以智慧技術推動節能減排是民航業近年來的重要工作之一。前不久，上海機場集團與中國能建集團、中化學建投集團等4家單位簽署多項合作協議，加快推動可持續航空燃料（SAF）在民航領域的應用，引發業內外廣泛關注。
在民航領域，節能減排主要涉及三個方面，一是航空器，二是航站樓、停車場等建筑物，三是連接機場與航空器的特種車輛。其中，通過采用新能源或清潔能源，推動特種車輛實現“油改電”是綠色機場建設的重要組成部分。同時，特種車輛“油改電”需要科技、設備、管理等多方面革新，這又其成為智慧機場建設的一大亮點。
“油改電”一小步 環境保護一大步
自2015年3月民航局啟動機場地面特種車輛“油改電”專項試點工作以來，10年間，科技與綠色已經成為機場特種車輛的特色。
2015年3月，民航局確定了北京首都機場、成都雙流機場、昆明長水機場以及長沙黃花機場等6個機場作為機場地面特種車輛“油改電”的首批試點單位，探索提升機場電氣化水平；2017年6月，民航局組織召開地面車輛“油改電”專項工作集中調研會，總結試點機場工作經驗；2018年9月，民航局印發《民航貫徹落實〈打贏藍天保衛戰三年行動計劃〉工作方案》，提出加快機場場內車隊結構升級，確保場內特種車輛平穩更替。此后，推進機場車輛“油改電”成為機場和航空公司減污降碳的重要抓手。
據悉，在“油改電”項目實施之前，地面特種車輛、設備消耗的汽油、柴油約占機場總能耗的13%，是機場耗能與排放的重要源頭之一。通過“油改電”項目，機場將區域內運行的牽引車、客梯車、擺渡車、引導車、行李傳送車、升降平臺車、行李拖車頭、叉車等特種車輛逐步更換為以電能驅動的新能源車輛，不僅有利于促進行業實現結構性節能減排，更有助于提高民航業的可持續發展能力。
作為率先在全行業范圍內，大規模推廣應用新能源汽車的行業，經過幾年的探索，各地機場因地制宜、規劃先行，探索出了一系列符合行業需求的發展路徑。長沙機場是“油改電”項目的首批6個試點機場之一，其從整體出發統籌規劃、統一管理，面對不同產品的供應商，高度重視車輛與充電樁的兼容性性，嚴格把控相關產品的“進場門檻”，使機場的車樁匹配性和兼容度均達到理想水平，避免了“資源孤島”的出現；為采用鉛酸電池的特種車輛加裝電池監控模塊，提高車輛的安全性和現場運行數據采集的實時性。同時，長沙黃花機場系統有序地推進試點工作，已經完成電力改造和充電樁一期建設，目前正在建設集中充電保養站，并在項目實施過程中堅持“統一標準、車兼容樁”和“刷卡充電、統一計量和結算”，已經投入運行的30臺充電樁和16輛電動特種車輛運行狀態良好，為后續工作打下良好基礎。
“十四五”期間，民航業將持續深入推進機場運行電能替代，減少航空煤油和汽柴油消費。《“十四五”民航綠色發展專項規劃》明確，到2025年，機場場內電動車輛設備占比達到25%以上，汽柴油消費占比力爭降至5%以下，機場場內充電設施與電動車輛設備數量比不小于1∶3。
系統規劃在先 統一標準強化管理
記者在采訪中了解到，機場在推進“油改電”項目的過程中具有一定優勢。在運行管理方面，機場區域有限、邊界清晰、管理集中，有利于突破純電動汽車在使用過程中續航能力相對有限、充電設施不足的瓶頸。中國新能源汽車產業的快速發展，則為機場特種車輛和設備“油改電”提供了技術可行性。
盡管發展基礎牢固，但在“油改電”項目實施之初，通用新能源車輛和特種新能源車輛的設計差異，以及電池材料、電壓、容量、充電接口規格以及充電鏈接控制策略的不同，都成為“油改電”項目推進的“障礙”。
在“油改電”項目實施之初，長沙機場就確定了“以搭建可持續市場化運行的長沙機場飛行區充電公共服務平臺”的目標，將充電樁點位布局、配電系統建設、信息系統建設等納入整體規劃，并將具體工作劃分為電力改造、電動車輛購置、充電樁及監控管理系統、充電維護站建設四個部分。在建設充電設施的過程中，長沙機場機務保障部高級工程師周宇群深知合理的布局和科學的成本控制是充電設施建設的關鍵，因此他充分利用機場已有的空間資源和配電容量，為機場構建了科學、高效的充電服務網絡。該網絡不僅有效減少了地面特種車輛在充電時的“無效空跑”次數，還極大地降低了飛行區的施工難度。
面對物流新能源車輛和進口地面特種新能源車輛存在的低壓充電難問題，長沙機場聯合上游廠家研制出了符合國標的低壓充電樁。由于效果良好，該充電樁隨后逐步在業內推廣普及，填補了市場空白。
“我們采用試用模式，既檢驗車輛性能，為廠家的技術改進提供數據支撐，又為機場積累運行經驗，減少后續風險，實現了雙贏。”周宇群告訴記者，“同時，我們對廠家明確提出統一充電接口標準、通信協議標準要求，實現充電設備與車輛電池管理系統的通信協議規范統一；明確交互過程標準，嚴格按照電驅模式、電池管理、國標兼容、通信協議等設置入圍門檻，出臺評標方法；協助廠家研制國標低壓充電樁，解決了電壓在100千瓦以內動力電池的兼容充電問題，在行業內得到了廣泛應用。”
對“油改電”項目實施初期市場上的混亂局面，長沙機場機務工程部工作人員敏銳地發現了充電標準不統一的問題。于是，他們率先將鋰離子動力電池管理模式引入非鋰系動力電池，同時成功統一了充電接口、通信協議、交互過程等三大充電標準。正是這一系列的創新舉措，讓兼容充電的愿景落地生根。
除長沙機場外，各地機場也都在推動特種車輛“油改電”的過程中沉淀出了不少智慧運營經驗。例如，首都機場根據各車型的電動化成熟度，制定了先引進技術較成熟的通用車輛，后引進技術要求較高的特種車輛的“先通后特”引進策略，并建設了電動車輛及充電樁安全運行管理平臺。據悉，該平臺采用物聯網及大數據等技術，能夠對首都機場場內運行的20余種通用電動車輛、特種電動車輛以及所有充電樁實行統一的在線管理，是首都機場及各駐場單位對場內電動車輛和充電樁實行一體化管理的重要抓手。
新技術綜合應用 全方位提升運營水平
特種車輛“油改電”項目不僅讓機場變得越來越綠色，也讓機場變得越來越智能。眾所周知，網聯化是新能源汽車區別于傳統燃油車輛的一大特色。而這也讓機場對特種車輛進行智慧管理和智慧調度成為可能。
在制定統一標準后，長沙機場打造了基于人工智能（AI）、大數據分析等技術的AI智慧終端，筑起一座覆蓋機坪全域設備的“智慧安全管理高塔”。據悉，該終端可以對不同品牌、不同設備的運行參數、操作規范和道路環境進行可視化動態監管，并將相關分析結果推送給設備管理單位，為機坪運行管理提供建議和決策依據。
2021年，長沙機場機務工程部進行了一項備受行業矚目的創新性研究——在行業內首次開展自動駕駛技術和自動充電機器人在機坪上的應用研究。期間，通過優化算法和機坪運行規則、探索機場障礙物識別、構建深度學習模型等方式，長沙機場測試了全國首個機坪內自動駕駛載人項目，初步證實了自動駕駛技術在機坪場景運行的可行性。目前，具備L4級別自動駕駛能力的巴士已在長沙機場機坪內進行了超過2000公里的載人運行測試。“我們還計劃測試運行自動充電機器人，通過機械臂實現自動化充電”。周宇群表示，這是一項很有意義的研究，相關成果將對機場未來發展具有啟示性作用。
眼下，工業物聯網、大數據、云計算、人工智能、機器學習等技術的發展，正在使民航業發生深刻變革。例如，成都雙流機場規劃部門聯合科研單位搭建了電動特種車輛充電監控與運營平臺，實現了電動車輛運行數據、能耗數據、充電信息和狀態信息數字化。上海機場集團建立了綠色機場評價體系模型，為機場綠色轉型提供分析決策依據，進一步擴大新能源車輛和設備應用，新增特種車輛和設備100%使用新能源或清潔能源。
隨著完整準確全面貫徹新發展理念，越來越多的民航企業開始認識到，綠色發展不僅能夠讓飛行更環保，而且能夠幫助企業全方位提升管理和運營水平，從而獲得更大的經濟效益。未來，日益成熟的特種車輛“油改電”項目還將在安全運行方面發揮更大的作用，讓機場向著更安全、更綠色、更智慧的方向持續前進。
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