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穿梭機場中的飛安守門人——航務員

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/04/30 ・1894字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 460 ・五年級

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本文由 我的青航時代-2021航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行。

  • 文 / 林曉君

搭乘飛機時,除了大家熟知的地勤、海關與機組人員外,還有哪些人在為這趟飛行服務?能有一趟安全的飛行旅程,絕對不能不認識穿梭於跑道上的飛安守門人——航務員。

檢查的工作,從凌晨五點的開始

航務員從凌晨 5 點巡視滑行道開始一天的工作,他們必須確保地面與設施能維持正常運行。如果有鳥類進入滑行道,航務員也必須想辦法驅離,因為鳥類不會主動閃避飛機,若繼續待在滑行道上,可能導致鳥類被捲入飛機渦輪,造成飛機受損,更嚴重的是影響飛行安全。當然,巡視跑道也不是人人都可以執行的任務,要在機場的管制區內開車,需先取得空側駕照,不同機場也都有屬於該機場的通行與車輛管制作業程序須要遵守。

航務員一早以巡視滑行道開始,負責確保地面與設施能維持正常運行。圖/Pexels

航務員需確認跑道狀況,向塔台回報第一手資料,這也讓航務員有了「塔台的眼睛與耳朵」的稱號。

確認滑行道安全後,接著就要進行地勤車輛抽檢。除了例行性的酒測之外,更需要檢查是否有攜帶機場場面圖、滅火器與空側駕照。更特別的是,空側駕照還不只一種,水車、空廚、腹艙車等不同車種,都需要考取不同的空側駕照,航務員這時候就扮演督察員的角色,需一一檢查駕駛員是否取得應有的駕駛執照。

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除了機場場面上的工作人員,正副機長在出勤前的酒測也是由航務員執行。

都登上飛機了,為什麼還不出發?

上面提到的航務員工作,多半是起飛前的前置作業,如果航務員在事前都做好所有檢查與準備了,那為什麼還會有飛機延誤的情況呢?

其實,飛機延誤的原因有很多,包含出發地與目的地的天氣狀況,配合飛航管制而停留,或是飛機臨時被檢查出設備有問題,都會導致飛機延誤。

有搭乘飛機經驗的人也許經歷過,即使登機了仍需要等候一段時間才能起飛的狀況。圖/Pexels

對航務員而言,也許無法掌握天氣與旅客狀態,但可以監督每架飛機從降落到起飛離開的 SOP,遇到問題快速排除,才能避免人為的飛安危機。

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此外,當飛機延誤時,很有可能佔用下一班飛機原定使用的登機門,這時航務員必須跟塔台協調,引導飛機到其他登機門停留。

第一線維護機場安全

電影中常常會演出機場事故的橋段,在現實生活中,航務組的成員會負責擔任事故現場的總指揮,聯繫塔臺與其他單位。航務組也會負責救災資源調度,確保能在最快的時間內讓旅客安全撤離,降低傷害。

航務員是站在第一線維護機場安全的角色,機場內消防大隊、機場災害或飛航安全事故搶救等攸關安全的第一線任務,都由航務員負責管理或處理,因此,身為航務員必須有敏銳辨識危險的特質。

想成為一名合格的航務員,不只需要擁有臨機應變的能力,良好的英語溝通能力更是不可或缺的重要條件。

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機場攸關安全的第一線任務,都由航務員負責管理或處理。圖/Pexels

也許在搭乘飛機時,乘客不會注意到航務員忙碌工作的身影,不過也仰賴他們每天從凌晨五點開始的細心檢查、用心監督,才讓我們搭乘飛機時能平安順利的離開地面,翱翔於天空之中。

你是 18 歲以上、有著航空夢的在校生?我的青航時代-2021航發會X暑期航空營熱烈報名中!傳送門這邊走  

參考資料

  1. 《一日系列第八十三集》終於來到機場!!阿公究竟能不能勝任松機的工作呢?-一日松機航務員
  2. 航管員、航務員、簽派員怎麼分? 他們分別做些什麼工作?
  3. 航空交通管制
  4. 跑道
  5. 背景目的 – 交通部民用航空局 
  • 本文感謝 松山機場航務組 提供相關資料與諮詢

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圖形處理單元與人工智慧
賴昭正_96
・2024/06/24 ・6944字 ・閱讀時間約 14 分鐘

  • 作者/賴昭正|前清大化學系教授、系主任、所長;合創科學月刊

我擔心人工智慧可能會完全取代人類。如果人們能設計電腦病毒,那麼就會有人設計出能夠自我改進和複製的人工智慧。 這將是一種超越人類的新生命形式。

——史蒂芬.霍金(Stephen Hawking) 英國理論物理學家

大約在八十年前,當第一台數位計算機出現時,一些電腦科學家便一直致力於讓機器具有像人類一樣的智慧;但七十年後,還是沒有機器能夠可靠地提供人類程度的語言或影像辨識功能。誰又想到「人工智慧」(Artificial Intelligent,簡稱 AI)的能力最近十年突然起飛,在許多(所有?)領域的測試中擊敗了人類,正在改變各個領域——包括假新聞的製造與散佈——的生態。

圖形處理單元(graphic process unit,簡稱 GPU)是這場「人工智慧」革命中的最大助手。它的興起使得九年前還是個小公司的 Nvidia(英偉達)股票從每股不到 $5,上升到今天(5 月 24 日)每股超過 $1000(註一)的全世界第三大公司,其創辦人(之一)兼首席執行官、出生於台南的黃仁勳(Jenson Huang)也一躍成為全世界排名 20 內的大富豪、台灣家喻戶曉的名人!可是多少人了解圖形處理單元是什麼嗎?到底是時勢造英雄,還是英雄造時勢?

黃仁勳出席2016年台北國際電腦展
Nvidia 的崛起究竟是時勢造英雄,還是英雄造時勢?圖/wikimedia

在回答這問題之前,筆者得先聲明筆者不是學電腦的,因此在這裡所能談的只是與電腦設計細節無關的基本原理。筆者認為將原理轉成實用工具是專家的事,不是我們外行人需要了解的;但作為一位現在的知識分子或公民,了解基本原理則是必備的條件:例如了解「能量不滅定律」就可以不用仔細分析,即可判斷永動機是騙人的;又如現在可攜帶型冷氣機充斥市面上,它們不用往室外排廢熱氣,就可以提供屋內冷氣,讀者買嗎?

CPU 與 GPU

不管是大型電腦或個人電腦都需具有「中央處理單元」(central process unit,簡稱 CPU)。CPU 是電腦的「腦」,其電子電路負責處理所有軟體正確運作所需的所有任務,如算術、邏輯、控制、輸入和輸出操作等等。雖然早期的設計即可以讓一個指令同時做兩、三件不同的工作;但為了簡單化,我們在這裡所談的工作將只是執行算術和邏輯運算的工作(arithmetic and logic unit,簡稱 ALU),如將兩個數加在一起。在這一簡化的定義下,CPU 在任何一個時刻均只能執行一件工作而已。

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在個人電腦剛出現只能用於一般事物的處理時,CPU 均能非常勝任地完成任務。但電腦圖形和動畫的出現帶來了第一批運算密集型工作負載後,CPU 開始顯示心有餘而力不足:例如電玩動畫需要應用程式處理數以萬計的像素(pixel),每個像素都有自己的顏色、光強度、和運動等, 使得 CPU 根本沒辦法在短時間內完成這些工作。於是出現了主機板上之「顯示插卡」來支援補助 CPU。

1999 年,英偉達將其一「具有集成變換、照明、三角形設定/裁剪、和透過應用程式從模型產生二維或三維影像的單晶片處理器」(註二)定位為「世界上第一款 GPU」,「GPU」這一名詞於焉誕生。不像 CPU,GPU 可以在同一個時刻執行許多算術和邏輯運算的工作,快速地完成圖形和動畫的變化。

依序計算和平行計算

一部電腦 CPU 如何計算 7×5+6/3 呢?因每一時刻只能做一件事,所以其步驟為:

  • 計算 7×5;
  • 計算 6/3;
  • 將結果相加。

總共需要 3 個運算時間。但如果我們有兩個 CPU 呢?很多工作便可以同時(平行)進行:

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  • 同時計算 7×5 及 6/3;
  • 將結果相加。

只需要 2 個運算時間,比單獨的 CPU 減少了一個。這看起來好像沒節省多少時間,但如果我們有 16 對 a×b 要相加呢?單獨的 CPU 需要 31 個運算的時間(16 個 × 的運算時間及 15 個 + 的運算時間),而有 16 個小 CPU 的 GPU 則只需要 5 個運算的時間(1 個 × 的運算時間及 4 個 + 的運算時間)!

現在就讓我們來看看為什麼稱 GPU 為「圖形」處理單元。圖一左圖《我愛科學》一書擺斜了,如何將它擺正成右圖呢? 一句話:「將整個圖逆時針方向旋轉 θ 即可」。但因為左圖是由上百萬個像素點(座標 x, y)組成的,所以這句簡單的話可讓 CPU 忙得不亦樂乎了:每一點的座標都必須做如下的轉換

x’ = x cosθ + y sinθ

y’ = -x sinθ+ y cosθ

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即每一點均需要做四個 × 及兩個 + 的運算!如果每一運算需要 10-6 秒,那麼讓《我愛科學》一書做個簡單的角度旋轉,便需要 6 秒,這豈是電動玩具畫面變化所能接受的?

圖形處理的例子

人類的許多發明都是基於需要的關係,因此電腦硬件設計家便開始思考:這些點轉換都是獨立的,為什麼我們不讓它們同時進行(平行運算,parallel processing)呢?於是專門用來處理「圖形」的處理單元出現了——就是我們現在所知的 GPU。如果一個 GPU 可以同時處理 106 運算,那上圖的轉換只需 10-6 秒鐘!

GPU 的興起

GPU 可分成兩種:

  • 整合式圖形「卡」(integrated graphics)是內建於 CPU 中的 GPU,所以不是插卡,它與 CPU 共享系統記憶體,沒有單獨的記憶體組來儲存圖形/視訊,主要用於大部分的個人電腦及筆記型電腦上;早期英特爾(Intel)因為不讓插卡 GPU 侵蝕主機的地盤,在這方面的研發佔領先的地位,約佔 68% 的市場。
  • 獨立顯示卡(discrete graphics)有不與 CPU 共享的自己專用內存;由於與處理器晶片分離,它會消耗更多電量並產生大量熱量;然而,也正是因為有自己的記憶體來源和電源,它可以比整合式顯示卡提供更高的效能。

2007 年,英偉達發布了可以在獨立 GPU 上進行平行處理的軟體層後,科學家發現獨立 GPU 不但能夠快速處理圖形變化,在需要大量計算才能實現特定結果的任務上也非常有效,因此開啟了為計算密集型的實用題目編寫 GPU 程式的領域。如今獨立 GPU 的應用範圍已遠遠超出當初圖形處理,不但擴大到醫學影像和地震成像等之複雜圖像和影片編輯及視覺化,也應用於駕駛、導航、天氣預報、大資料庫分析、機器學習、人工智慧、加密貨幣挖礦、及分子動力學模擬(註三)等其它領域。獨立 GPU 已成為人工智慧生態系統中不可或缺的一部分,正在改變我們的生活方式及許多行業的遊戲規則。英特爾在這方面發展較遲,遠遠落在英偉達(80%)及超微半導體公司(Advance Micro Devices Inc.,19%,註四)之後,大約只有 1% 的市場。

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典型的CPU與GPU架構

事實上現在的中央處理單元也不再是真正的「單元」,而是如圖二可含有多個可以同時處理運算的核心(core)單元。GPU 犧牲大量快取和控制單元以獲得更多的處理核心,因此其核心功能不如 CPU 核心強大,但它們能同時高速執行大量相同的指令,在平行運算中發揮強大作用。現在電腦通常具有 2 到 64 個核心;GPU 則具有上千、甚至上萬的核心。

結論

我們一看到《我愛科學》這本書,不需要一點一點地從左上到右下慢慢掃描,即可瞬間知道它上面有書名、出版社等,也知道它擺斜了。這種「平行運作」的能力不僅限於視覺,它也延伸到其它感官和認知功能。例如筆者在清華大學授課時常犯的一個毛病是:嘴巴在講,腦筋思考已經不知往前跑了多少公里,常常為了追趕而越講越快,將不少學生拋到腦後!這不表示筆者聰明,因為研究人員發現我們的大腦具有同時處理和解釋大量感官輸入的能力。

人工智慧是一種讓電腦或機器能夠模擬人類智慧和解決問題能力的科技,因此必須如人腦一樣能同時並行地處理許多資料。學過矩陣(matrix)的讀者應該知道,如果用矩陣和向量(vector)表達,上面所談到之座標轉換將是非常簡潔的(註五)。而矩陣和向量計算正是機器學習(machine learning)演算法的基礎!也正是獨立圖形處理單元最強大的功能所在!因此我們可以了解為什麼 GPU 會成為人工智慧開發的基石:它們的架構就是充分利用並行處理,來快速執行多個操作,進行訓練電腦或機器以人腦之思考與學習的方式處理資料——稱為「深度學習」(deep learning)。

黃仁勳在 5 月 22 日的發布業績新聞上謂:「下一次工業革命已經開始了:企業界和各國正與英偉達合作,將價值數萬億美元的傳統資料中心轉變為加速運算及新型資料中心——人工智慧工廠——以生產新商品『人工智慧』。人工智慧將為每個產業帶來顯著的生產力提升,幫助企業降低成本和提高能源效率,同時擴大收入機會。」

附錄

人工智慧的實用例子:下面一段是微軟的「copilot」代書、谷歌的「translate」代譯之「one paragraph summary of GPU and AI」。讀完後,讀者是不是認為筆者該退休了?

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GPU(圖形處理單元)和 AI(人工智慧)之間的協同作用徹底改變了高效能運算領域。GPU 具有平行處理能力,特別適合人工智慧和機器學習所需的複雜資料密集運算。這導致了影像和視訊處理等領域的重大進步,使自動駕駛和臉部辨識等技術變得更加高效和可靠。NVIDIA 開發的平行運算平台 CUDA 進一步提高了 GPU 的效率,使開發人員能夠透過將人工智慧問題分解為更小的、可管理的、可同時處理的任務來解決這些問題。這不僅加快了人工智慧研究的步伐,而且使其更具成本效益,因為 GPU 可以在很短的時間內執行與多個 CPU 相同的任務。隨著人工智慧的不斷發展,GPU 的角色可能會變得更加不可或缺,推動各產業的創新和新的可能性。大腦透過神經元網路實現這一目標,這些神經元網路可以獨立但有凝聚力地工作,使我們能夠執行複雜的任務,例如駕駛、導航、觀察交通信號、聽音樂並同時規劃我們的路線。此外,研究表明,與非人類動物相比,人類大腦具有更多平行通路,這表明我們的神經處理具有更高的複雜性。這個複雜的系統證明了我們認知功能的卓越適應性和效率。我們可以一邊和朋友聊天一邊走在街上,一邊聽音樂一邊做飯,或一邊聽講座一邊做筆記。人工智慧是模擬人類腦神經網路的科技,因此必須能同時並行地來處理許多資料。研究人員發現了人腦通訊網路具有一個在獼猴或小鼠中未觀察獨特特徵:透過多個並行路徑傳輸訊息,因此具有令人難以置信的多任務處理能力。

註解

(註一)當讀者看到此篇文章時,其股票已一股換十股,現在每一股約在 $100 左右。

(註二)組裝或升級過個人電腦的讀者或許還記得「英偉達精視 256」(GeForce 256)插卡吧?

(註三)筆者於 1984 年離開清華大學到 IBM 時,就是參加了被認為全世界使用電腦時間最多的量子化學家、IBM「院士(fellow)」Enrico Clementi 的團隊:因為當時英偉達還未有可以在 GPU 上進行平行處理的軟體層,我們只能自己寫軟體將 8 台中型電腦(非 IBM 品牌!)與一大型電腦連接來做平行運算,進行分子動力學模擬等的科學研究。如果晚生 30 年或許就不會那麼辛苦了?

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(註四)補助個人電腦用的 GPU 品牌到 2000 年時只剩下兩大主導廠商:英偉達及 ATI(Array Technology Inc.)。後者是出生於香港之四位中國人於 1985 年在加拿大安大略省成立,2006 年被超微半導體公司收購,品牌於 2010 年被淘汰。超微半導體公司於 2014 年 10 月提升台南出生之蘇姿豐(Lisa Tzwu-Fang Su)博士為執行長後,股票從每股 $4 左右,上升到今天每股超過 $160,其市值已經是英特爾的兩倍,完全擺脫了在後者陰影下求生存的小眾玩家角色,正在挑戰英偉達的 GPU 市場。順便一題:超微半導體公司現任總裁(兼 AI 策略負責人)為出生於台北的彭明博(Victor Peng);與黃仁勳及蘇姿豐一樣,也是小時候就隨父母親移居到美國。

(註五)

延伸閱讀

  • 熱力學與能源利用」,《科學月刊》,1982 年 3 月號;收集於《我愛科學》(華騰文化有限公司,2017 年 12 月出版),轉載於「嘉義市政府全球資訊網」。
  • 網路安全技術與比特幣」,《科學月刊》,2020 年 11 月號;轉載於「善科教育基金會」的《科技大補帖》專欄。
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賴昭正_96
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成功大學化學工程系學士,芝加哥大學化學物理博士。在芝大時與一群留學生合創「科學月刊」。一直想回國貢獻所學,因此畢業後不久即回清大化學系任教。自認平易近人,但教學嚴謹,因此穫有「賴大刀」之惡名!於1982年時當選爲 清大化學系新一代的年青首任系主任兼所長;但壯志難酬,兩年後即辭職到美留浪。晚期曾回台蓋工廠及創業,均應「水土不服」而鎩羽而歸。正式退休後,除了開始又爲科學月刊寫文章外,全職帶小孫女(半歲起);現已成七歲之小孫女的BFF(2015)。首先接觸到泛科學是因爲科學月刊將我的一篇文章「愛因斯坦的最大的錯誤一宇宙論常數」推薦到泛科學重登。

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守護飛安沒他們不行!認識航空安全檢查員
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/05/30 ・3527字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文由 我的青航時代-2022航發會×暑期航空營 委託,泛科學企劃執行。

你聽過「航空安全檢查員」嗎?他們的工作可能不為一般大眾所知,卻是維護飛航安全中極為重要的一環。航空安全檢查員簡稱「檢查員」,他們的工作種類繁多,且涉及許多專業知識。本篇文章將帶領你認識航空安全檢查員,讓你對飛航安全有更加全面的了解。

《國家民用航空安全計畫》的根基——航空安全檢查員

1992 年,美國聯邦航空總署(FAA)建立國際航空安全評鑑(IASA)計畫,採用國際民用航空組織(ICAO)的飛航標準,定期評鑑其他國家航空產業的主管機關,並將評鑑結果分為二級:第一級為符合 ICAO 之標準,第二級為不符合 ICAO 之標準。

以美國來說,被評為第二級的國家便被列入觀察且受到不能開拓新航線的限制,對航空公司及旅客權益可說是影響深遠。

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時至今日,全球有多達 193 個 ICAO 會員國採用這樣的分級評鑑制度,就連國內沒有機場的摩納哥和聖馬利諾,也都加入了守護全球飛安的行列。雖然臺灣不是會員國,但為了遵守國際共識,交通部民航局便依據《國際民用航空公約》(Chicago Convention on International Civil Aviation)第十九號附約〈安全管理〉與 ICAO 第 9859 號文件《安全管理手冊》制定《國家民用航空安全計畫》,並且納入 ICAO 的「關鍵要素(Critical Elements,簡稱 CE)」作為參考。

由上表可見,這八項關鍵要素涵蓋範圍非常全面且廣泛,在法制體系、監理組織、人員證照管理、飛航作業管理、適航管理、失事調查、飛航服務管理,以及航空站管理等層面,都有嚴謹的規定。其中,第四項關鍵要素(CE-4)所指的技術人員,就包括了航空安全檢查員!

檢查員有哪些類型?

什麼,檢查員還有分成不一樣的類型?沒錯!民航局在 1996 年引進美國聯邦航空總署的制度後,依照不同的專業資格,將航空安全檢查員分成五種類型,分別是:隸屬民航局飛航標準組的航務檢查員適航檢查員客艙安全檢查員,以及隸屬民航局空運組的危險物品檢查員航空保安檢查員。為此,泛科學採訪了民航局飛航標準組航務科科長張泰誠,希望能夠完整且清晰地了解航空安全檢查員究竟是何方神聖。

張泰誠科長原先是飛行員,於考取民航局約聘航務檢查員後,又參加考選部 108 年的民航特考才成為正式公務人員。他提到,雖然航務檢查員是公務員的一種,卻不是大學畢業的新鮮人能夠擔任的職位,最主要的原因就是航務檢查員必須是有經驗的駕駛員;除此之外,還得持有機型檢定證,具備七年以上的飛航年資、1500 小時以上的飛航總時間,而且近五年不能有任何失事、重大意外事件或民航局處分紀錄,綜合這些條件,才具備報考航務檢查員的資格。若是曾擔任總機師、航務(副)主管,或是檢定考試官等職務者更好。

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民航局飛航標準組航務科張泰誠科長。圖/中華航空事業發展基金會

適航檢查員又分成初始適航後續適航兩種,也就是檢查飛機是否符合各項規定。客艙安全檢查員就是「座艙長」,主要工作是確保客艙與乘客的安全、主持飛行前簡報,以及緊急逃生流程演練。至於危險物品檢查員與航空保安檢查員,平時各司其職,但在調查飛安事件,或是審查引進的新機時,則會聯手執行工作。

張泰誠科長也特別提到航務員這個崗位。他表示,大眾經常將航務員與航務檢查員搞混,但其實航務員隸屬民航局航站管理小組,是標準組的平行單位。他們被稱為「塔臺的眼睛與耳朵」,主要工作是確認跑道狀況,以及應付機場內與跑道上的緊急事故,可說是站在第一線維護機場安全的重要角色!

檢查員有哪些重要的工作?

那麼,航空安全檢查員的工作有哪些呢?上文提及交通部民航局採用 ICAO 的標準制定《國家民用航空安全計畫》,而航空安全檢查員的三大職責,也都是依據 ICAO 的附約制定,這些工作內容可粗略分成檢定給證技術管理,以及一般檢查,介紹如下:

檢定給證著重在人員層面:對於初次通過測試的技術人員,要頒發證照給他們;對於已持有證照的技術人員,則要定期訓練,航空器駕駛員及飛航管制員還必須定期實施體格檢查,確保這些專業人員可以穩定發揮能力,做好份內的工作。若是給證的對象是航空器或飛航模擬機,則有另外的檢驗作業與流程要進行。

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技術管理著重在制度層面,不但要訂定飛安政策,還要進行繁瑣的航務查核。查核範圍從製造維修,到訓練機構與航空人員都包括在內——只要與飛安有關,就與檢查員有關

根據張泰誠科長的說明,以引進新機型為例,首先要陳述申請意圖,也就是說明該機型預計飛行的航線、商務艙和經濟艙的數量,以及需要另外申請哪些特殊作業,陳述後才可以正式申請。從引進、訓練、到開放載客,通常要經過一年以上的時間。在這期間,要通過文件審查的關卡,將新機型的手冊規範併入現有的手冊。修訂完成後,就進入驗證階段,分別在地面和空中演練飛安事故發生時的應對措施。以上四階段都通過後,才可進入給證階段,完成新公司成立或是新機引進的作業。

適航檢査則是檢查航空器紀錄及實機,確認航空器符合適航法規後,核發適航證。此外,還得針對航空人員訓練、維護計畫、可靠度計畫、航空器維修等各項作業等進行不定期檢查,確保航空器得到妥善維護。

初始適航驗證是針對新型航空器的認證作業,目的是確認航空器符合各項設計法規的要求。另外,如果航空器進行大修理及大改裝備,也必須通過功能評估與初始適航,才能取得認證。飛航測試則是利用飛測機測試機場及航路上的地面導航設施,是非常重要的例行性工作。每年花費在飛航測試的時間約 300 到 400 小時,是確保飛航安全的關鍵環節。

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檢查員需要具備什麼特質?

針對這個問題,張泰誠科長認為最重要的就是對航空產業有熱情。畢竟工作地點就是機場,要是對航空產業沒有熱情,想必很快就會厭倦這份工作。其次,科長也認為這份工作非常要求細心,因為檢查員著重在技術管理層面,經常需要正確且詳細地撰寫檢查記錄與報告,或是依法執行嚴格的檢查程序;也就是說,如果不夠細心,面對大量的文書工作就容易出錯,甚至間接造成飛航安全問題。

想加入守護飛安的行列嗎?歡迎報名 111 年民航特考!今年的民航特考設有飛航管制、飛航諮詢、航空通信、航務管理、飛航檢查、適航檢查等六大科別。其中,與檢查員相關的「飛航檢查」和「適航檢查」共計開設七個名額。

只要你是中華民國國民,符合年齡規定,具有各科別應考資格,就可以參加考試,成為檢查員!相關資訊歡迎參考考試簡介應考須知

補充影片

張泰誠科長的專題演講:跨域飛翔─從機師到飛航檢查員。影/YouTube

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守護飛航安全,如何避免鳥擊的危害
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/12/10 ・3204字 ・閱讀時間約 6 分鐘

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本文由 桃園國際機場 委託,泛科學企劃執行。

與嘈雜的都市環境相比,機場區域有空間開闊、植被生長旺盛的草坪,相當利於動植物生存,也因此經常吸引到各種鳥類聚集覓食或棲息。

這代表機場周遭通常會有更豐富的生態環境,生態環境豐富原非壞事,但機場內仍必須以飛航安全作為最優先考量,如何讓鳥類與飛機共存,兼顧生態與安全,共享這片天空,成為所有機場共同關注,持續努力的課題。

圖/桃園國際機場提供

不過,機場周圍的鳥類會造成什麼安全危害呢?這就要先說說「鳥擊」了!

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鳥擊,俗稱吸鳥,顧名思義指的是鳥類與飛行狀態下航空器相撞。就像各種交通工具會發生撞擊意外一樣,鳥擊造成的損害可大可小,損害程度和撞擊位置、鳥種大小、速度、數量息息相關,嚴重的話可能會影響飛航安全。

鳥擊發生在機場內部起飛、降落及地面活動的「空側」區域,只有工作人員才會遇到,一般人較難接觸。這次,我們有幸能採訪深耕鳥擊防制多年的桃園機場資深航務師——林玉茹航務師,來帶我們一探究竟。林航務師曾草擬「民用機場設計暨運作規範」,更在 107、108 年連續獲得財團法人台灣飛安基金會鳥擊防治績優單位的獎項肯定。不僅如此,在疫情期間更是帶領團隊兼顧飛航安全與服務品質,同時滿足大量航機停駐、空側工程進度穩定及航班營運需求,可說是經驗豐富的空側專家。

飛機每一次的起飛與降落,都是最危險的時刻

「飛機在各種飛行階段都有可能遭遇鳥擊,但最常發生的還是在起飛爬升與進場降落階段。」林航務師說完,我們仍丈二金剛摸不著頭腦,只能繼續追問為什麼這段時間最容易發生鳥擊?

林航務師聽完後,親切地補充說明:「鳥類日常活動飛行高度多在 300 呎以內,這與飛機在起降階段的活動範圍大幅重疊,再加上機場周遭的環境適合鳥類生活,使得鳥擊事件多在機場周遭發生。」

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為確保飛航安全引擎製造商在設計時就會考慮鳥擊發生的情況,但「有考慮」不代表「一定安全」,一旦遇上集結的鳥群或體型過大的鳥種,還是有可能造成意外,因此,現在一旦獲報疑似鳥擊事件,桃園機場便會關閉跑道直至處理完畢。

溫柔地向鳥類借道

機場周遭本來就是鳥類居住的區域,是我們跟鳥類借道。雖然桃園機場航班往來密集,但在鳥擊防制上,主要還是以人道的方式,進行長期的環境整治,林航務師說:「像是透過機場空側區域定期割草、整理環境積水、排水溝清淤加蓋等方式,讓鳥兒離開最危險的區域。」除了長期整治外,桃園機場每日也會定時鳴笛驅離鳥類,以確保當下航班的飛航安全。

桃園機場以紗網覆蓋明溝,減少鳥類進入機場之誘因。 圖/桃園國際機場提供

此外,飛機在起降時,必須開啟起落架照明燈,除了能讓塔台地面人員確認起落架有放下,更有嚇走鳥類的效用。而桃園機場也透過空域監控及禽鳥活動監測,同時利用雷達系統長期收集的鳥類活動數據,來協助改善驅鳥作業。

林航務師說:「隨著航空科技進步,減少噪音的飛機更容易與鳥類產生碰撞。」若不密切注意鳥類對飛航安全的影響,未來可能面臨更多的衝突,而那並非是你我所想遇見的未來。

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「我們要更了解鳥類,才能找到共生的可能。」林航務師表示,我們是跟鳥類借道,並不是霸佔這片天空,為了進一步了解鳥類的習性,除了由桃園機場航務員紀錄的報告外,桃園機場也與專家合作,提供機場地區的鳥相報告,協助我們更了解鳥類的一切。

成為鳥類的朋友,才能共享這片天空

雖然所有機場都同樣有鳥擊的困擾,但由於地理位置和環境因素的差異,同樣的防制手段並不見得能夠產生同樣的防治效果,而待鳥群出現後再驅離始終是治標不治本。唯有從理解鳥類生態著手,才能針對採取相應措施,而這也正是「鳥相報告」重要的原因。

為了凸顯鳥相報告的重要性,林航務師說:「鳥類活動難以掌控,也不像飛機一樣設有雷達能預警撞擊。」

桃園機場的鳥相報告,從最早與台大森林系到近年與桃園市野鳥學會合作,桃園機場一直都委請專業人員定期巡視觀察場內生態與活躍鳥種,目的就是協助鳥擊防制人員釐清最重要的兩個關鍵:「為什麼」以及「怎麼做」。

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在經過長年數據收集及生態觀察後,目前桃園機場確認的常見鳥類約有 26 種,而每種鳥類常見季節、活動區域、移動時飛行高度、活動時機都不盡相同,但聚集於機場不外乎兩大原因:覓食以及棲息。在透過野鳥學會專業人士了解不同物種的習性之後,鳥擊防制人員便能根據該時期常出現的鳥種來採取不同手段達到最好防制成效。

桃園機場透過鳥相調查掌握鳥種與習性,根據鳥相資料庫及觀測紀錄,每月發布鳥類活動預告。 圖/桃園國際機場提供

舉例來說,常見的黃頭鷺喜歡等待捕食除草後出現的昆蟲,防制人員便著重棲地管理,避免在日間航務繁忙階段進行草坪修剪,並維持跑道周遭的草長在 30 公分左右,但草坪長度也得注意不能過長,否則便容易吸引到雉雞出現;夏季活動的台灣夜鷹則喜歡在跑道上蟄伏取暖,在入夜至清晨階段最為活躍,必須加強夜間燈光驅趕及減少場內繁殖;鴿子雖然體型不大,但由於賽鴿習慣,金屬製的腳環往往在鳥擊發生時容易造成航機的損害。

黃頭鷺,又稱牛背鷺;特徵為頭、頸、胸呈橘黃色。圖/Pixabay

鳥相觀察報告讓鳥擊防制人員在理解環境因素是如何影響常見鳥群活動後,更能根據自然規律調整驅鳥方式,從棲息地與築巢地著手減少鳥類駐地誘因,進而達到維繫飛航安全的目的,桃園機場今年更納入蟲相調查,目的就是為了更進一步從食物鏈源頭著手。

生態保育有責但飛航安全不可妥協

保育固然重要,但機場終究得以飛安優先、將提供良好的飛航環境為最優先考量。林玉茹解釋,其實航務人員也非常清楚不可能完全抓光或避免鳥類在機場出現,威嚇及消滅終究是最終手段,與生態專家合作的目的也在於此。

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圖/桃園國際機場提供

林航務師指出,國外機場的鳥類防制被稱為「Bird Control」(鳥類控制),展現出防制最主要的目的是控制而非殘殺,而桃園機場現在許多防制措施也並非以致命為主,像是在水溝上及跑道旁設置鳥網時,她便要求鳥網越鮮豔、設置越明顯越好,「畢竟我們的最終目的不是要抓牠,而是希望讓鳥看到這裡有網子後請牠自動讓道。」

鳥相報告的導入也是出於這項初衷。桃園機場希望透過了解鳥類習性,儘可能在降低航機鳥擊威脅前提下兼顧生態環境保育。林玉茹航務師笑著表示,各項數據也是得仰賴懂得鳥類的生態環境專家協助才能更好理解其中資訊,在與野鳥學會合作後,雙方也更加理解彼此都是在為相同目標努力。

「鳥類比起人類更早存在於天空,但飛航安全終究無法妥協,未來也將持續朝向『共享天空』、兼顧生態保育與鳥類防制的目標前進。」

參考資料

  1. 桃園機場 – 野生動物活動通告
  2. 鳥兒不要來!桃園國際機場鳥擊防制作業
  3. 《由航空器鳥擊風險與鳥種特性分析機場鳥害防制-以桃園國際機場為例》
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