黑匣子数据为什么不存在云端(黑匣子还在用60年前的技术)

自从天上有了飞机,世界上几乎每年都有飞行事故发生,而在每次空难之后,救援人员都会想办法寻找飞机的“黑匣子”——也就是飞行记录器,那里边存储了飞机在飞行过程中的一系列关键信息,通过对数据导出分析,我们可以了解飞机发生事故的原因。

黑匣子数据为什么不存在云端(黑匣子还在用60年前的技术)(1)

东航失事飞机第二个黑匣子已经找到

了解事故原因很重要,飞机很贵,人的生命更是无价的。我们不仅需要确定空难责任归属、要保险理赔、还需要通过查找原因来改进飞机设计、查找制造缺陷、弥补管理漏洞,防止类似灾难再次发生。但是黑匣子并不总是很好找,如果飞机坠毁在陆地上,黑匣子可能深埋进泥土里;若是发生海上空难,黑匣子有可能会沉入几千米深的海底。另外,尽管黑匣子看似有“金刚不坏之身”,并且它们安装在飞机受冲击最小的尾部,但还是会有许多黑匣子严重损坏甚至破碎,给数据恢复带来困难。

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瑞典西部航空294航班严重变形的黑匣子

于是有朋友问:现在都21世纪了,为什么黑匣子还在用60年前的设计和工艺,把飞行数据通过卫星实时传送到地面的数据中心,云同步,不就不用每次都找黑匣子了吗?

是啊!记得80年代老粥学习计算机时还用过穿孔纸带和磁带存储数据,后来用了5.15寸、3.5寸软磁盘和光盘,再后来用U盘,现在许多人早已抛弃了硬件,用上更加方便的云备份、云存储。科学突飞猛进,通信技术也日新月异,为什么我们不能摆脱黑匣子,将飞行数据实时传输回地面呢?

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航班飞行数据通过卫星实时传输回地面

实际上这种办法并不是没有人想过,技术上实现也不是多大问题,毕竟卫星通信技术已经普及,在有些飞机上也能打卫星电话甚至宽带上网,实时传输飞行数据理应不难。

要想将飞机的飞行数据,包括驾驶舱语音信息通过卫星实时地发送到地面,其主要障碍并不在技术层面,而是经济与安全层面。

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安装在飞机上的两个黑匣子

首先,目前全球最大的商用飞机制造商是波音和空客这两家西方公司,而商用飞机最大的用户——航空公司也主要在美国、欧洲和其它西方发达国家,这些公司的好恶往往决定了航空技术的发展方向。这是需要说明的问题。

每当要引进一项新技术前,这些外国航空公司总是会问:要花费多少钱?谁来付钱?

说起航空公司,我们第一印象都是“高大上”:华丽的机场、昂贵的飞机、帅气多金的机长、年轻漂亮的空姐,却很少有人知道航空公司每一分钱都要算计。为了在竞争中取得优势地位,他们不得不绞尽脑汁压低成本。

曾经有一个很经典的故事:美国航空公司CEO为了每年节省10万美元成本,把飞机晚餐沙拉里的橄榄减掉一颗,因为“没有人会注意到”沙拉里少了一粒橄榄;美联航则是把“不那么受欢迎的”饮料从飞机餐里删掉。

黑匣子装在飞机上,你可能永远无需在它上面花钱,除非飞机失事。所以黑匣子是一次性投资,它不会为航空公司增加额外的日常开支

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航空公司都是葛朗台

但如果要向地面实时传输数据,首先要在飞机上安装可靠的卫星通信设备,意味着航司着买飞机的价格更贵。更重要的是航空公司得向卫星通信公司租带宽,这是很大一笔钱,并且每架飞机每一天都需要支付流量费用。这还没完,庞大的数据量只是通过卫星中转,你还得在地面建设一个数据中心(或者租用云服务器)来存储和处理这些数据;需要额外的数据分析师来解读这些数据......这些都得花钱!

飞机失事是极小概率事件,为一项一次性的、也许永远都用不到的服务持续支付巨额费用,这对于西方航空公司来说是笔不合算的投资。这就是飞行数据“云同步”很难推进的一个重要原因。

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QAR设备可快速读取飞行数据用于飞机维护

飞行数据的同步传输与云存储的第二个障碍是安全与隐私。

黑匣子主要包括飞行数据记录器(FDR)和驾驶舱语音记录器(CVR)两个设备,它们通常是独立的。FDR通过分布在飞机各关键部位的传感器来收集和保存飞行信息;CVR通过麦克风来记录和保存驾驶舱里发出的所有声音,用来分析事故发生前一段时间里飞行员之间的交流信息。

现代商用喷气式客机上的FDR可以跟踪多达3000个数据点位,存储至少88组参数,包括对飞机每个系统的状态、驾驶舱控制按钮的通断、油箱和液压系统的压力与温度、发动机从进气口到喷气口的情况进行实时采样,连飞机的襟翼、副翼、方向舵和升降舵等关键数据要做到每秒钟采样8次。FDR的信号采集电缆连接到整个飞机,加起来有你手腕这么粗。换句话说我们能够通过FDR的数据掌握飞机的一切信息。

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黑匣子FDR与CVR

与某些航班追踪网站所披露的有限飞行信息不同,FDR对飞机上的所有信息都进行详细记录,若这些数据向外实时发送,就很难保证它不落入竞争对手或别有用心的人手里。一旦飞行数据被黑客掌握(为了容易读取,黑匣子里所有信息都不加密),无论从商业安全还是飞行安全的角度都会受到威胁。

驾驶舱语音记录器里存储的不仅有飞行员正常的指令与交流,还可能包括俏皮话、背地里的抱怨,没有哪个飞行员愿意将这些信息公之于众,或者让上司听到。飞机出发之前,CVR会自动将所有声音进行存储,在整个航程之中,包括飞机降落之后的滑行阶段,飞行员都无权抹掉CVR里的声音。但是只要航班靠泊廊桥,飞行员就可以按下按钮,“一键擦除”CVR里的所有内容。

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给飞行员施加额外压力会带来风险

至少在西方国家是这样:如果飞行员在驾驶舱里的每一句话、每一个动作都被实时上传,他们就会产生抵触情绪,觉得自己工作的场所被当成了“真人秀”的秀场。驾驶飞机不比开车,飞行员需要专注于飞行,实际上包括乘客和航空公司在内,没有人喜欢自己的飞行员在压力之下工作。

即便是失事飞机的CVR被找到,调查人员也不会将事故发生前驾驶舱里飞行员绝望的声音公之于众,一方面这会进一步伤害机组成员的家属,同时它也会伤害他们的同事以及所有从事飞行职业的人。实时传输与云存储增加了数据暴露的风险,这不可接受。

飞行数据实时上传、云存储从技术上看挺好并且能够实现,但其本身并不能让飞行更安全,还会给航空公司带来额外经济负担和安全担忧,飞行员也担心这会令自己变得透明。因此在未来相当长的时间里,黑匣子还是老样子,或许它会变得更坚固一些吧?

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