現(xiàn)代人工智能技術(shù)在空中交通管理中的應(yīng)用探究

喬梁

摘要：近年來(lái)，人工智能技術(shù)成為了社會(huì)各界的關(guān)注焦點(diǎn)，并被廣泛的應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域內(nèi)。在我國(guó)航空事業(yè)迅猛發(fā)展的背景下，尋求人工智能技術(shù)與空中交通管理的有機(jī)結(jié)合，是當(dāng)前需要深入研究并實(shí)踐的課題之一。本文主要探討了人工智能技術(shù)對(duì)空中交通管理的促進(jìn)作用，對(duì)相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明，對(duì)其未來(lái)發(fā)展做出了展望。

關(guān)鍵詞：人工智能;空中交通;發(fā)展;應(yīng)用

人工智能技術(shù)是近年來(lái)最受矚目的科學(xué)發(fā)展領(lǐng)域之一，它是一種與眾多技術(shù)集成的綜合技術(shù)體系，以其高效、智能以及可替代人工性而被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，航空領(lǐng)域也不例外。現(xiàn)階段，我國(guó)航空事業(yè)發(fā)展迅猛，空中流量與日俱增，管理難度也隨之增加。應(yīng)用人工智能，能夠?yàn)轱w行流量管理和飛行沖突探測(cè)提供決策支持，保證飛機(jī)的飛行安全，實(shí)現(xiàn)對(duì)于空域資源的高效利用，推進(jìn)我國(guó)航空事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1.人工智能技術(shù)對(duì)空中交通管理的應(yīng)用作用

隨著我國(guó)空域流量的不斷增加，空中交通管理難度日漸加大，對(duì)管理效率也提出了更高的要求。在空中交通管理過(guò)程中，應(yīng)用人工智能技術(shù)的應(yīng)用作用包括以下兩點(diǎn)：

其一是輔助管理，在空中交通管理實(shí)踐過(guò)程中，利用人工智能控制技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)飛機(jī)內(nèi)部的合理控制，利用智能系統(tǒng)來(lái)精確輔助內(nèi)部控制運(yùn)行，提高飛行器的可靠性，同時(shí)對(duì)于飛行員和管理員而言，人工智能技術(shù)能夠?yàn)樗麄兲峁└泳珳?zhǔn)的數(shù)據(jù)、信息輔助他們做出更加準(zhǔn)確的預(yù)判，同時(shí)人工稚嫩技術(shù)還能夠一定程度對(duì)他們的工作進(jìn)行疲勞預(yù)警，避免過(guò)度疲勞產(chǎn)生的效率降低;

其二則是提升了空中交通管理的可靠性，空域交通瞬息萬(wàn)變，人工智能技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)全天候?qū)沼騼?nèi)的自動(dòng)監(jiān)視，能夠進(jìn)一步的提升管理員的管理準(zhǔn)確性和可靠性。

2.人工智能技術(shù)在空中交通管理的應(yīng)用

空域流量的不斷增加所帶來(lái)的飛行器運(yùn)行和管理問(wèn)題，已經(jīng)不能完全由人工經(jīng)驗(yàn)和技巧得到處理，也不能僅靠人工管理系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展來(lái)得到緩解，加入人工智能技術(shù)，對(duì)于空中交通管理有著莫大的意義。從現(xiàn)階段的實(shí)踐發(fā)展來(lái)說(shuō)，人工智能技術(shù)在空中交通管理的應(yīng)用主要落在兩個(gè)層面上：

2.1 感知層

對(duì)于空中交通管理而言，空管安全始終是排在第一位的。而決定空管安全的重要前提就是空中管理對(duì)飛行器的感知能力，在空中交通管理感知層面中，ADSB是人工智能技術(shù)應(yīng)用的重要體現(xiàn)。

ADSB包含了自動(dòng)、相關(guān)、監(jiān)視以及廣播四層基本定義，技術(shù)借助智能化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空中交通管制導(dǎo)航、通信、監(jiān)視系統(tǒng)的智能化運(yùn)行。ADSB主要包含了機(jī)載電子設(shè)備、自動(dòng)監(jiān)視設(shè)備以及外加TCAS信息顯示器等，能夠?qū)崿F(xiàn)在飛機(jī)飛行過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)的通信。ADSB的基礎(chǔ)建設(shè)分為地面建設(shè)和機(jī)載設(shè)備兩個(gè)部分，通過(guò)通信技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)狀監(jiān)視格局，依照空中交通管理的需求，配置專用的通信通道，從而實(shí)現(xiàn)空對(duì)空、空對(duì)地的數(shù)據(jù)鏈?zhǔn)綇V播途徑。ADSB技術(shù)的應(yīng)用促使空中交通管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛機(jī)的全過(guò)程信號(hào)定位，無(wú)論飛機(jī)是否在雷達(dá)覆蓋范圍以內(nèi)，都可以通過(guò)機(jī)載的電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)其信號(hào)位置的定位。

2.2 應(yīng)用層

在應(yīng)用層面，人工智能技術(shù)可以為空中交通管理提供輔助型數(shù)據(jù)分析和決策分析，通過(guò)建立決策模型、分析模型，將空中交通的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、信息進(jìn)行整合、處理并最終生成對(duì)空中交通的判斷，提示當(dāng)前空中交通存在的問(wèn)題，結(jié)合全面監(jiān)控給出更科學(xué)并符合實(shí)際的管控決策，作為管制員最終決策的重要依據(jù)。

人工智能技術(shù)在飛行流量管理過(guò)程中也有較為廣泛的應(yīng)用，通過(guò)構(gòu)建人工智能輔助系統(tǒng)，設(shè)置天氣預(yù)測(cè)模塊、流量預(yù)測(cè)模塊、風(fēng)險(xiǎn)警示模塊，通過(guò)感知層和網(wǎng)絡(luò)通信探測(cè)采集到信息，利用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)預(yù)測(cè)氣象可能會(huì)對(duì)飛行的影響，當(dāng)存在較大風(fēng)險(xiǎn)時(shí)則采用預(yù)警形式提升管制員和飛行員，制定相應(yīng)的避險(xiǎn)方案。在航班流量管理方面，通過(guò)流量模塊接入航班數(shù)據(jù)信息，利用飛行的動(dòng)態(tài)電報(bào)來(lái)半段空域內(nèi)某一時(shí)間可能存在的飛行沖突，之后對(duì)航班進(jìn)行有序排列，合理安排尚未氣氛的航班離崗時(shí)間，精準(zhǔn)扇區(qū)流量匹配，實(shí)現(xiàn)對(duì)空域的最優(yōu)化利用。

3.人工智能技術(shù)在空中交通管理的應(yīng)用建議

人工智能技術(shù)固然有許多的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，但在空中交通管理過(guò)程中，人工是不能夠完全被技術(shù)替代的，要想進(jìn)一步的提升人工智能技術(shù)的應(yīng)用效率，必須要找到管理員工作與技術(shù)切合的平衡點(diǎn)。

3.1 全面了解技術(shù)原理

對(duì)于控制管理員而言，對(duì)于空中交通管理中所應(yīng)用到的相關(guān)人工智能技術(shù)都必須要做到全面的了解，不能夠止步于了解表層的操作，更應(yīng)該弄懂技術(shù)原理，從根本上去了解技術(shù)本身。在應(yīng)用過(guò)程中，才能更好的與技術(shù)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，形成更有效、安全的控制決策，推進(jìn)空中交通管理效率的提升。

3.2 做好數(shù)據(jù)維護(hù)工作

對(duì)于人工智能技術(shù)而言，數(shù)據(jù)是最為重要的基礎(chǔ)。隨著空管業(yè)務(wù)和技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)類型繁多、體量巨大、時(shí)效性強(qiáng)的各類空管數(shù)據(jù)急劇膨脹。如何收集、存儲(chǔ)、分析和挖掘這些大規(guī)模的數(shù)據(jù)是智能化空管的一個(gè)研究方向。但無(wú)論是在感知層面的數(shù)據(jù)收集、還是在應(yīng)用層面的決策方案的形成，都與數(shù)據(jù)有著重要的管理。做好數(shù)據(jù)維護(hù)工作，是利用人工智能技術(shù)的必要前提，也是最重要的前提之一。

數(shù)據(jù)維護(hù)工作主要包含兩個(gè)大的方面，一是對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集、傳輸環(huán)境的穩(wěn)定性進(jìn)行保護(hù)，在空中交通管理過(guò)程中，數(shù)據(jù)通信無(wú)時(shí)不在，做好數(shù)據(jù)的維護(hù)工作最重要的工作內(nèi)容就是要確保各項(xiàng)電子設(shè)備的正常運(yùn)行、通信環(huán)境的穩(wěn)定等，二是對(duì)智能學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)偏差的校正維護(hù)，人工智能技術(shù)生成決策方案的本質(zhì)實(shí)際上是一種仿真學(xué)習(xí)能力，通過(guò)模仿人類思考、推測(cè)的過(guò)程，形成一種學(xué)習(xí)能力，繼而能夠在一定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上生成預(yù)判和決策。但有些時(shí)候，人工智能技術(shù)學(xué)習(xí)情況并不能夠達(dá)到預(yù)期，產(chǎn)生了典型的偏差，例如在處理飛行沖突過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)決策預(yù)案的偏差，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行及時(shí)的人工校正和維護(hù)，以最大限度幫助人工智能技術(shù)提高學(xué)習(xí)和思考的能力和效率，提供更高精度的智能管理方案。此外，管制員在實(shí)踐中可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)人工智能決策系統(tǒng)提供決策能力的不足和尚需改進(jìn)之處，針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，他們一方面應(yīng)當(dāng)思考什么樣的沖突解決方案是最優(yōu)化的，并提煉出所需遵循的原則，協(xié)助對(duì)人工智能技術(shù)系統(tǒng)的完善，提升與空中交通管理的匹配性和契合度。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)及時(shí)將實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的問(wèn)題和不足并及時(shí)反饋給相關(guān)技術(shù)管理人員，協(xié)助查找問(wèn)題根源，更進(jìn)一步提升人工智能的可靠性。

結(jié)束語(yǔ)

人工智能技術(shù)在未來(lái)必然會(huì)與空中交通管理進(jìn)行更加深入的契合和發(fā)展，但想要真正實(shí)現(xiàn)以人工智能技術(shù)為主體的空中交通管理，還需要經(jīng)過(guò)更多的研究和實(shí)踐。必須肯定的是，結(jié)合人工智能技術(shù)進(jìn)行空中交通管理活動(dòng)，有效促進(jìn)空中交通管理工作向安全、高效的方向邁進(jìn)，也推動(dòng)了我國(guó)由民航大國(guó)向民航強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變。

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