信息技术和大数据应用为交通运输业注入了全新的动力，航空运输开启了全新的篇章。

这是一个全新的战场，也是我们这一代人的机遇和挑战。

2月21日13点38分，中央电视台新闻频道《新闻直播间》走进南航机务维修控制中心和刘宇辉创新工作室，聚焦南航自主研发的飞机远程诊断实时跟踪系统，向全国观众展示了南航机务先进的飞机健康监控管理水平。

下面，就让我们一起走进南航飞机远程诊断系统的研发团队--刘宇辉创新工作室，听听他们背后鲜为人知的故事....

2016年11月8日，对于南航机务工程部主任高级工程师刘宇辉来说，是个难忘的日期。这一天，“刘宇辉创新工作室”在南航机务工程部正式成立。这是南航机务工程部首个创新工作室，南航股份公司副总经理兼总工程师李彤彬专门前来为工作室揭牌。

刘宇辉将带领团队，以南航首个国家发明专利“飞机远程诊断实时跟踪系统”为基础，利用前沿的航空电子技术、大数据挖掘等相关技术，与工程维护实际情况相结合，不断突破创新，更深层次研发全新相关专利技术及具有南航专属技术特征的实际应用成果。

他仰望着工作室的牌匾，回忆起17年来研发国内首个“飞机远程诊断实时跟踪系统”的历程，不禁感慨良多......

填补空白：国内首创“飞机远程诊断实时跟踪系统”

早在1999年，南航机队规模以及航线网络覆盖面不断扩大，传统的机务维修流程已难以适应发展。南航的工程师们开始认识到，需要设法利用日益发展的信息技术，使机务人员在地面就能掌握飞行中飞机的实时状态，并提前做好充分排故的准备，从而最大限度地减少航班延误，提高飞机利用率。“飞机远程诊断实时跟踪系统”创意的萌芽由此产生。

这个任务，就落在了当时负责工程电子项目的刘宇辉肩上，组建了以其为核心的研发团队，成为现在工作室的前身。

那时，国际上只有几个飞机制造商有概念类似的故障监控系统（AIRMAN），但服务费用极高，按单架飞机每飞行小时计算。由于国外厂商的核心技术封闭，和后期高昂的服务费用，当时南航的工程师们拿在手上的，只有厂商的几张宣传页。这让他们意识到，只有自主研发、开拓创新，突破层层技术难关，才能开发属于中国自主的远程诊断系统。

刘宇辉不仅有着飞机通讯、导航、记录系统方面的专业功底，还酷爱计算机技术与软件开发。在没有任何经验可供借鉴的条件下，设计研发在艰难中起步，历经波折，困难重重。记不清有多少个日日夜夜，团队成员仍在中央空调已关闭的闷热办公室里加班加点，直到深夜凌晨；为了解决个别机型数据帧频繁掉包的一个问题，往返于广州和深圳值管基地13次，累计车程5600公里；为了配合一线倒班工作计划，深入系统应用地调研、推广和安装培训，在分子公司连续几天的“连轴转”……

刘宇辉回忆起当年的经历时感慨地说，“项目起步时，人力、物力、资金、技术都很匮乏，甚至要自己掏钱购买所需的软件和资料。常常为了攻克一个技术难点，一干就是一个通宵。”

经过一年多的努力，2001年底，基于B777数据链操控运作机制的南航“飞机远程诊断实时跟踪系统”原型系统基本完成。远程系统可以把从飞机上收集到的信息传到地面“诊断”，就像医院的远程诊病一样，患者在家里把心跳、血压测量好传过去给医生诊断，医生大致知道患者在哪方面出了问题。

辛勤的汗水换来了可喜的成果：2006年4月19日，具有南航自主知识产权的“飞机远程诊断实时跟踪系统”正式获得国家知识产权局颁发的《发明专利证书》。这是南航获得的第一项发明专利，属国内首创，技术先进性达到了国际先进水平（据不完全统计，也是国内同类系统中的第一个专利）。

获“话语权”：为A380和787远程“把脉”

尽管取得了种种成绩，但是团队的研发并没有止步。2011年以来，南航相继引进空中“巨无霸”A380客机和波音B787梦想飞机。这两种新一代电子化客机的庞大的计算机控制系统包含了几百台机载计算机，数千套机载软件。不仅飞机的数据量与种类成指数级增长，而且传输数据的规范也与传统机型截然不同。飞机远程诊断实时跟踪系统面临着新的挑战！

刘宇辉带领着团队中的成员共同克服国外厂商的“一般性”技术封锁，查阅大量的资料，仔细研究样本报文的字符编码原理与触发逻辑。在研发进行到了关键的阶段，恰逢其中一个团队成员的孩子出生。为了尽快找到突破口，团队成员无暇照顾自己的刚出生的孩子和爱人，一心扑在新模块的开发中。终于功夫不负有心人，在他们的努力下，A380远程诊断系统模块于2013年7月份研发成功；B787远程诊断系统模块于2015年3月份研发成功。此举不仅省下了每年使用国外厂商自有监控系统的几十万美元的服务费，更重要的是积累了针对新一代电子化客机健康监控系统的研发经验，从一定程度上对我国大客机在机载信息领域的研发提供了指引。

从最初的“视情维修”的局限性寻找突破口入手，到现在不仅可以实时获知飞机的性能、状态，还能够基于大数据的分析，预测系统的性能演变趋势、故障发生概率，从而提前预警并提前做出相应的部署。这些，都跨越式地提升对于飞机安全及性能的监控能力，缩短了故障排查处理的时间，更经济有效地周转航材，提升零部件的使用寿命，从而降低飞机运营成本。

“坚守执着、自主创新”，这是刘宇辉团队永不褪色的信仰，换取来中国航空公司工程师们在机载信息领域的“一席之地”和“话语权”。

全面应用：大数据为飞机保驾护航

2016年，刘宇辉团队自主研发的“飞机远程诊断实时跟踪系统”第4代原型面世，这标志着南航对于飞行大数据的研究全面进入工程应用阶段。

基于系统平台和大数据分析，南航“飞机远程诊断实时跟踪系统”已根植多个专业领域：对轮胎偏磨率，进行分析，并以数据为支撑，针对厂家建议，修正一线工作标准；对飞机空调组件活门开关不同状态下，相关参数的变化图谱进行分析，设定阀值，触发驾驶舱效应，弥补了飞机原厂设计的不足；对APU（飞机辅助动力装置）燃油消耗依据98种场景进行数据分析，优化工作流程，节省燃油，节约运营成本。他们还对飞机故障预测领域进行了尝试和探索，通过相关数据进行智能分析，预测故障发生趋势，及在一次小概率事件发生后，预测下一个阶段小概率事件发生的概率，这些都将维护关口进行迁移，为将突发的事后维修转变为有计划的事前维修提供了有力的支持，安全保障的能力……他们还计划将大数据分析技术应用于附件维修领域，冀希解决业界多年头痛的NFF（送修的部件，检测不出故障）“顽疾”。

除此之外，工作室还根据工程的具体需求，自定义事件驱动逻辑，建立监控热点，实现地面机务人员与飞行机组对飞机状态及系统性能、故障的同步感知。在系统平台上，集成了飞行警告信息订阅：根据每位监控人员特定工作场景的需求，筛选特定类别的信息，推送到移动信息终端中，极大提高了关键信息的获知能力。如：实时提取涉及飞机放行的关键信息，推送给一线工作者。让工作者第一时间捕获飞机的异常状态信息，及时响应，为避免航班延误和晚点，提供有力支持……

持续创新：开启智慧运输新时代

随着工作室的成立，刘宇辉从1999年一个人开发，到精英团队各展其能，取长补短。目前工作室共有固定人员9人，计算机、航空电子和可靠性研究应用专业背景，机械和发动机专业背景，移动端和电脑端软件开发专业特长，在这个团队里完美融合。他们秉承着同样的激情和执着聚到了一起，相互激发，相互学习。跨领域、跨学科，从工程应用各个视角渗透地无缝衔接，为工作室的创新研发展开了无比广阔的视野。此外，工作室非固编成员延伸到MCC/EMC、GAMECO/分子公司生产一线，包括CBC附件维修中心在内的多个专业口技术能手与班组，具有良好的技术梯队结构与创新源动力。

“开启智慧运输，以大数据技术的应用助力航空运营，维修产业的升级是大势所趋”，刘宇辉表示，“工作室将致力于面向工程应用及飞行大数据的研发”。

目前，南航“飞机远程诊断实时跟踪系统”累计创新课题储备达200余项（投产率60%以上）。工作室正在进行研发的项目有APU运行状态监控、环境控制系统状态监控、eFLOW实时监控、飞机过载实时监控等等。以B787等新一代电子化飞机为突破的飞行大数据工程信息系统正在研制与推广中，多项国家专利亦正在申请。未来，工作室还将进行飞行大数据译码虚拟化主机平台、NFF故障源深度分析、远程诊断移动端平台建设等范围更广，程度更深的重大课题。

在公司的有力支持下，南航机载软件绿色工程生态圈基本形成：在这个“圈”内，一个机载软件的原型可以在一周之内完成3个版本以上的迭代测试。这是以前，以及现在绝大多数航空公司不可想象的一件事。就此，一些设备的软件供应商向南航抛出了“橄榄枝”，主动找到工作室，希望合作测试他们的原型系统。

无私奉献：助圆中国大飞机之梦

对于刘宇辉团队来说，还有一个小小的心愿，就是希望他们自主研发的系统可以服务全民航，为企业做出更大的贡献，也为中国民航的崛起做点事情。

2010年，中国商飞年轻的工程师们到南航交流，刘宇辉团队将机载信息系统的工程刚性需求，工程应用的经验和使用心得无私地进行分享，就PHM的原型技术架构给予中肯的建议。当时的情景还历历在目：“看到小伙子们白天扎实用功，晚上整理笔记，与我们交流心得构想，我们仿佛看到了中国航空事业光辉的明天。”为时2年的深入学习，最终形成了40余万字的项目专著。

在后续的实践中，刘宇辉还多次参与了C919，C929国产大飞机就飞机健康管理的技术方向和功能定义的项目评审工作。看到商飞研发的PHM（预测与健康管理）系统，打着中国人的印记，将要服务中国人自己制造的C919，C929大飞机，刘宇辉非常地开心：“能够为中国大飞机制造写上浓墨的一笔，我充满了骄傲”。

鲁迅说，“其实世上本无路，走得人多了，也就成了路”。上一个5年，刘宇辉和他的团队在飞机健康管理，飞行大数据应用研究这一条路上跌跌撞撞，但也风雨无阻。下一个5年，伴随着“互联网+”和大数据上升为国家战略，智慧化成为交通运输新的“座右铭”，越来越多的协作伙伴加入进来，这个团队将继续砥砺前行。（中国民航网 通讯员邹颖萍、范日清、肖萌）