肖恩·达菲：人工智能升级空中交通管制系统
绘制航线：人工智能在航空和空中交通管理中的应用
飞机引擎的轰鸣声，起降之间复杂的配合——这些在任何主要机场都是熟悉的声响和景象。而通常不为人所知的是，一个复杂的网络技术和人类专业知识在协调着这场精妙的芭蕾。作为一名多年来观察和报道塑造各行各业进步的人，我认识到人工智能（AI）在航空业的整合，不仅仅是渐进式的升级，而是一次根本性的转变，有望全面重新定义安全性、效率和乘客体验。这场变革已经开始，人工智能正融入飞行的每一个环节，从地面运行到广阔的天空。
以下是人工智能为航空业带来的主要亮点：
- 提高安全性：人工智能能提高漏洞检测能力，识别新兴风险，并优先处理安全问题。
- 优化空中交通管理：人工智能自动化流程，预测交通流量，并推荐高效的飞行路径。
- 减少延误和成本：优化航线可缩短飞行时间，减少燃油消耗，降低运营费用。
- 改善乘客体验：人工智能简化值机流程，提供实时更新，并提供个性化服务。
- 预测性维护：人工智能预测设备故障，减少停机时间，提高可靠性。
- 提高效率：人工智能实时处理海量数据，使管制员和运营商能够更快地做出更明智的决策。
来源: 一张插图展示了一架喷气式客机在一片风格化的数字景观上方起飞，象征着人工智能在航空和空中交通管理领域的融合。
航空领域人工智能的监管框架
人工智能将在所有航空领域发挥作用。然而，新技术（包括人工智能）固有地会带来风险和挑战，例如机器学习系统的复杂性、伦理影响和网络安全问题。欧洲航空安全局（EASA）通过其 人工智能路线图. 积极支持人工智能在航空业的安全引入。该路线图于 2020 年首次发布，并于 2023 年 5 月更新，直接解决了安全和 伦理方面的考虑.
。欧洲航空安全局还发布了全面的指南，以使现有航空法规适应人工智能并确定新的、重要的要求。欧洲航空安全局“航空机器学习”（MLiA）项目下的持续研究专门侧重于对用于安全关键应用的机器学习技术进行认证。
利用人工智能优化空中交通管理
人工智能正在改变空中交通管理系统的运行方式，显著提高效率、安全性和容量。人工智能在该领域的主要应用包括先进的流程自动化、精密的交通流量预测以及提供可操作的建议。这项技术有助于应对拥挤的空域、复杂的天气状况、安全问题和环境影响等长期挑战。
人工智能在航线优化和预测控制中的应用
人工智能提供显著优势的一个重要领域是航线优化。人工智能算法可以实时分析天气模式、空域配置和拥堵点的大量数据，以推荐更高效的飞行路径。优化的航线可以缩短飞行时间、减少燃油消耗并降低运营成本。
例如，Skysoft-ATM 公司成立于 2001 年，是一家开发空中交通管理解决方案的公司，其产品目前已在 30 多个国家使用。Skysoft-ATM 已成功集成人工智能技术，以改进瑞士空中交通管理中使用的预测算法，使其人工智能技术能够预测瑞士上空所有飞机的未来飞行路径，从而管理空中交通流量。
来源: skysoft-atm.com
提供空中交通管理解决方案的 Skysoft-ATM 公司已集成人工智能以改进预测算法，预测瑞士上空的飞行路径。
美国航空管理局 FAA 已委托 Palantir Technologies、Raytheon Technologies 和 Air Space Intelligence Inc. 开发一种新的人工智能空中交通管理工具。该倡议旨在实现美国过时空中交通管制系统的现代化，提高安全性，并显著减少技术故障。
FAA 已从国会获得该项目 125 亿美元的巨额拨款，但据估计，完全的彻底改革还需要额外 200 亿美元。交通部长肖恩·达菲强调了这一新的人工智能工具，指出三家公司正在与 FAA 合作开发专门的飞行控制分析软件。这项尖端技术可以识别出发或到达航班安排高峰期，以缓解瓶颈，甚至在飞机靠得太近时提醒空中交通管制员，从而防止潜在的事故。
❝ 这项技术可以识别出发或到达航班安排高峰期，以缓解瓶颈，并在飞机靠得太近时提醒空中交通管制员。 ❞
交通部长
来源: pluspng.com
Palantir Technologies 是与 FAA 合作开发新的人工智能空中交通管理工具的三家公司之一，目标是实现美国系统的现代化。
国际努力也在进行中。在欧洲，SESAR 项目正积极致力于将人工智能纳入欧洲空中交通管制，而日本正在开发一个下一代空中交通管制（NextGen ATC）系统，该系统也打算利用人工智能进行交通管制。Ralph Schepp 于 2021 年发表的文章也分析了人工智能在无人驾驶系统空中交通管理中的作用及其应用。 (https://doi.org/10.1007/978-3-658-34670-6_13).
来源: sesardeploymentmanager.eu
欧洲的 SESAR 项目致力于将人工智能整合到其空中交通管制系统中，旨在提高整个大陆的效率和安全性。
提升安全性和操作智能
人工智能技术通过改进漏洞检测，显著增强了安全智能。它有助于识别新兴风险、对事件风险进行分类、构建全面的安全风险组合，并精确地优先处理安全问题。通过实时处理海量数据，人工智能可以检测到细微的模式并做出明智的决策，从而为航空生态系统的整体安全做出重大贡献。
由人工智能强大支持的预测性维护，可以在潜在设备故障发生之前进行预测。这使得主动干预成为可能，极大地减少了计划外的停机时间，提高了整个机队的运行可靠性和安全性。
对机场和乘客体验的影响
机场也从人工智能的整合中受益匪浅。先进的视频监控、复杂的人脸识别和行为分析等人工智能技术大大增强了安全措施。许多国际机场已成功实施人工智能，以尽早识别运营瓶颈并缩短响应时间，从而加快了旅客处理速度，并显著缩短了等待时间。
人工智能还可以优化机场的能源消耗，为环境可持续性做出贡献。机场内的基于人工智能的推荐引擎和自助服务终端简化了运营并加速了值机过程，使旅客的旅程更加顺畅。创建机场的“数字孪生”，镜像实时运营，可以实现持续改进。
例如，摄像头可以智能监控行李量，传感器可以精确分析旅客的移动，算法可以计算最佳的人员配置和资源部署。这还使得在机场环境中提供个性化优惠和新的购物体验成为可能，从而提升了乘客体验。
常见问题解答（FAQ）
人工智能在空中交通管理中的主要优点是什么？
人工智能在空中交通管理中提供了多种优势，包括优化飞行路线、减少燃油消耗、通过更好的风险检测提高安全性以及减少延误。它还有助于更有效地管理拥挤的空域和复杂的天气状况。
人工智能如何改善机场运营？
人工智能通过先进的监控和人脸识别提高了安全措施，优化了能源消耗，并通过自助服务终端和推荐引擎简化了旅客处理流程，从而改善了机场运营。它还有助于更有效地管理人力资源和资源。
人工智能在航空领域的整合面临哪些挑战？
人工智能在航空领域的整合面临着挑战，例如机器学习系统的复杂性、伦理影响、网络安全问题以及对现有监管框架进行调整的必要性。还需要解决员工培训和失业担忧问题。
哪些组织在航空领域的人工智能整合方面处于领先地位？
人工智能整合的主要领先组织包括欧洲航空安全局（EASA）及其人工智能路线图、美国联邦航空管理局（FAA）与 Palantir 等公司的合作以及欧洲 SESAR 项目。日本也在开发其人工智能驱动的下一代 ATC 系统。
结论
人工智能在航空领域的整合标志着向前迈出了重要一步，旨在创建一个更安全、更高效、更可持续的航空旅行生态系统。尽管人工智能的潜力巨大，但负责任的实施需要对现有法律框架进行彻底分析和调整，尤其是在数据安全、算法透明度和伦理考量等关键领域。随着航空业的不断发展，持续投资于员工培训对于有效利用和管理人工智能技术至关重要，以确保人类专业知识在未来的创新中仍然处于核心地位。