民航运输机场飞行区智慧道面管理系统研究与实践

　　摘要

　　机场飞行区道面是航空器起降滑行核心基础设施。道面老化破损已是全球民航行业共性难题，国际民航组织(ICAO)明确将基础设施老化列为重点安全风险。在中国民航，随着多家枢纽机场道面陆续进入病害高发期，道面安全管控压力日益凸显。本案例介绍了首都机场集团有限公司(以下简称“集团公司”)聚焦机场核心风险，创新构建“1-2-4”道面智慧管理体系，围绕“一个核心目标”打造道面“规-建-养”全生命周期管理，坚持业务标准化与数据规范化双轮驱动，实现数据治理、预防性维护、作业管控、科学决策四大能力提升，于2025年自主研发在全国33家机场推广应用了机场飞行区道面业务管理系统，推动道面管理从经验驱动向数据+算法驱动跨越，实现了从被动抢修向主动预防的转变，有效提升了机场道面安全管理水平，筑牢了道面本质安全防线。

　　一、背景与起因

　　(一)道面安全是全球民航行业重点关切难题

　　国际民航组织(ICAO)明确指出，基础设施逐渐老化是影响机场运行安全与资产管理的关键风险，并持续推动道面强度评估ACR-PCR方法、跑道表面状况GRF报告等全球标准的更新与落地实施。国际航空运输协会(IATA)2025年安全报告进一步披露，机场设施相关问题造成全球16%的航空事故，包含道面破损、道面污染物在内的跑道环境危害亟待系统性治理。

　　与此同时，道面自身老化病害以及日常维护作业衍生的外来物(FOD)，已成为全球民航业共性突出难题。据美国联邦航空局(FAA)估算，FOD每年在全球范围内造成经济损失高达约227亿美元。当前全球机场行业同时面临基础设施老化加剧、国际标准日趋严格、设施全生命周期成本管控压力大、运行风险交织叠加等多重挑战，仅依靠传统运维方式已难以应对，亟需通过技术创新与系统性管理升级寻求突破。

　　(二)道面安全是国内民航机场管控核心重点

　　安全是民航业的生命线。习近平总书记强调，民航安全是国家战略的重要组成部分，必须牢牢守住安全底线，确保“两个绝对安全”。民航局宋志勇局长指出，要“抓早抓小”，推动安全管理从事后应对向事前预防转变，将“时时放心不下”的责任感转化为“事事心中有底”的行动力。

　　从全国民航道面运行整体现状看，截至2025年底，国内270个民用运输机场的311条跑道中，服役超15年的老龄化道面占比达30%，其中19条跑道已达或超出设计年限，75条跑道实际寿命低于设计标准，大批早期投用的枢纽机场道面集中步入病害高发周期。以北京大兴国际机场为例，全场道面病害整体发病率已达3.05%，仅表层起皮类病害面积就达26.3万平方米。全国机场道面普遍老化、病害逐年增多、维修频次持续加大，不仅推高了运维成本，道面表层脱落、材料破损还直接成为FOD的重要生成源头。统计显示，FOD引发事件在我国机场地面不安全事件中占比已居第二位，行业道面安全管控形势严峻，亟需建立全生命周期、数字化、智慧化的道面管理体系。

　　(三)亟需依托技术创新提升道面本质安全管控能力

　　长期以来，国内机场道面管理以人工现场巡查、经验判定病害等级、事后应急抢修为主。各机场虽已建立道面巡检养护制度，规范日常巡查流程，落实周期性养护作业，但传统管理模式短板较为明显。人工巡检受环境、人员状态制约大，漏检误判频发，难以精准预判病害趋势，导致风险发现滞后、响应迟缓。为从根本上补齐传统运维短板，提升飞行区道面本质安全管控水平，民航局于2025年4月发布《外来物损伤航空器防范工作能力提升专项方案》。方案明确提出，方案明确提出，鼓励建立内部统一的道面管理信息系统，全面提升道面管理的信息化与智能化水平。

　　首都机场集团作为国内规模最大的机场管理集团，管辖北京、天津、河北、吉林等6省市35家枢纽、干线、支线机场，2025年完成飞机起降150万架次，道面运行保障负荷位居行业前列。所辖跑道样本极具复杂性与代表性，涵盖单双及多跑道、沥青与水泥道面、民用及军民合用等多种类型，建成年代横跨1958至2025年，跨越高寒、高温等各类气候区，且积累了应对断板、脱粒等各类病害及不停航施工的丰富经验。面对复杂的运维难题，单一机场难以独立完成全生命周期统筹分析。首都机场集团依托高度集中的管理平台，能够对海量多维样本进行统筹分析与经验萃取，通过技术创新将丰富的集团实践转化为解决行业共性难题的标准化方案，具备输出先进道面智慧管理范式的坚实基础与强大能力。

　　(四)亟需加快道面管理领域国产化智慧系统自主研发

　　按照民航局智慧民航建设、关键基础设施国产化自主可控工作要求，亟需摆脱对国外道面监测、管理技术的依赖，依托自主研发打造适配国内气候工况、符合民航行业标准的道面智慧管理体系。当前国内行业缺少成熟的集团级道面风险算法模型、全生命周期数字化管控平台，各机场多为零散化、单机版系统，无法实现数据互通、标准共建、经验共享。迫切需要通过顶层设计、联合技术攻关，构建自主可控、拥有完整知识产权的业务管理系统，打造大型机场集团道面数字化管理示范标杆，为全行业推广复用提供实践支撑。

　　二、主要做法

　　为破解民航机场道面管理标准不一、数据孤岛突出、病害被动抢修、风险预判不足等行业共性难题，全面提升飞行区道面本质安全水平与全生命周期管控能力。集团公司坚持以智慧民航建设要求为导向，锚定道面管理痛点难点;以企研协同联合攻关为路径，打造道面智慧管理标杆;以自主创新自研为根本，构建国产化系统核心优势，2025年起联合科研院所，成功研发并在集团33家机场推广应用机场飞行区道面业务管理系统。创新构建“1-2-4”道面智慧管理体系，以体系化架构引领道面管理模式转型升级。

　　(一)以智慧民航建设为导向，锚定行业管理突出痛点

　　聚焦机场飞行区道面核心安全业务，紧扣民航局《智慧民航建设路线图》《外来物损伤航空器防范工作能力提升专项方案》及相关标准要求，立足集团管辖35家成员机场道面体量大、地域分布广、气候工况差异大、道面结构类型多元的实际特点。系统复盘近十年国内外22起典型道面安全事件，深度剖析道面结构老化、维护作业不规范、日常巡查管理缺失等风险成因，精准识别道面规划、建设、养护、巡检、维修、检测全链条管控短板。立足解决传统管理经验化、台账碎片化、风险后置化、标准不统一等突出问题，将行业规范、运维标准内化为系统底层算法逻辑，构建覆盖多管理层级、多业务场景、多机场类型的数字化管理体系，推动道面管理从经验驱动向数据+算法驱动转型、从被动抢修向主动预防转变。

　　(二)以企研协同联合攻关为路径，系统推进研发落地应用

　　1.聚合行业资源，组建联合研发团队

　　2025年，首都机场集团联合中国民航科学技术研究院(以下简称“航科院”)、下属全资子公司首都机场集团科技管理有限公司(以下简称“科技公司”)组建专项研发团队。其中，集团公司立足机场群运行实际，全面梳理道面运维管理痛点、业务运行流程及一线真实需求;航科院发挥行业专业优势，提供行业标准、技术理论、规范体系等专业支撑;科技公司承担主体研发任务，负责系统整体架构设计、核心算法研发、现场硬件适配及业务平台开发搭建，形成集团统筹、院所赋能、企业研发、机场落地应用的全闭环工作链条。

　　2.全域调研论证，精准锁定核心需求

　　项目前期开展覆盖集团内外37家枢纽、干线、支线机场的四轮递进式深度调研，累计梳理归集业务需求及优化建议281条。系统研判全国机场道面老龄化现状、病害分布规律及各机场运维管理差异，聚焦数据标准缺失、全流程闭环追溯不足、建养管一体化程度不高等三大行业难题。在此基础上，明确以巡检、清扫、维护维修、检测为四大核心业务模块，建立“任务计划制定-执行-检查确认-质量跟踪”的标准化闭环管理模式。同步完成8类标准化业务检查单论证设计，将电子表单自动生成率提升至68%，实现业务标准统一、流程规范、基层减负。

　　3.多层级评审验证，持续迭代系统功能

　　坚持严谨审慎、分步落地原则，构建“第三方咨询、专家评审、行业鉴定、试点验证”四维评审体系，累计组织各类专家评审4次，严控投资合理性、技术先进性和业务适配性。选取长春龙嘉国际机场作为试点，历经四个月全场景实测，覆盖冬季严寒复杂工况，重点验证业务闭环、GIS高精度定位、道面数据库搭建、手持终端适配四大核心能力。根据试点反馈形成三阶优化计划，持续迭代完善合规性自动校验、病害等级智能识别、处置方案自动生成等核心算法，确保系统功能贴合现场实际、数据真实可靠、运行稳定可控。

　　4.集团化集约推广，赋能行业整体发展

　　依托首都机场集团集约化建设模式，秉持“一次开发、全集团复用”原则，在长春机场试点成熟基础上，有序向集团所属首都、大兴、天津等33家干支线机场全面推广上线。统一系统部署、统一数据标准、统一业务流程、统一人员培训，搭建集团级道面数据共享与监管平台，实现总部对各机场道面资产状态、病害分布、维修进度的穿透式可视化监管，为行业道面全生命周期数字化管理提供可复制、可推广的实践范式。

　　(三)以自主创新自研为根本，构建“1-2-4”道面智慧管理体系

　　系统建设以道面全生命周期管理为主线，以数据标准化治理与业务流程重构为核心抓手，将数字化技术深度融入道面管理的各个环节，实现了道面管理从传统人工模式向数字化、标准化、智能化模式的转型升级。形成了“1-2-4”的道面智慧管理体系：

　　“1”即锚定一个核心目标：聚焦道面规划、建设、养护全流程，构建“规-建-养”全生命周期管理体系，建立统一数据标准与共享规范，完善道面健康电子档案，依托大数据与AI技术实现病害趋势预判和风险提前预警，真正实现从被动抢修向主动预防转变。

　　“2”即实施双轮驱动发展：同步推进业务流程标准化与数据治理规范化。一方面将民航行业技术规范、道面维护指南内嵌为系统算法逻辑和标准化作业表单，实现四大核心业务全流程线上闭环、全程可溯;另一方面建立道面全生命周期数据标准体系，汇聚设计、施工、检测、维修全量资料，搭建集团统一道面数据库，为智能分析和算法训练夯实数据底座。

　　“4”即聚焦四大能力提升：持续提升道面全域数据治理能力、道面病害预防性维护能力、现场作业全过程精准管控能力、集团多层级科学决策能力，依托多维数据统计分析，优化养护计划编制与运维资源统筹配置，全面实现道面管理由经验驱动向数据驱动的根本性转变。

　　(四)以自主创新自研为根本，筑牢国产化系统核心优势

　　系统全程遵循民航关键基础设施国产化、信创建设工作要求，立足国内机场运维场景与行业标准自主研发，拥有完整自主知识产权，斩获两项发明专利、两项软件著作权，形成六大核心技术与管理优势：

　　1.标准内嵌，算法智能驱动：首创合规性自动校验、任务进程智能判定、破损处置方案自动生成、病害等级智能识别四大核心算法引擎，将民航道面维护指南、运行标准固化为系统逻辑，实现作业合规自动校验、病害等级智能研判、维修方案智能推荐，杜绝人为经验偏差。

　　2.数字底座统一，数据互联互通：构建集团统一道面基础数据库，建立全生命周期数据标准体系，整合规划设计、施工建设、巡检检测、维修养护全链条数据，打通各机场数据壁垒，破解数据孤岛、标准不一难题，为宏观决策、趋势分析、风险预警提供可靠算据支撑。

　　3.精细网格划分，高精度定位管控：融合GIS地理信息与千寻位置服务，实现飞行区道面部位-区块-板块三级精细化网格划分，依托单北斗高精度定位，实现病害厘米级精准定位、作业人员现场导航、维修过程全程留痕，实现道面资产一张图可视化管控。

　　4.全业务闭环，作业全程留痕：围绕巡检、清扫、维护维修、检测四大核心业务，构建“计划制定—任务下发—现场执行—影像留存—验收归档—数据分析”全流程数字化闭环。通过手持终端实现任务办理、病害上报、FOD登记、影像上传无纸化操作，所有作业记录不可篡改、全程可追溯。

　　5.分级权限管控，集团集约监管：搭建多层级权限管理体系，适配集团总部、成员机场、班组一线四级管理角色，实现分级授权、分级管控。通过领导驾驶舱多维度统计看板，直观展示病害热力分布、任务完成率、养护成本、合规落实情况，支撑科学决策与资源统筹调配。

　　6.场景适配性强，兼顾实用与前瞻：在兼容机场现有运行体系、保障当前业务可靠运行的基础上，预留标准化拓展接口，可进一步延伸覆盖机场飞行区各类道面相关业务模块，具备向道面全业务、全场景一体化管控扩容升级能力，既满足当下运维刚需，又适配智慧民航长远发展布局。

　　三、主要成效与反响 (一)契合顶层部署要求，获行业主管部门高度认可深入贯彻落实习近平总书记关于民航安全工作重要指示精神，对标民航局宋志勇局长提出的抓早抓小、前置防范、推动安全管理从事后应对向事前预防转变的工作理念，本系统作为落实《外来物损伤航空器防范工作能力提升专项方案》的核心实践载体，深度对接《智慧民航建设路线图》发展规划，全面贴合行业道面安全管控重点任务，凭借扎实的建设成效与实用的应用价值，相关建设思路、实践路径及落地成效得到民航局相关司局高度关注与充分认可，为行业推进道面安全提质升级树立了实践样板。

　　(二)突破传统管理桎梏，开创机场道面智慧管控新模式

　　面对全球民航基础设施老化、外来物风险高发，以及国内大量机场道面集中进入病害高发周期的行业现状，项目彻底打破以往人工巡查、经验判定、事后抢修的传统运维模式。通过企研协同攻关、多轮调研论证、试点实测迭代，创新构建“1-2-4”道面智慧管理体系，实现道面管理从经验驱动向数据算法驱动、从被动抢修向主动预防的根本性转变，从源头有效管控道面破损引发的外来物安全隐患，全面增强飞行区道面本质安全防控能力。

　　(三)形成机场群应用范式，具备行业示范推广价值

　　秉持“一次研发、全集团复用”的集约化建设思路，系统已在集团33家干支线机场全面上线运行，搭建起集团级道面数据共享与统筹监管平台，实现多机场道面资产状态、病害分布、养护进度一体化可视化管控。整套研发路径、试点验证流程、批量部署运营模式适配各等级机场运行需求，成熟度高、可复制性强，为国内机场群道面全生命周期数字化、规范化管理提供可借鉴、可推广的实践样板。

　　(四)坚持自主可控研发，夯实民航基础设施国产化保障能力

　　严格落实民航关键基础设施国产化、信创建设工作要求，立足国内机场实际运维场景自主研发，摆脱境外同类系统的技术依赖与应用局限。项目斩获两项发明专利、两项软件著作权，拥有完整自主知识产权，搭建起道面病害智能分析模型与全生命周期数据管控体系，形成适配国内民航运行特点的国产化智慧管理架构，有效提升民航飞行区基础设施数字化自主保障能力。

　　四、主要经验与启示

　　(一)要义在于“防”，构建道面风险前置防控新格局

　　民航道面安全管控的根本在于防患于未然，不能长期依赖事后抢修、被动处置的传统模式。面对国内机场道面集中老化、病害多发、易衍生 FOD 风险的行业现状，必须跳出单一维修思维，树立全生命周期管理理念。通过复盘典型安全事件、深挖病害成因短板，依托数字化平台和智能算法，实现道面病害趋势研判、风险分级预警、健康状态动态评估，把安全管控从事后补救前置到源头预判。同时坚持技术赋能与制度管理同步发力，把行业规范、作业标准内嵌到系统流程中，用数据沉淀支撑养护策略优化、资源科学配置，真正建立起事前预警、事中管控、事后复盘的完整安全治理闭环。

　　(二)关键在于“融”，打造场景适配集约共享应用模式

　　智慧道面管理建设不能脱离机场运行实际、不能搞形式化数字化。首都机场集团管辖机场跨度地域广、气候工况复杂、道面类型多元、建成年代跨度大，运维场景极具行业代表性。本次实践充分证明，智慧系统建设必须立足一线真实需求，通过多机场全域调研、多轮需求归集、全场景试点验证，打磨出适配枢纽、干线、支线以及军民合用机场的通用化功能架构。依托集团集约化优势，实行统一标准、统一平台、统一流程、分批推广，既解决了单机场技术力量弱、样本不足、难以自成体系的问题，又形成了一次研发、全域共享、基层减负、提质增效的成熟模式，为行业机场群道面智慧化管理提供了可借鉴路径。

　　(三)根本在于“创”，筑牢自主可控科技兴安发展根基

　　关键基础设施管控必须牢牢掌握核心技术自主权，不能依赖外部系统和外来技术范式。道面智慧管理体系建设，坚持企研协同联合攻关，扎根国内民航运维场景、贴合本土行业标准，从零搭建业务架构、算法模型和数据体系，逐步形成拥有自主发明专利、软件著作权的完整知识产权成果。实践表明，民航智慧化建设没有捷径可走，唯有坚持自主研发、试点迭代、工况实测、持续优化，才能打磨出适配复杂环境、贴合业务实际、安全可控可靠的国产化应用成果。同时要把研发实践、流程标准、管理范式同步沉淀固化，打通科研、研发、应用、标准完整链条，以科技创新持续夯实飞行区基础设施本质安全根基。

　　立足民航安全发展大局，首都机场集团将始终牢记安全初心使命，保持归零心态，持续深化道面全生命周期智慧管理实践，不断完善体系架构、优化算法能力、拓展应用场景，坚持以数据驱动安全管理、以科技赋能运维提质，持续输出机场群道面治理成熟经验，全力支撑智慧民航建设，助力民航行业实现高水平安全与高质量发展良性互促共进。