Insight | 天空无极限2：探索航空公司节约运营成本的未来
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伦敦政治经济学院最新一期的开创性研究结果表明，数字通信连接系统旨在改变航空业，它所带来的优势将超越辅助收入的增长。在《翱翔蓝天：经济学报告》的第二章：评估互联飞机运营的经济效益，Alexander Grous博士专门探索机上互联的经济和运营效益问题。研究发现有很多潜在的优势。
航空业正以惊人的速度增长，国际航空运输协会预测到2035年航空旅客将增加近一倍。飞行中的飞机意味着更多的燃油燃烧和更多的二氧化碳排放，它们也意味着在空域管理和飞机安全方面面临更大的挑战。与此同时，航空公司面临着日益激烈的竞争以及乘客的期望，导致平均利润率降至4％。
但互联飞机改变了现状。与全球卫星通信和物联网技术一起，它可以全面增强和提高效率：从燃料消耗和排放到维护和飞行优化，从机队利用和空域容量到飞机和乘客安全。
根据现有的互联飞机数量，这些运营效益可以为全球航空业带来每年高达75亿美元的节省，到2035年将增加到近150亿美元。根据国际航空运输协会的数据，这意味着全球每年航空运营成本合计的7640亿美元将减少约1％。
那么互联飞机带来的主要好处是什么？
飞机燃油占航空公司运营成本的20％，占全球航空业总支出的三分之一。虽然发动机技术的改进提高了燃油效率，但是飞行效率低的航线可以迅速抵消所取得的成果。据估计，通过机上连接实现优化的飞行计划和其他效率，每次飞行可节省2-3％的燃油，每年在全球节省33亿至101亿升，价值13亿美元至39亿美元。
具有IP功能的飞机在其飞行的每个阶段都能提供更高的效率，这不仅仅是让预先计划好的路线尽可能高效：卫星连接也意味着在飞行期间可以向飞行员传播实时天气更新和更有效的风力数据以及可能的晴空湍流区域。互联飞机更有信心且可以更精确地避开恶劣天气区域，每年可节省大约1％的燃油。
当飞行机组寻找其他可替代的高度时，严重的气流可能会增加燃油消耗，或者在假定或最后报告的气流区域周围进行不必要或过度的躲避。由于成功避开气流，全球每年可节省的燃油价值估计在13亿美元至26亿美元。
重量也是燃油消耗的一个重要因素。目前，由于地面通信问题，大约10％的航班在起飞前未在飞行管理计算机中加载风力数据（预先计划的飞行路径最新风力和温度数据）。这可能意味着他们加装更多的应急燃油，增加了不必要的重量。互联飞机可通过随时上传数据避免此问题。它还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相结合，以准确预测乘客数量并更新餐饮要求。这类动态、实时的调整可以提高库存管理效率，减轻重量并降低每次飞行7％的成本。
国际航空运输协会的目标是到2050年将净航空二氧化碳排放量减少50％。这是一个很大的挑战。航空业共占全球二氧化碳总排放量的2.5％左右，但应考虑到每千克高海拔二氧化碳的排放对气候变化的影响约为地面排放量的两倍。 2012年，商用飞机在全球排放了约7亿公吨二氧化碳，排放量位居全球第七，在德国之后。从2006年到2050年，随着空中交通量的持续增长，预计排放量将增加两倍。
由于排放与燃油消耗成正比，因此很明显，通过机上互联可提高燃油效率并有效减少二氧化碳排放。这些益处包括远程发动机监控，更高效的机队利用率以及实时优化航线能力。伦敦政治经济学院对航空公司和先进航空解决方案提供商的采访表明，全年因互联互通带来的综合收益约为燃油成本的2.5％至5％。保守地计算，这将节约85亿升燃油，相当于到2035年减少2130万吨二氧化碳排放。
全球航班延误问题3％是由于机组调度引起，带来每年36亿美元的损失。 卫星通信互联可以将飞机转变为虚拟机组人员空间，无需机组人员在飞行前到某一地点报道，从而最大限度地实现准时离港。对于在航线上的机组人员，来自飞机的实时数据传输可以直接向操作控制中心提供更新讯息，对因机组调度产生的延误发出警报。对航空公司管理层的采访表明，他们希望能在此方面得到更多的帮助，，特别是可以讲机组延迟导致的延误降低50%，每年可节约18亿美元。
由医疗紧急情况引起的备降也会对运营产生重大影响并给乘客造成许多不便。而且代价也很高： 国际航线的备降可能使航空公司损失高达20万美元。然而，通过机上连接实现的先进远程医疗技术可以帮助减少备降次数，伦敦政经学院采访的航空公司管理层也指出这也是希望互联飞机发挥作用的重要目标领域。初步估计可节省多方面的成本，比如在2018年至2035年之间，仅节省10％的成本就可能累计达到14亿美元。
计划外的维护占航班延误的大约一半。互联飞机的出现意味着大量的分析数据可以从机载服务器传输到云端或地面，因此可以远程监控和审查飞机零件。这些信息可以帮助进行“预测性”维护，由地面工程师提供机上维护分析，并帮助飞行机组人员做出包括备降决定的判断。至于结果？航空公司可避免不必要的偏离并减少登机口延误。
当一架飞机停航时 - 所谓的“停场飞机”（AOG） - 这会消耗航空公司大量成本：每小时10,000美元至150,000美元的停机时间或者上至每天120万美元。在全球范围内，停场飞机估计每年使航空业损失620亿美元。
互联飞机能够实时传输大量数据，了解飞机系统和运营数据，并提供改变现有维护流程的机会。在故障还未真正成形之前指出错误，航空公司可以使用这一服务做出明智的决策，从而减少昂贵的计划外停场飞机成本。这种“预测性”维护突出了潜在问题并改进了规划，从而进一步保障了到港和离港。它还可以通过在不太方便的机场减少飞机故障来降低成本。
向飞机传输实时信息能帮助避免不利天气和采取预防措施以降低停场飞机的运营成本。例如，实时天气数据可以帮助避免雷击。因为这些因素会造成严重损坏，大量维修工作将会导致飞机长期停场。
对于当前停场飞机成本及影响因素的分析预测，到2035年，每年可节省20亿美元的计划外维护成本。
航空业面临的主要挑战是在不产生额外延误、燃油消耗和二氧化碳排放的基础上满足不断增加的乘客数量，或额外的基础设施成本，例如新机场建设。互联飞机可以在帮助改变航空生态系统方面发挥重要作用。
基于IP的实时数据交换可以减少天空中飞机之间的最小间隔，允许空域、现有机场和空中交通管制基础设施容纳更多飞机。其中一个关键方面是开发支持卫星通信的四维航迹管理，它允许在四个维度上测量航路控制，为空域用户在批准的时间窗口内提供可预测的目标时间，同时保持安全标准和考虑天气条件。这样可以减少燃料的使用和排放，控制到达时间，提高机场流通率。
到2035年，将基于目前雷达的系统迁移到卫星导航、自动化飞机位置报告和提供数字通信的好处估计将为行业带来1600亿美元收益。
具有讽刺意味的是，虽然乘客现在经常可以在3万5000英尺高空上网，但有关航班的最有价值的信息仍然存储在机上，并且在发生灾难性故障的情况下，这些数据必然会丢失。然而，未来互联飞机将能够将飞行数据传输到云端黑匣子™，这意味着如果发生灾难可立即访问重要信息。
上传和下载驾驶舱实时数据还可以提供有价值的航程信息，包括图形天气和周围环境的3D动画视图。这可以提高飞行员的态势感知能力，减少失控和其他可能导致事故的因素。
互联飞机增强的避免恶劣天气和气流的能力也有助于防止机上严重受伤。每年约有200名乘客受到气流造成的机上事故伤害，而有时是致命的。因为二氧化碳排放的增加，到2050年这个数字可能会增加两倍，这可能导致空气湍流增加。据预测，由于导航信息的改善，至少有一半的伤害可以避免的。
显然，要实现上述所有好处需要有几个先决条件：全球卫星通信，创新运营应用软件和空中交通管理的数字化。但互联互通正在改变航空的各个方面，正如国际海事卫星高级副总裁Frederik Van Essen所说：“完整的互联飞机将成为航空业数字化转型的关键。”
