互联飞机，航空运营的变革

[vc_row][vc_column][vc_column_text]【翻译】经济学报告第二章：评估航空公司运营互联的经济效益。LSE（Sky High Economics）联合 Inmarsat Aviation。

作者：Alexander Grous博士，伦敦政治经济学院 媒体与通信部
翻译：张劭洁，飞天联合系统技术有限公司 欧洲办事处

译者的话

2007年我刚开始参加工作，是在通信领域，之后机缘巧合，进入了通信和航空的交叉领域，致力于改善中国乃至全球的航空乘客的出行体验。近年来，国际及中国航空航天史上发生了很多大事。有令人痛心的，如2014年马来西亚航空MH370航班消失；也有振奋人心的，如2017年我国首颗高通量卫星“中星16号”发射成功；2018年中国民航局开放航班上使用手机等电子设备。作为从业者，这些事件不禁让我们思考，如何利用通信技术的飞跃，不断提升航空出行的安全性及舒适度？尤其是高通量卫星的发射成功，前所未有地为机载高速实时流数据通信提供了可能性。而民用航空业如何有效利用这项技术成果，大部分人有一些基本概念上的感知，但是并没有全面深入地理论依据。而缺乏这样的理论和数据的支持，希望利用这些技术和资源的飞机制造商、航空运营商，以及其他技术提供方，就很难做出技术和资金投入的决策。翱翔蓝天经济学报告的第二章《评估航空公司运营互联的经济效益》，正是解决了这一难题。作者介绍了借助高通量卫星实现的互联飞机，如何在安全、效率、经济性等方面改善航空这种出行方式。作者进行了大量的调研和访谈，引用大量数据，从四个方面，即互联运行服务、维修运行控制服务、航空公司运行控制服务、空中交通管制服务量化地分析了互联飞机的优势。不仅为航空业的决策者提供技术引进的依据，也为普通的消费者选择航空出行增强了信心。

文章的作者为伦敦政治经济学院的Alexander Grous博士，其另著有翱翔蓝天经济学报告的第一章《量化乘客连接为全球航空业带来的商业机遇》，探讨了乘客连接可为航空公司辅营收入带来的巨大收益。

经济学报告第二章共分六个章节。首先作者介绍了航空业的变革所带来的机遇与挑战，并介绍了该报告的逻辑和结构。之后四个章节分别从互联运行服务、维修运行控制服务、航空公司运行控制服务、空中交通管制服务四个方面详细分析了互联飞机的优势。第六章做出总结。

最后，衷心感谢在翻译过程中给予我专业指导的我的领导和同事们！

张劭洁
2018年12月

[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_single_image image=”38889″ img_size=”full” alignment=”center”][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]序言

我很高兴向大家介绍翱翔蓝天经济学报告的第二章《评估航空公司运营互联的经济效益》。

翱翔蓝天经济学报告由伦敦政治经济学院进行，是首个针对飞行连接对航空业经济影响进行的建模研究。在以收入潜力为重点的翱翔蓝天经济学报告的第一章《量化乘客连接为全球航空业带来的商业机遇》之后，本报告对机上连接的成本效益提出了新的见解。具体而言，安全、高质量的连接服务能为航空公司的运营带来强大的商业效率，并最终在安全和环境影响方面产生效益。它展示了燃料消耗和二氧化碳排放、飞机性能和维修、减少风险、准时到达和起飞、空域管理和改进机队利用等方面的多层次好处。

由于Inmarsat是世界各航空公司驾驶舱可靠卫星通信的主要提供者，因此我们对这第二章报告非常感兴趣。25年来，超过90％的越洋飞机依靠我们的通讯技术来保障它们的安全。现在，带宽的增加和支持应用程序的生态系统的迅速出现，正在把安全和运行服务转变为战略资产，对该行业的未来产生巨大影响。

今天，越来越多的航空公司开始采用从客舱到驾驶舱的全机舱连接。近年来，我们在新的网络上进行了投资，使我们成为同时拥有基础设施和跨越这两个空间（客舱和驾驶舱）经验的唯一航空连接供应商。我们正在帮助航空公司实现新的收入来源，实现惊人的运行效率，同时管理乘客数据和关键任务安全数据的安全隔离。今年早些时候，Inmarsat发布的SB-S服务首次为机组人员带来了高速、多通道的连接。用外行的话说，这意味着飞机开放成为航空公司IT网络的一个组成部分，提供从可视实时天气到机上飞机健康和性能监测等新功能。也许最重要的是，这是实现空中交通管理数字化的一个关键步骤，将带来通信、导航和监视方面的改进，如果该行业要满足全世界日益增长的客运需求，这些改进是必不可少的。

这项研究的结果突出了早期采用者已经看到的好处，并指出了更多的机会即将到来。完整的互联飞机将是航空业数字化转型的关键。

我们很自豪在这场革命中发挥作用，并为今后的工作感到兴奋。

加油！

Philip Balaam
President Inmarsat Aviation

[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]摘要

这是航空业发生巨大变化的时刻。在过去十年中，数字转换主要发生在陆地，现在正在向天空发展。这场革命的核心是互联飞机。

互联飞机在卫星通信的协助下，与物联网（IoT）相结合，在燃料消耗和排放、维修、飞行优化、机队利用、空域容量和安全等各个方面提高了效率和效能。这些业务效益加在一起，按现有互联飞机数目计算，全球航空业每年可节省55亿美元－75亿美元，到2035年将可节省111亿美元－149亿美元。按照国际航空运输协会（IATA）统计的每年7640亿的全球运营成本来说，费用减少0.75－1.00％。

今天，航空业正在经历一段特殊的增长期，但预计到2035年空中交通量将增加一倍，因此将需要更有效的途径来减少燃料消耗和二氧化碳排放，并在确保安全的同时增加运输容量。没有重新评估技术和基础设施，将不能确保该行业及其所依赖的有限空域可以适应预期的增长。专家访谈表明，运营互联飞机的综合年度收益是可节省约2.5％－5.0％的燃料消耗量，以及减少相关的排放量。支持卫星通信的空中交通管理计划提供了减少最小间隔和减少拥堵的可能性，可以更安全有效地管理更多飞机。互联飞机将不仅仅是商业上的优势，它越来越成为一种运营必需品。

为了提高这些效率，新一代安全、高带宽的卫星通信服务正在兴起，将一系列专门的应用与物联网、云、人工智能和大数据能力联系起来。这种集成数字生态系统能够为目前互联飞机和未来的TB级数据提供便利。据估计，在过去15年中，卫星通信为全球航空业节省了超过30亿美元的费用。而这些新服务有可能远远超过这个数字。

本研究基于初级研究和次级数据，包括与航空公司管理者、监管机构、服务运营商和第三方、业务专家、飞机设备和软件解决方案的开发者和供应商的访谈以及其他方面的信息，探讨了互联飞机在以下四个主要业务类别中的收益：

· 互联运行服务
· 维修运行控制服务
· 航空公司运行控制服务
· 空中交通管制服务

• 互联运行服务

互联飞机（Connected Aircraft）帮助航空公司将那些通常复杂且优化程度不高的运行流程变得简化。卫星连接可以通过改进飞行前和飞行后报告、飞行规划和后勤以及飞行优化改进效率和提高安全性，减少延误、降低费用和乘客不满的可能性。

通过将实时飞机数据与运行控制中心和客户关系管理数据库集成起来，航空公司可以创建用于跟踪、监测和信息分发的地面实时综合控制台。与预订和离港控制系统联系起来的自动餐饮解决方案可以根据机上库存进行动态调整，每次飞行可以节省重量，降低约7％的成本。通过持续不断地获得上传的风（气象）数据，可以进行更准确的应急燃料规划，每年可节省约8.5亿公升工业燃料，减少二氧化碳排放200万吨。用于提高到达时间预测可靠性的实时飞行数据，可将机组人员相关延迟减少33％或更多，每年可节省12亿美元左右的费用。

• 维修运行控制服务

现代远程飞机每次飞行可生成多达500GB的数据，飞机每更新换代一次预计会产生比它所替代的老一代飞机多大约30倍的数据。这些数据可以洞见飞机系统和性能，具有革新维修流程的潜力。

互联飞机可以将数据传送到安全的云服务或地面服务器，以进行监视和大型数据分析。这使得航空公司的运行团队能够在故障变得严重之前及时定位故障，并利用这些信息做出明智的判断，从而减少昂贵的飞机停场（AOG）。随着预测模型的引入，在计划维修窗口时间中，可以在目标部件发生故障前及时将其替换。这可以降低成本，增强安全性，并可以创建一种关键组件的第三方管理的服务交付。

对目前飞机停场成本和影响因素的调查和分析显示，不同航空公司的预期收益存在很大差异。预计每年减少的飞机停场将在全球范围内节省30亿美元－460亿美元。

• 航空公司运行控制服务

机载连接（Inflight Connectivity）为航空公司运行控制提供了各种各样的好处，从飞行和机组人员效率到飞行优化和应急管理。

互联飞机重新定义了飞行和乘务员的工作和通讯方式。机组人员简报可以直接传送到飞机上的设备中，包括目前在登机口人工提供的信息。飞行员传统的飞行包可以被具有网络功能的电子飞行包（EFBs, Electronic Flight Bags）所代替，通过在线更新来节省重量并提高输出数据量。地面和飞机之间可以进行连续、安全的数据交换，实现实时遥测、跟踪和飞行数据流，及云（Cloud）黑匣子功能 。

实时的天气和环境更新数据源源不断地传递给EFBs，以提高对环境的感知并帮助进行决策。飞行员可以更有信心、更精确地避开恶劣天气，节省燃料，提高安全性和降低二氧化碳排放量。速度及其他相关参数用来计算评估燃料性能的成本指数（Cost Index）， 这些参数可以得到优化。这些改进，反过来又优化了动态路由。业界的讨论和试验结果表明，通过改进航行和避免恶劣天气估计每年在全球可节省13亿美元。

避免湍流的好处可能更大，估计每年全球可节省燃油13亿－26亿美元，在机体检查和后续维修方面每年可进一步节省4.09亿－8.06亿美元，还可减少约98%的不必要的机身检查，节省4470万美元。

航空公司也在寻求利用连接来提高它们的远程医疗能力和减少可预防的飞行改道。如果通过网络远程医疗减少了紧急改道，好处可能是巨大的：在2018年－2035年间，从目前全球飞行改道总量中减少25％－50％，累计节约分别可达到37亿美元－70亿美元。

随着时间的推移，电传操纵（FBW, fly-by-wire）技术的出现最终会导致无人驾驶飞机的出现。由于文化壁垒，这种情况可能会分阶段发生。据估计，到2040年，由无人驾驶飞机所节约的全球成本将达到350亿美元，最初是通过在中期减少一名机组人员实现的，每年节省的费用估计为210亿美元。

• 空中交通管制服务

互联飞机是航空生态系统转型的催化剂。具有IP功能的实时数据交换可以缩短飞机之间在空中的间隔距离，允许空域和现有的机场以及空中交通管制设施容纳日益增多的旅客和飞机数量。卫星导航、飞机位置自动报告和提供数字通信估计每年可节省30亿美元。

有效利用空域是一个长期的航空目标。飞机燃料约占航空公司运营成本的18％－20％，占全球航空产业总支出的三分之一。此外，未能提高空运效率对环境的影响可能很大。发动机技术的改进提高了燃油效率，但效率不高的航线可以迅速抵消所取得的成果。飞机所能达到的最终燃油减少量也受到拥堵的影响，这部分是由航空公司职责范围以外的空中交通管制部门管理的。对二级数据的行业调查和分析显示，基于IP的驾驶舱通信每年可使全球目前的燃料消耗量减少1％－2％，从而每年节省13亿美元、33.9亿升燃料及减少850万吨二氧化碳。

飞行间隔是监管机构和航空公司相当活跃和关注的领域。通过卫星通信实现的4D轨道管理举措和增强的数字能力，提供了减少间隔极小值、降低燃料使用、减少排放和提高安全性的潜力，同时允许更多的可控到达时间，并增加机场吞吐量。这是航空业面临的挑战中的一项关键要求，即在不造成额外延误、燃料燃烧和二氧化碳排放，或导致新机场建设等基础设施费用增加的情况下，满足不断增长的乘客人数。

直到最近，机载连接的业务案例主要还是基于收入增长。但越来越多的航空公司现在正在考虑更广泛的内容，包括节省运营开支和增加辅营收益。这两个领域并不相互排斥。他们都是发生在整个行业的更广泛的、端到端的数字转换的一部分，从最初与乘客接触，最后远远延伸并超出了飞机到达目的地之后。

这项研究突出了互联运行的各种好处。其中包括节省燃料消耗、减少延误和改进准时离港、革新维修程序、提高机队使用效率、加强安全等。根据预测，到2035年，这些方面加起来将在全球每年节省高达149亿美元。

预计飞机交通量的增加将带来挑战和机遇。提供IP支持的飞机是在提高效率和效益的同时解决这些问题的一个不可分割的步骤。如果不这样做，该行业可能会受到有限空域的限制和日益增长的环境议程的制约。

• 互联飞机：航空运营的变革

航空业正在经历一段特殊的增长期，国际航空运输协会（IATA）预测到2035年乘客数量将增加一倍[1]。领先的飞机制造商预测同期飞机交付量将大幅增加2/3。然而增长也带来了挑战：持续扩张和激烈的竞争对价值设定了新的期望，限制了经营利润率。交通量的增加也会导致燃料增多，并对环境产生影响[4]。没有对技术和基础设施进行重新评估，行业及其所依赖的有限空域如何适应这些预期的增长的挑战仍然存在。

这也是航空运输业发生重大变化的时期。在过去的十年中，在许多地面发生的数字化转型正在向天空转移，创造了广泛的机会，但需要飞机生态系统中更紧密的合作和转型。卫星通信和物联网（IoT）集成促进了“互联飞机”的兴起，正在引发一场数据革命。飞机不再是一个孤立的实体，而是成为了在一个更广泛的数字架构中的支持IP的节点。这种新的运行环境为机组人员、地勤人员、航空公司运行控制、空中交通管理和新兴的支持服务提供商提供了更好的可视性。

本研究的第一章，即《量化乘客连接为全球航空业带来的商业机遇》，探讨了相关辅营收入的经济潜力。连接的好处远远大于机舱Wi-Fi和为航空公司提供了将乘客货币化的新机会的相关乘客服务。运行连接提供了降低最低运行成本和增强安全性同时满足增长的需求的潜力。

互联飞机在以下方面有助于提高效率，包括燃油消耗和排放、飞机维修、飞行操作、空域容量和安全。巩固这些优势可以带来巨大的经济，环境和社会效益，包括减少该行业的年度全球燃料使用和净减少二氧化碳排放量。

根据现有的联网飞机，运行每年可节省55亿至75亿美元，到2035年，这一数字将上升至111亿美元至149亿美元之间。

总体而言，相对于IATA总结的年度全球航空运营成本7,640亿美元来说，在节能、效率和安全性增强等方面的多重潜力相当于减少了0.75－1.00％的上述成本[5]。

总体而言，相对于IATA总结的年度全球航空运营成本7,640亿美元来说，在节能、效率和安全性增强等方面的多重潜力相当于减少了0.75－1.00％的上述成本[5]。

• 互联飞机生态系统

本报告回顾了互联飞机在四个主要类别中可能带来的潜在好处，如图所示：
图1：互联运行服务，维修运行控制服务，航空公司运行控制服务和空中交通管制服务。[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_single_image image=”38890″ img_size=”full” alignment=”center”][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]o互联运行服务

包括航空公司、飞机和机场的部分，包括飞行前和飞行后通信和报告、数据对到达预测的影响、周转和延迟管理。这部分也强调了网络安全在互联数字生态系统中的重要性。

o维修运行控制服务

审视了性能和飞机健康实时监测对维护、维护修理服务（MRO）功能的影响。这包括数据可促进对准时响应和减少计划外的AOG、实现直通供应链管理、和改善航空公司的可预测性维修能力等方面的增强影响。

o航空公司运行控制服务

审视了航空公司运行中心（AOC）和飞机之间的数据流可能带来的潜在效益，包括：机组人员互联、飞行优化（包括实时天气和湍流报告）、环境因素、非正常操作（包括医疗备降）、中断管理、安全和运营风险、情境意识以及即将出台的未来法规的影响。

o空中交通管制服务

审视了连接性用来更有效地进行空域管理，包括当前通过卫星通信来减少飞行间隔的举措以及支持优化飞行线路以带来更高效的燃油利用和降低二氧化碳排放。

增强的连接性可以为航空公司的运营带来多种好处，但许多应用程序仍处于初期阶段或尚未完全评估的阶段。随着航空公司机载连接渗透率的增加，预计这些好处将以加速的方式增加。

本研究并未尝试量化每项收益，而是对商业上最重要的收益进行初步审视，并就其综合经济影响得出广泛结论。

本报告回顾了在互联飞机生态系统中的一些活动可以提高在燃油消耗、二氧化碳减排，运行和设施改进以及其他领域的效率。该分析使用初级研究（primary research）和次级数据（secondary data），包括采访航空公司管理者、监管机构、服务提供者和第三方机构、业务专家、开发者、飞机设备供应商，软件解决方案和其他供应商。

• 预测行业效率

预计2035年航空运输量将是现在的2倍[6]，这将需要更有效地减少燃料和二氧化碳排放，增加容量，增强安全性。行业访谈表明，运营连接的综合年度效益是当前燃油消耗的2.5％－5％左右，并且在其他领域（包括维护效率）和减少延迟方面也节省了成本。研究表明，节省的量可以在减少燃料、减少延误和其他方面平均增加。[7]多个试运营连接服务的航空公司报告的数字也在上述范围内。[8]飞行管理软件及相关产品的解决方案提供商报告称，在燃料消耗和排放、飞行时间和延误方面可节省5%。[9]

如果在航空业当前的年度燃料消耗中实现了2.5％的下限估计，则可以节约燃料成本32.5亿美元，即每年减少85亿升油料消耗，以及减少二氧化碳排放量2130万吨。如果在延误方面实现了相当数字的节约量的话，年度总节约量可达65亿美元。这与最近对连接性效益的行业研究和预测相一致，即在节约燃料和减少延迟和其他领域节约量相当的话，预计每年节省50亿美元。10这些结论以及对互联飞机的其他效益的总结在图2中。[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_single_image image=”38891″ img_size=”full” alignment=”center”][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]

• 下一代连接服务

通过采用新一代安全的高带宽卫星连接，效率得到提高。这使得飞行运行、空中交通管制（ATC），与物联网内的专业应用，云，人工智能和大数据功能能够方便地集成在一起。今天可以使用这种集成的数字生态系统使GB级数据与互联的飞机传送，在未来数据量可以达到TB级别。[11]随着现代飞行器每次飞行生成越来越多的数据，这种功能是必须的。

增强的连接性将为驾驶舱提供额外的信息并能够提供飞行中数据传输。这也反映在机场和空域管理的发展中。

据估计，在过去15年中，卫星通信带来全球节约已经超过30亿美元。[11]而互联飞机有可能显著增加这些节省量。

互联运行服务

支持卫星通信的互联运行的潜在好处已被分为四个关键领域：航空公司、飞机、机场和空域。本节审视前三个领域，对空域管理的潜在好处将在后续章节中进行描述。[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_single_image image=”38892″ img_size=”full” alignment=”center”][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]这些领域突出了互联飞机的三个核心功能：

1.远程，实时，问题解决诊断；
2.将飞机变成物联网中的节点或“传感器”；
3.提供“任何地点”的数字通信，包括海域，以及提供高频无线电（HF radio）增强补充的跨洲空域。

这些因素第一次使得实时航空数据能够与运行控制中心（OCC）与驾驶舱资源管理（CRM）数据库进行整合。信息可用于创建实时飞行操作仪表板以在地面进行跟踪，监测和分发信息。

互联飞机的发展遵循其他数字化行业的演进，例如游戏，其中技术，平台和内容提供商已经合作并发布了应用程序。早期的“互联飞机合作”也发生在航空业的航空电子供应商，标准化组织，航空公司和应用开发商之间。这导致了包括电子飞行包（EFB）等设备的产生。这些设备代表了通过互联飞机达到了增强航空公司业绩的核心接口。[13]

• 航空公司

因为要满足按时离港的压力，许多航空公司的运行流程都由人工完成，或者目前没有得到优化。有限的数据不能进行诊断，以提高效率或最大限度地减少航班延误和取消。随着全球主要机场的需求容量接近100％，[14]提高门到门（gate-to-gate）效率至关重要。互联飞机有可能改进现有做法，并在飞行前和飞行后报告飞行计划和物流，以及飞行优化等方面提高效率和增强安全度。[15]

o飞行前和飞行后报告

机组人员和OCC之间的信息和文件交换会影响准时离港。现有飞行前和飞行后报告流程复杂度高、增加开销并且经常影响到离港时间。现有的卫星通信连接，通过额外的带宽，可以改进这些流程，减少潜在延迟、成本和乘客的不满，提供改进收益的机会。[16]

航空机组人员必须在规定的飞行前时间内到达机场的机组室（Crew Room）并打印飞行文件，这可能在出发前至少一个小时。停靠在机场的飞机数量决定了机组人员的数量，加上运行设施，包括计算机，打印机和分配给设施的空间。还要将机组人员在到达机场后需要进行飞行前检查的时间考虑进去，这部分大概需要30分钟或者更长。一些航空公司对飞机离开登机门后航班计划改变的数量进行限制，因此如果超过了这个数量，将强制要求飞机返回登机门进行重新调配。[17] 如果飞行员或OCC在飞行前检查期间识别到潜在问题，例如飞行管理系统（FMS）或其他问题，则修改被重新打印并返回给飞机。每次飞行结束时，都会向管理团队提供硬拷贝飞行计划以进行存档。延误会产生其他问题，包括机组人员换班超时或备选航路的修改，并导致进行大范围双发延程航班运行（ETOPS）变更，这些变更通常在航班起飞前两到四个小时提交。[18]

目前，当飞机在地面时，VHF无线电用来进行语音通信。VHF还通过飞机通信寻址和报告系统（ACARS）携带基于文本的指令，这是一种在飞机和控制团队之间传输短消息的数字数据链系统。VHF无线电信号仅支持非常低的数据速率（在ACARS的情况下为300bps）[19]并且容易趋向饱和。在飞行前阶段，几乎没有机会对于诸如除冰和燃料要求等关键流程进行修订。在除冰的情况下，需要确认保持时间。这一决定通常由飞行员和航空公司的运行部门共同作出，保持时间长度通常需要调度员的参与指导。

在可用的情况下以及遵守运行程序时，基于地面的Wi-Fi或4G等移动网络可以促进数据交换并简化这些流程。地面连接通常在机场或机场内区域无法使用。在缺乏足够的地面Wi-Fi的情况下，基于卫星的宽带连接为所需的通信和报告提供了一种替代模式，可以减少对可能导致延迟的当前人工操作的依赖。[20]可靠的连接可以实现优化的地面追踪和高效的排队，优先排序和通信，确保航班准时起飞并最大限度地减少地面燃油燃烧。[21]这有利于重新调度，无需飞机返回登机门。此外，可以缩短机组成员到达机场准备场所的时间，并且机组飞行前简报可以传送到飞机上，从而减少对机组室的需求。

o燃料和重量优化

减少飞机重量可以降低燃油消耗，减少二氧化碳排放量，航空公司甚至可以从轻微的减重中获益。[22]加拿大航空公司估计，每架飞机减轻1公斤的重量，每年可减少24,500升油耗，成本减少了20,000美元，产生的二氧化碳减少了63吨。[23]美国航空公司估计，为飞行机组人员将18公斤的公文包换成iPad所节省的重量在一年内减少了120万美元的燃料成本。[24]其他航空公司也报告了类似的节省。

o应急燃料

大约10％的航班在其飞行管理计算机（FMC）[26]中没有上行风（winds uplink）的情况下离港，原因是地面通信出问题，如机场的无线电拥堵，ACARS在机架上的“黑点”（black spots）和4G盲点（blind spots）。[27]这种数据的缺乏经常导致飞机携带应急燃料和额外的重量。互联飞机试验的结果显示，对于约300架飞机的机队，每年平均节省约40万美元至50万美元。[28]根据目前的全球飞机数量，这可以使每年节省约3300万美元。[29 / 30]在上行风可以持续上传的情况下（通过甚高频VHF和卫星），[31]航空公司报告节省燃料0.23％－0.25％。[32]这可能带来全球每年节省大约8.5亿升燃料，减少200万吨二氧化碳排放，估计节省成本3.25亿美元。[33]

o机载库存

互联飞机可以将自动化餐饮服务解决方案与航空公司的预订和离港控制系统集成，[37]以准确预测乘客数量并更新餐饮要求，包括舱位预测。 这样可以对机载库存进行动态，实时的调整，从而提高订单可视性，提高库存管理效率，减轻重量并降低每次航班7％的成本。[34]

一架宽体飞机在起飞前装载了约40,000件物品，机上货物库存重约6吨（包括餐食，饮料，化妆品袋，免税商品，杂志等）。[35]准确调整库存与乘客数量和偏好可以使宽体机减重0.42公吨，相当于每架飞机261美元，每架窄体机大概0.1公吨，相当于每架飞机58.93美元。

表1使用行业数据，采访和飞机制造商提供的有关燃料和成本节约的信息来整合分析通过减轻的重量来估计潜在的节省。该分析利用了航空公司当前的连接渗透率。采访显示，如果航空公司采用了连接，那么航空公司有可能会在不同程度上利用诸如库存管理等现成的好处。当Wi-Fi的渗透率提高后，随着应用程序和服务被第三方不断发布并被航空公司使用，相信基于连接的服务使用率会更高。

表1描述了航空公司利用当前飞机连接渗透率所产生的预测效益，以及到2035年当连接渗透率几乎无处不在时这些预测效益的增长情况。[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_single_image image=”38893″ img_size=”full” alignment=”center”][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]通过将这些组件与互联飞机相结合，航空公司可以提高机上服务的效率，并通过减少浪费实现其餐饮预算节省10％：[38]正餐占机上餐饮支出的50％－55％，其次是烘焙类食品，糖果和饮料[39]。到2020年，预测可以从全球机上餐饮市场的176亿美元中节省17.6亿美元。[40]

• 飞机

预计到2019年，大约三分之二的航空公司将运营互联飞机。[41]这将在物联网和机器对机器（M2M）环境中嵌入越来越多的“节点”。到目前为止，航空业的系统已被碎片化，但连接的出现促进了飞机生态系统[42]在许多领域的整合：燃料和发动机监控以提高性能和维护的效率，管理设备状态，监测消耗品，监测飞机环境和监视。[43]这些领域将在后续章节中进行更详细的探讨。

飞机的数字化改造延伸到停机坪和机上的员工活动。[44]越来越多的工程师在维护期间佩戴智能眼镜来传输图像以进行评估和实时反馈。[45]随着航空连接的出现，机组人员可以在飞机上传输图像以便在地面上进行分析，包括用于远程医疗：除了防止不必要的航空医疗备降之外，更准确的成像可以增强诊断并降低某些情况下的死亡风险。

o网络安全

航空业中卫星通信连接的激增强化了对数据安全性的需求。互联飞机传输和操作敏感数据，这些数据也集成在更广泛的数字生态系统中。随着数据的传输和数据量的增长，使得基于IP的行业，如电子商务，网上银行和汽车行业，将会面临更多的安全威胁。[46]超过90％的航空公司预计将在2017年到2020年之间投资网络安全，相对过去同一段时期几乎翻了一番。[47]随着航空公司，卫星通信运营商和其他行业参与者参与并解决传统安全服务和新兴领域，如机组人员之间、机组人员和OCC之间的通信和信息交换，以及通过用个人设备访问数据的乘客，航空数字生态系统中网络安全的运用将继续发展。

由于传输的性质和利用的安全协议，卫星通信提供比VHF更安全的数据传输模式。[48]航空公司正越来越多地通过一系列活动来解决网络安全问题：创建专用网络安全功能以及在其运行流程中开发和嵌入正式的网络安全程序，采用领先的威胁保护解决方案，为飞行和机组人员维持统一的设备访问策略和其他举措。增强的网络安全性也发生在企业级别。[49]

为解决网络安全问题，众多行业举措正在被采用。 ESA’s Iris卫星项目用于空中交通管制，用来为欧洲大陆空域设计，开发和实施卫星数据链服务，其关注防护、安全和行业标准，包括若干领域：[50]

• 增加ATN / IPS通信协议，被国际航空界定义为未来通信服务层；
• 系统架构；
• 增强的防护性，包括识别其他预期威胁。

航空运输部门致力于通过全行业的努力解决网络安全问题，包括开发合作框架用于在供应商，原始设备制造商（OEM）和航空公司之间创建，交付和维护数字安全的协作框架。[51]这些举措正在解决安全管理问题，包括使用基于风险的决策和有效的生命周期管理流程，以确保所使用的硬件和软件保持最新和对威胁的防护是有效的。[52]相同的努力也延伸到对机载数字设备的评估，允许EFB安全地访问飞机的航空电子设备，同时确保数据不受损害。

在互联飞机的推动下，航空业的威胁防护和数据完整性的迅速发展需要采用共同标准和建立可信赖的运行环境。主要举措包括国际民用航空组织（ICAO）INNOVA项目及其支持网络安全的“I”工作组，无线电技术委员会（RTCA），欧洲民用航空组织（EUROCAE）和航空电子工程委员会（AEEC）的标准开发。[53]这些举措反映在飞机数据接口功能的关键标准ARINC 834的发布中。[54]它包括使用地面ICT、云和网络，机载软件和数据集成，安全驾驶舱和客舱飞机通信，应用程序和系统集成和支持。[55] IATA还强调了合作和政府伙伴关系在发展足够网络安全方面的需求。[56]该组织为航空公司，机场，地面服务商和价值链中的其他人员开发了航空网络安全工具包。该工具包概述了如何对当前网络风险进行内部分析并保护关键组件，例如IT基础设施。[57]

• 机场

互联飞机的潜在效率和环境效益超出了本报告的范围。访谈和行业讨论突出了三个可以通过增强的飞机连接来优化的核心机场活动：到达预测，飞行转机，准时出发。

o到达预测

准确的飞行数据可用于提高到达时间预测的可靠性。提前或延迟抵达可能导致登机门无法使用，从而增加了飞机载客停场时间。[58]在此过程中会产生额外的成本及燃油消耗和后勤方面的挑战。[59]通过连接实现的实时数据使一个提前或延迟到达的飞机最大可能性地与登机门预定和乘客下飞机有序对接。这也调动起了飞机支持团队并提高了工作效率，包括客梯车、摆渡车、加油、行李处理和机载库存，以及ATC到达和交接时间。

o周转时间和准时离港

飞行员和OCC之间的自动化通信交换可以产生系统效益并实现按时离港。全球航班延误估计每年使航空公司损失1230亿美元，其中航空公司成本为410亿美元，客户成本为820亿美元：[60]如果加上其他连锁效应，这一成本可能每年会再增加2亿美元。[61]机组人员调度问题估计占所有延误的3％，相当于36亿美元。[62]通过增强连通性，实时信息可以用来调整操作规划，调动备用工作人员和进行其他可以降低这些成本的举动。与机组人员有关的延误减少33％和66％将分别节省12亿美元和24亿美元。 对航空公司管理者的访谈表明，他们在这一领域希望取得重大进展，许多人强调了至少减少50％的机组延迟。[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]

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1：http://www.iata.org/pressroom/pr/Pages/2017-10-24-01.aspx
2：http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/about-ourmarket/assets/downloads/cmo_print_2016_final_updated.pdf
3：http://www.airbus.com/content/dam/corporate-topics/publications/backgrounders/Airbus_Global_Market_Forecast_2017-2036_Growing_Horizons_full_book.pdf
4：http://www.oecd.org/greengrowth/greening-transport/41508474.pdf
5：https://www.iata.org/pressroom/facts_figures/fact_sheets/Documents/factsheet-fuel.pdf
6：https://www.sita.aero/globalassets/docs/surveys–reports/2016-airline-ittrends-survey-webinar-presentation.pdf
7：LSE research through interviews with airlines and leadingaerospace solutionsproviders
8：LSE interviews with airline managers
9：https://aerospace.honeywell.com/en/press-release-listing/2017/january/honeywell-unveils-the-power-of-the-connected-aircraft-at-aircraft-interiorsexpo-2017
10：http://www.businesstimes.com.sg/brunch/piloting-the-digital-flight-path
11：http://www.oliverwyman.com/our-expertise/insights/2017/jun/aviation-sdata-science-revolution.html
12：Helios, “The Benefits of Satcoms to Airlines.”https://www.inmarsataviation.com/benefits/heliosstudy
13：http://interactive.aviationtoday.com/avionicsmagazine/february-2017-march-2017/the-integrated-cockpit-fueling-app-growth-for-airlines/
14：https://www.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/372619/AC08_tagged.pdf
15：https://www.sitaonair.aero/two-thirds-of-airlines-new-connected-serviceera-2020/
16：http://www.mro-network.com/technology/multiple-options-improvedairline-inflight-connectivity
17：https://silasg.com/connected-aircraft-will-game-changer/
18：https://www.faa.gov/documentLibrary/media/Advisory_Circular/AC_135-42.pdf
19：https://www.icao.int/ESAF/Documents/meetings/2015/OP-Data%20Link%20Familiarization/Data%20Link%20Presentations/Session%204.6%20ADS%20CPDLC%20Workshop%20SITA%20v%202.0.pdf
20：Fricke, HSchultz, M. (2009) USA/Europe Air TrafficManagementResearch and Development Seminar (ATM).https://pdfs.semanticscholar.org/9e87/36c739bd792a832b4b26181c7424b691d55b.pdf
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27：Interviews with OCC Managers.
28：LSE interviews with airline Operations Managers, supplementedby data from radio and satcom providers and satcom companies.
29：http://www.boeing.com/resources/boeingdotcom/commercial/market/current-market-outlook-2017/assets/downloads/2017-cmo-6-19.pdf
30：http://www.airbus.com/content/dam/corporate-topics/publications/backgrounders/Airbus_Global_Market_Forecast_2017-2036_Growing_Horizons_full_book.pdf
31：https://www.aircraftit.com/Operations/News/AIR-CHINA-TO-CUT-US8-MILLION-IN-FUEL-COSTS-WITH-SITA-TECHNOLOGY.aspx
32：Utilising IATA data and interviews with airlines andindustry specialists in flight optimisation:https://www.iata.org/pressroom/facts_figures/fact_sheets/Documents/fact-sheet-fuel.pdf
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37：Ibid.
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45：https://www.itproportal.com/features/how-iot-technologies-are-disruptingthe-aerospace-and-defence-status-quo/
46：http://blogs.harvard.edu/cybersecurity/files/2017/01/Cybersecurity-aviationstrategic-report.pdf
47：https://www.sita.aero/globalassets/docs/surveys–reports/2016-airline-ittrends-survey-webinar-presentation.pdf
48：http://ec.europa.eu/DocsRoom/documents/16147/attachments/3/translations/en/renditions/pdf
49：https://apex.aero/2015/06/10/connected-aircraft-cybersecurity-threats
50：https://artes.esa.int/projects/iris-service-evolution
51：http://www.mro-network.com/maintenance-repair-overhaul/aviation-takingsystems-approach-cybersecurity-threats
52：https://insights.rockwellcollins.com/2016/10/25/concern-over-aircraft-digitalsecurity-is-complicating-aircraft-digital-security/
53：https://www.eurocae.net/about-us/working-groups/
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56：http://www.iata.org/about/worldwide/asia_pacific/Pages/Cyber-Security-Challenges.aspx
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58：https://mashable.com/2014/12/10/cost-of-delayed-flights/#XvzQRLef0OqX
59：http://www.eurocontrol.int/news/delays-three-questions-and-many-answers
60：https://www.isr.umd.edu/NEXTOR/pubs/TDI_Report_Final_10_18_10_V3.pdfreport utilised with additional analysis undertaken and extrapolationsforglobal estimates and shares between airline and passenger ratios.
61：Ibid
62 ：Ibid[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]声明

本译文仅用于学习、研究和交流目的，欢迎非商业转载。转载和引用请注明原文作者、译者信息。本译文作者本着最大限度忠于原文的原则进行翻译，但是文章涉及到的领域专业性较强，可能在翻译过程中不可避免地出现错误、遗漏、歧义、用词不当等情况，在此译者欢迎广大读者来信交流和指正。[/vc_column_text][vc_empty_space height=”12px”][vc_column_text]

（封面图来源于网络）

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