基于人工智能的智慧民用航空运输系统
摘要:随着我国科技水平的快速发展,智慧民航是大势所趋,梳理智慧民航的
赋能技术、关键特征、模式形态和关键技术尤为重要。从民航发展背景和智慧民
航定义出发,分析了 5G(第 5 代移动通信网络)、云计算、物联网、大数据、人
工智能和移动互联网等新兴技术对民航的可能影响,探讨了智慧民航的关键特征
和应用场景,并提出了实现智慧民航应解决的关键技术问题。
关键词:人工智能;智慧民航;运输系统
引言
为适应经济全球化的需要,未来国际航空运输发展的主要趋势是航空运输全球化。
国际民航业的发展趋势将呈现出航空公司集团化、联盟化;航空运输自由化;枢
纽机场主导化;运输模式智能化和服务人性化;全球空域一体化,以无缝隙的空
域管理为用户提供连贯和一致性的服务等特点。为此,世界各民航大国纷纷提出
自己面向未来的新一代民用航空运输系统。世界民航科技强国的发展经验表明,
只有建立完整的科技创新体系,重视民航科技发展,才能建设成为真正的民航强
国,使民航业发展腾飞,而这种从国家层面上重点关注民航科学技术创新体系建
立的国家越来越多,关注的力度也越来越大。
1 影响民航未来 20 年发展的重要因素
①人工智能和机器人领域。未来 20 年,机器人和 AI 技术将会在民航行业得到普
遍应用。未来民航将会是一个各类有人机与无人机混合运行的运输系统。机场各
类专用车辆和设施设备的自动化程度将越来越高,空侧将会逐步向无人化运行过
渡。机场陆侧各类机器人服务设备广泛使用,可以实时感知机场区域繁忙程度的
自动移动式服务设备等将有效缓解航站楼中人流和空间的矛盾压力。未来的航空
旅行,旅客可以无需与人交互,便可实现全程舒心旅行。②网络安全问题。未来
民航运行高度依赖于各类信息通信网络,空地通信、机场场面通信等网络所面临
的攻击威胁将越来越大。民航业必须采取足够的行动和措施应对潜在黑客、各类
入侵以及信息泄漏等,以确保航空公司、机场和空中交通管制部门等之间的信息
通信能够安全进行。基于网络安全的信息安全已成为民航业继飞行安全和空防安
全之后的第三大安全。③大数据将是未来 20 年重塑民航的颠覆性技术。庞大的
航空运输活动产生并积累的海量数据,是基于大数据分析技术提升航空运输系统
整体性能的重要基础。通过建模旅客出行兴趣,为旅客提供个性化服务。通过深
度学习和大数据分析,优化空域、航线网络和机场运行等都是大数据在民航行业
的典型应用。④信息实时共享问题。随着通信技术、信息共享技术的进步,通过
航空业全域数据交换集成、实时共享和分析,提升行业整体运行性能成为趋势。
信息的实时共享将在最大化航空公司、机场、空管及各保障单位运行效率方面发
挥不可替代的作用。民航业工作人员和旅客群体等均可通过信息集成系统和实时
更新的共享信息,按需获取各自关于航班运行、天气状况、商业活动等个性化精
准信息。⑤智能计算机应用程序(application,APP)领域。随着人工智能和移
动互联技术的发展,越来越多智能 APP 应用服务于旅客出行、生产运行、货运物
流、安全安防等民航各业务环节。典型应用如:智能旅客服务以个性化体验为重
点,以应用为中心,无缝且移动,能实现航班信息获取、位置感知、登机导航、
预订停车、特殊援助等。⑥精确的气象预测。精准气象预报有助于提升民航全行
业的安全水平,有利于在恶劣天气条件下实现航班实时定位跟踪和动态管理。依
托物联网、大数据等技术构建全球航班运营管理解决方案,通过实时融合全球气