終止后可以無線傳輸，也能省去航空公司地面維護人員在機場來回奔波讀取、分析數(shù)據(jù)的煩惱。事實上，為了便于日常監(jiān)控和飛行品質(zhì)評估，如今的飛機駕駛艙內(nèi)，就安裝有非抗毀的快取記錄器（QAR）。QAR加上如今十分普及的移動通信無線傳輸技術，就是無線快取記錄器（WQAR）。就好像古時候一句話刻在石頭上，扔不了多遠?，F(xiàn)在我們把它寫進手機里，點發(fā)送鍵即可實現(xiàn)傳閱了一樣，該技術將日常生活中的3G手機上網(wǎng)功能移植到快取記錄器中。WQAR不需要像QAR那樣人工手動插拔數(shù)據(jù)卡來獲取數(shù)據(jù)，可減少地面維護人員工作量，提高飛機起降效率。該技術已在空客、波音的部分機型的中得以應用。我國國產(chǎn)的新舟、研發(fā)中的大型客機也正在將這種技術應用其上。

如果在WQAR中再額外加入衛(wèi)星通信技術，在飛機飛行過程中，利用衛(wèi)星通信自動、實時傳輸少量關鍵飛行參數(shù)，比如國際民航組織規(guī)定的黑匣子必記的88個參數(shù)，就實現(xiàn)了動態(tài)黑匣子。當然，由于通信帶寬、信號盲點、氣象環(huán)境等影響；飛行事故發(fā)生時飛機與地面通信繁忙且不能被干擾；傳輸設備可能隨時失去電源等因素，都會導致無線傳輸難以持續(xù)、穩(wěn)定進行。因此，無線也好，實時也罷，實時傳輸技術目前仍無法完全取代可以確保飛行信息得到完整記錄和幸存的傳統(tǒng)黑匣子。

定位黑匣子

傳統(tǒng)黑匣子既然無法被取代，那么在發(fā)生事故后及時、準確的定位黑匣子和失事飛機殘骸極為重要。目前跨水運行以及無人煙地區(qū)上空飛行的載客航空器上都至少裝備有一臺應急定位發(fā)射機（ELT）。雖然ELT可發(fā)出頻率121.5MHz的尖銳嘯叫聲，為海上、空中的救援力量指引方向，還有406MHz的頻段向COSPAS/SARSAT全球搜救衛(wèi)星發(fā)出求救信號。但這兩種頻率都無法在水中傳播，意味著ELT天線入水后無法對外提供定位信號。不論是安裝在飛機后段機體背部的固定式ELT，還是客艙最前部或機尾廚房附近的便攜式ELT，都不具有黑匣子那樣的超強防護功能。因此對于慘烈空難，飛機在空中或墜海后解體，ELT很難被人工啟動，如果隨機體殘骸一起沉入海底，自動模式也起不了作用。

美國海軍上個世紀開始陸續(xù)在執(zhí)行海上任務的軍用飛機上安裝了一種具有抗毀能力的拋放式記錄器（Deployable Recorder）。這種新型黑匣子集成ELT定位功能，可探測到飛機發(fā)生的災難性事件，并與飛機快速自動分離?？砷L時間漂浮于水面，并自動發(fā)送身份識別碼和位置信息，從而避免黑匣子沉入海底或被飛機殘骸擊毀等情況發(fā)生，提高了黑匣子的水上生存能力和尋回機會。

法航447事件后，國際民航組織討論了在民用飛機安裝拋放式記錄器的可行性，并考慮修訂水下定位信標性能規(guī)范，飛行記錄器專家組提出最晚2018年1月1日后在偏遠地區(qū)和水上運行的飛機上安裝拋放式記錄器。

責任編輯：武瑾媛