Re: [問題] 飛機的自動化駕駛已經到甚麼程度了?

作者: SAUN   2019-02-12 02:27:57
小弟貪婪機師一枚,前幾天沒事,在FB回留言時寫了一篇文,希望能釐清一下版友對自動駕駕駛的想像,以及飛行員存在的意義。也希望能有相關領域者不吝批評指教。
先講結論:
1. 小弟目前仍未聽聞有載客民航機執行自動起飛,可能是起飛滾行時重量重、剩餘跑道短、剩餘推力小,在放棄起飛時或單發失效時的各項安全邊際比起降落小很多。
2. 常看到筆仗時定義不清,張飛打岳飛,把儀器降落系統(ILS)跟自動落地系統(Autoland)混為一談。ILS是各大機場標配,飛機追著地面電台信號“進場”。Autoland是飛機追著ILS訊號“直到落地”。線上大部分是在低能見度時執行Autoland。小弟2018年164個落地,幾乎都是ILS進場,但只有1次是自動落地。
3. 敝公司規定飛行員起飛後,抵達一萬呎高度以前一定要接上自動駕駛,巡航、下降,直到落地才解除。而大多數飛行員,會在飛機觸地之前的兩分鐘左右把自動駕駛解掉,手飛落地。
4. 自動駕駛接上後,飛行員仍需要因應航管指示,天氣避讓,巡航高度變換操作,對自動駕駛進行很多的input。飛行員並不是接上自動駕駛後就開始發呆睡覺。手動駕駛保持十幾個小時平飛,沒有任何意義。
5. 人會出錯,自動系統也會出錯。飛行員所受的訓練,就是不斷地觀察、懷疑、交互檢查、執行、驗證,然後優化。不能永遠相信旁邊的人,也不能永遠相信自動系統
如同Vincent Kuo 網友所貼的影片一樣,自動駕駛並不是科技的問題,我也相信在不久的將來,一定會有這樣的科技,讓飛機從空橋後推、滑行、起飛、巡航、直到降落靠橋,都能夠藉由全自動的機器人來完成。這即將是資方的救贖福音,因為他們再也不用請號稱年薪五百萬的猴子來開飛機了。這也是輿論強力攻擊的其中一個點:99%的時間自動駕駛都ON,1%的時間手飛,找23K按按鈕就好,你有比醫護/客運/輪班星人/(.....下略365行狀元)來得血汗嗎?
但就如Ben大提到的,感測器是個關鍵。感測器的數量多寡、大小、造價都很重要,而且感測器本身就是個可能出錯的癥結。Garbage In,Garbage Out。系統跳出錯誤訊息時,還是會需要人的介入,來幫助判斷到底是系統本身故障,還是感測器出錯的機率比較大。以下提供一個2014年的案例,小弟覺得非常重要,給大家當作參考。
翻開A330的系統手冊,可以發現飛機設計時設下相當多的保護機制,自動駕駛的邏輯設想得非常周到。當飛機速度過高,飛機會自動抬頭避免超速。當飛機速度過低有失速之虞,飛機會自動低頭,降低攻角(Angle of Attack)以增加空速。
但如果偵測攻角的感測器(AOA Sensor)失靈怎麼辦?友航的同仁就遇到AOA Sensor結冰,導致飛行電腦誤判飛機攻角過高,可能會失速,飛機會自動推頭,降低攻角避免失速。飛機低頭加速時馬赫數增加,又導致失速攻角臨界值降低(就是更小的攻角就會失速),讓飛機判斷現在攻角大於失速攻角,於是又繼續推頭避免失速,進入一個不斷推頭的正回饋循環。飛機會向神風特攻隊一樣俯衝,直到超速解體或是墜地為止。
在Normal Law的情況下,這個推頭的保護機制無法被override,也就是飛機一直強制推頭,飛行員手動帶桿無效,飛機權限大於飛行員。但友航飛行員思路清楚臨危不亂,關掉三套中的兩套飛行電腦(ADR),讓飛機降級到Alternate Law(類似Windows的安全模式),把保護機制關掉,拿回飛機的主控權,跳出這個不斷俯衝的迴圈,避免發生憾事。
也因此在此事件之後,空中巴士發了OEB(給客戶的重要公告),在系統或AOA Sensor沒有更新之前,若遇到飛機不受控的相同狀況,飛行員必須關掉兩套ADR電腦,手動介入操控。
設計飛機的空巴工程師團隊,都是業界佼佼者。造價上億美金的飛機出廠,交給客戶時空巴應該是信心滿滿,安全係數極高,覺得會遇到的大小故障疑難雜症都寫在手冊的Abnormal Procedure章節裡了。飛機重要系統都會有redundancy,主系統失效還有備用系統可用,複數感測器失效,導致系統之間彼此參數衝突,就再寫邏輯判斷,何者為真,何者要被reject,決定哪套系統要跳開斷線。組員只需遵循原廠發佈的程序做trouble-shooting。
但以上的AOA Sensor結冰案例,顯然就是一個意料之外。
小弟飛了11年,看過幾次空巴發佈過的OEB(給客戶的重要公告),都是來自於客戶端,在航路操作上遇到的真實案例。在空巴把系統補完漏洞或更新感測器之前,客戶要先做一些臨時補救措施。
法航AF447墜海之後發了皮托管結冰的OEB,並新增了訓練組員失速改正的程序(以往號稱不會失速)。某航下降前雙發動機熄火,發了OEB要求組員下降前打開防冰系統降低雙發失效的機率。方才提到的友航AOA Sensor結冰導致不斷俯衝,發了OEB要組員關飛行電腦手動介入操作,override本應全程保持上線的保護系統。
簡而言之,沒有遇到漏洞之前,你眼前看到的自動系統,看起來很完備,裝了一堆感測器,很多備援系統,讓你覺得很放心。但下一個漏洞是什麼,會遇到什麼現象,會有什麼相關系統失效,只有遇到的第一組人才知道,當下也只能靠著組員的通力合作,找出讓飛機平安落地的方法。
在此容我做個熱力學上的類比,飛行本身是個亂度很高的行為。必須不斷地完成很多正確的工作(task),才能讓幾十萬磅重的飛機,從一條不到2海浬長的跑道起飛到三萬多英呎,在零下五十度的環境底下持續飛行十數小時,最後到六千海浬以外的太平洋彼岸落地,寬度60公尺的跑道上降落。有任何偏離,都會需要在有限的時間內得到適當的處置與修正。但一趟飛行的環境複雜,變數很多,決策的過程需要彈性,決心的下達則有時間壓力。
飛行員很傲嬌,會吵會鬧會罷工,要吃要睡又要錢。但在現今的科技進程來說,相對於開發各項除錯系統,人工trouble shooting仍是便宜合理的選項。更別說飛行員在系統失效時,往往還可以針對航空公司營運的考量,適度地在SOP內找出優化的流程,節省油料與時間成本,或是避掉轉降、空中地面返航造成的鉅額營業損失。
現代駕駛艙內的飛行員,工作內容比較像風險管理者。識別出滑行/起飛/爬升/巡航/下降/落地/滑行,各階段的潛在威脅,然後運用各種內部外部資源去降低該威脅帶來的風險,避免造成營損,甚至提升營運的效率。自動駕駛只是其中一項很重要的工具,可以顯著地減低工作負荷,讓飛行員把時間跟精力投注在真正重要的事情。
3萬英呎空中巡航,手動駕駛保持十幾個小時的平飛根本沒有任何意義。系統故障時,保持自動駕駛ON的情況下,更能幫助飛行員專心執行不正常程序。在航路上避讓雷雨雲,一樣是接著自動駕駛,,選擇的躲避路線與距離可能是大相徑庭。就算是低能見度時執行自動落地(Autoland),飛行員也不是喝著咖啡看戲,反倒更要全神貫注,盯著儀表上的各項參數,在飛機姿態路線有所偏差,或是自動落地系統有任何變化時,要第一時間判斷,要不要介入接手重飛。
再怎麼強大的攝影器材,都需要背後的那顆腦袋。一億美金的飛機,交給不同的人按SOP操作,都會有很大的差別。30年經驗的機長,1年經驗的副機長,航空愛好者,廠工五毛覺青鍵盤機師,好萊塢電影內的空服員,都可以在自動駕駛的輔助之下讓飛機順利落地。但要執業數十年,歷經上千次安全落地,那不是一句“有自動駕駛”就能達成的。
另外自動落地有其風速限制,只追訊號的特性也讓自動駕駛操作不如飛行員手飛來得平穩。桃園機場冬天以強勁的東北季風聞名,往往伴隨著間歇性的風向風速變化。如果你有機會坐在駕駛艙內,如果有哪個飛行員神經夠大顆,在三十節的強陣風之下讓飛機自動落地,你可能會嚇到心臟跟胃酸一起倒流出來。
可能哪天人工智慧達到極致,飛機上可以安裝發動機失效處理系統,艙壓失效處理系統,雷雨雲避讓系統,亂流穿越系統。整個世界的民航運行網路也都互相連線溝通無虞,起飛降落操作都跟人類難以區別。航班的營運調派也有大數據當奧援,飛機自動加減速與其他航機協調隔離,走的都是省油省時間的最佳路線。那將會是自動化信徒的烏托邦,像是科幻電影勾勒的未來世界一樣,井然有序。
但在那一天到來之時,我還是會希望能在駕駛艙,至少放一個名叫“飛行員”的靈長類。至少“天網”失控時,有人可以幫忙關掉天網,知道怎麼用一桿兩舵加上油門,把飛機穩當地落在跑道上。
※ 引述《tagso (白菜一斤多少錢?)》之銘言:
: 看了很多集的空中浩劫
: 每一集幾乎都看過
: 似乎在飛到飛行高度後
: 飛行員就可以改自動駕駛 然後就輕鬆了
: 現在長途線 除了降落時 起飛時的檢查程序
: 到底自動駕駛扮演甚麼角色
: 會讓駕駛要很專心耗費心神的飛行嗎?
作者: ga652206 (Sing)   2019-02-12 02:34:00
請問你是哪家公司的XD
作者: chocopie (好吃的巧克力派 :))   2019-02-12 02:39:00
文長推
作者: donkilu (donkilu)   2019-02-12 02:49:00
推!
作者: cityport (馬路不平避震故障)   2019-02-12 02:53:00
辛苦了
作者: court0043 (紅色十月)   2019-02-12 03:14:00
推!
作者: appaz8209 (EEQQBOY)   2019-02-12 03:29:00
作者: sirayatw (希拉雅)   2019-02-12 04:08:00
推寫得真好,不知道等會上班的工讀生看不看得懂呢?
作者: ambitious530 (撐傘人咖啡)   2019-02-12 05:40:00
推!
作者: Danjor (晴空飛翔)   2019-02-12 05:55:00
作者: Tamama56 (袴田日向)   2019-02-12 05:58:00
作者: bill0403 (喔賣尬)   2019-02-12 06:02:00
作者: SuperModel (「超萌的」)   2019-02-12 06:07:00
貪婪航空。
作者: smallshow3 (小礸)   2019-02-12 06:22:00
罷工快結束了,
作者: ganlinlowmo (ID是個錯誤-槍哥)   2019-02-12 06:29:00
補血 機師真的很辛苦 等等黨工要來了
作者: brianwu8889 (WPS)   2019-02-12 06:40:00
推推
作者: kimic (kimi)   2019-02-12 07:04:00
作者: t21 (t21)   2019-02-12 07:18:00
有坐過飛機的人應該不相信起飛和降落可以用自動駕駛吧
作者: sandiegopadr (???)   2019-02-12 07:21:00
推 可是對那些可能罷工前還不知道航空板在哪的工讀生講道理沒有意義
作者: eric89089 (鸚鵡)   2019-02-12 07:23:00
推這篇
作者: MicticMumus (MicticMumus)   2019-02-12 07:25:00
推 等等可能要開始廝殺了
作者: Guis (Water Water)   2019-02-12 07:26:00
推!
作者: skypilot (單身的飛行員)   2019-02-12 07:32:00
好文推~~~友航救回330的教官轉787了
作者: tientraveler (城市遊走)   2019-02-12 07:42:00
推~
作者: erty (寶貝,再見。)   2019-02-12 07:44:00
好文,推!感謝靈長類 XDD
作者: Daniel2468 (丹丹丹尼爾)   2019-02-12 07:54:00
作者: auk9 (auk9)   2019-02-12 07:56:00
這在下也認為自動駕駛技術尚不足以取代飛行員 現階段仍舊需要優秀飛行員 但是這些沒有改變這次罷工的貪婪本質 工會只敢跟有官股的華航罷工
作者: atlantiszero (.....)   2019-02-12 07:58:00
好文給推
作者: windtalker22 (.....)   2019-02-12 08:02:00
作者: ppdev (PPDev)   2019-02-12 08:03:00
作者: wholespace (Noway)   2019-02-12 08:12:00
作者: cphece   2019-02-12 08:17:00
專業文,大推~~~
作者: pingtung5566 (屏東5566)   2019-02-12 08:27:00
作者: cmyangtw (cmyang)   2019-02-12 08:28:00
推!
作者: n0venblue (blue)   2019-02-12 08:42:00
感謝原po,好多飛行員都懶得費唇舌讓有心人見縫插針,原po鉅細靡遺地花心力解釋很用心
作者: noryb (Byron)   2019-02-12 08:46:00
雖然不認同工會全部21項訴求,但理性機長給推!謝謝解說!
作者: chriswolf (阿平)   2019-02-12 08:50:00
作者: bill0403 (喔賣尬)   2019-02-12 08:53:00
可是都敢肉搜支援上班的機師了 為什麼不敢出來面對?
作者: Ai (寂寞小狗)   2019-02-12 08:57:00
感謝詳盡解說!
作者: kevabc1 (abc1)   2019-02-12 09:05:00
推專業文
作者: starfury (紅茶與西洋棋)   2019-02-12 09:28:00
推,文筆論理皆清晰,這篇該被m
作者: birdy590 (Birdy)   2019-02-12 09:33:00
跟存心就是要來亂的人 解釋再多也沒用 他們相信星際戰艦
作者: redchili (H.P.)   2019-02-12 09:35:00
怎麼不去拍電影啊
作者: birdy590 (Birdy)   2019-02-12 09:36:00
還有很多人相信飛行員上飛機按下按鈕就去 happy 了
作者: IamTD (TD)   2019-02-12 09:39:00
nice
作者: flyover01 (想得不可得 情愛裡無智者)   2019-02-12 09:48:00
推優文說的好,神勇阿宅也許可以僥倖降一次,飛行員要完美的降幾千次
作者: Arnol (還是太淺了)   2019-02-12 09:52:00
Push
作者: LoveKLeonard (SanAntonioSpurs)   2019-02-12 09:53:00
作者: andrewaw (佃)   2019-02-12 09:55:00
工讀生是看不懂這篇還沒出來嗎
作者: james7751 (jamesjames)   2019-02-12 10:11:00
推!有專業又讓人看得懂
作者: flyover01 (想得不可得 情愛裡無智者)   2019-02-12 10:22:00
作者: rkcb (//)   2019-02-12 10:26:00
推自己本身是最近常被跟機師比較的職業還是很佩服機師哈哈因為自己做不來壓力超大雖然機師收入工時都好很多..
作者: Schnell (0.0)   2019-02-12 10:40:00
寫得超好 完全可以讓一般人了解自動駕駛的概念在哪
作者: Vett (Vett)   2019-02-12 10:42:00
熱力學你在扯什麼?
作者: fuxkyou (賄選王ㄈ仔)   2019-02-12 10:59:00
推推
作者: IamaJaeger (獵手)   2019-02-12 11:11:00
推!!!很有意義的文章!!
作者: willie7878 (wanaGG怎不去玩個火影砍o)   2019-02-12 11:13:00
Vett還在崩潰
作者: yfhao (刀開不完)   2019-02-12 11:21:00
作者: Vett (Vett)   2019-02-12 11:23:00
不然willie7878你可以解釋一下熱力學那在說啥嗎
作者: summerleaves (內湖全聯先生)   2019-02-12 11:26:00
飛行員的薪水跟福利都高過一般人很多所以工作上有什麼不合理的地方 一般人無法想像
作者: skizard ( )   2019-02-12 11:27:00
熱力學那段在講蝴蝶效應,不懂熱力學總聽過蝴蝶效應吧
作者: qashty (姑蘇城外含三次)   2019-02-12 11:27:00
希望有人認真看
作者: skizard ( )   2019-02-12 11:28:00
或用類似的講法=>差若毫釐,繆以千里
作者: summerleaves (內湖全聯先生)   2019-02-12 11:30:00
要跟不懂飛的人談飛行有多少風險 是夏蟲語冰啊
作者: Vett (Vett)   2019-02-12 11:41:00
偽科學的名字就別跟科學名詞混再一起談...那只會把你的文章品質降低到跟農場文章一樣
作者: fuxkyou (賄選王ㄈ仔)   2019-02-12 11:43:00
有人噓 只好推了
作者: summerleaves (內湖全聯先生)   2019-02-12 11:48:00
民航客機還沒聽過自動起飛的+1 起飛很危險的
作者: wh5566 (唬56)   2019-02-12 11:49:00
優文幫推
作者: ctes940008 (蛤!我只是小兵!?)   2019-02-12 12:24:00
作者: wayne070283 (veiveivei)   2019-02-12 12:24:00
作者: afon7 (大約在冬季)   2019-02-12 12:37:00
感謝分享,獲益良多!
作者: birdman4368 (birdman4368)   2019-02-12 12:51:00
好文推
作者: dmthree (比比)   2019-02-12 13:01:00
推推
作者: choe9129   2019-02-12 13:03:00
必須推
作者: chocopie (好吃的巧克力派 :))   2019-02-12 13:06:00
原PO用熵的概念來說,然後某樓就開始跳針熱力學。
作者: cityport (馬路不平避震故障)   2019-02-12 13:13:00
好多帳號就不敢來這篇噓了
作者: joson4921 (特務)   2019-02-12 13:14:00
作者: john84928   2019-02-12 13:26:00
作者: spirit119 (精神分裂)   2019-02-12 13:27:00
作者: prussian (prussian)   2019-02-12 13:28:00
被掌到無法反駁就開始戴帽子...
作者: micro0605 (短腿柯柯柯柯基)   2019-02-12 13:46:00
推推
作者: Vett (Vett)   2019-02-12 14:00:00
我又來了 entropy然後呢?
作者: WaveWing (浪翼)   2019-02-12 14:29:00
好文
作者: A380 (大懶虫)   2019-02-12 14:43:00
作者: staniey503 (stanley)   2019-02-12 14:52:00
補血 推 辛苦了!!
作者: ZE553KL (Zenfone3 Zoom)   2019-02-12 15:09:00
好文
作者: Danjor (晴空飛翔)   2019-02-12 15:26:00
看不懂熱力學比喻的,可以去搜看看 "熵"飛行的資訊量很大,是個高熵值變化的活動
作者: handfox (handwolf)   2019-02-12 16:01:00
只是按個按鈕也什麼難的,鍵盤機師一直打字還沒錢拿辛苦多了
作者: leebiggtest (小魯不要醃黃瓜)   2019-02-12 16:46:00
我念機械的 原po entropy寫的很淺顯易懂阿 看不懂多去唸書
作者: whrth2002 (ccc)   2019-02-12 16:46:00
推,辛苦了。
作者: sky781125   2019-02-12 16:55:00
作者: OrcaKW (Orca.小元)   2019-02-12 17:14:00
推,寫得很淺顯易懂。臺灣勞權真的還很低落啊……再純推原po,謝謝每趟飛行時駕駛艙裡的靈長類XD
作者: kongyeah (^.^)   2019-02-12 17:26:00
期待自動駕駛,我也不想把性命交給貪婪司機
作者: aadsl (aaids)   2019-02-12 17:57:00
小弟想請問,是因為專業所以才有這些薪水的或是因為專業加上付出的時間..等等才有這些薪水的呢?勞工罷工小弟我是很支持,但訴求內容可能輿論上較沒共鳴祝你們好運
作者: kuter (卡特)   2019-02-12 18:14:00
作者: DeapBlue (天空是我的歸宿)   2019-02-12 18:26:00
解釋得很清楚,不過跳針的人看不懂啦XD
作者: auk9 (auk9)   2019-02-12 19:40:00
認同自駕無法取代優秀機師但這改變不了本次罷工貪婪本質 酒測機機相護的本質
作者: ac0716 (ac0716)   2019-02-12 21:15:00
好文推
作者: dolphan (Dumbledore)   2019-02-14 00:32:00
作者: tatalaw (阿爾維斯豹)   2019-02-15 14:34:00
作者: aa85ss20 (跳痛)   2019-02-17 13:02:00
推優文 機師辛苦了!

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