本報(bào)特約撰稿人 羅程洮
新冠疫情對(duì)全球民航客運(yùn)市場(chǎng)的影響逐漸消退，民航業(yè)正在持續(xù)復(fù)蘇。根據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)20年全球民航出行需求或?qū)崿F(xiàn)翻番，這對(duì)行業(yè)系統(tǒng)性保障能力提出了新要求，民航業(yè)需要以更好的方式優(yōu)化資源利用、提高客戶(hù)滿(mǎn)意度、提高運(yùn)行安全性、增強(qiáng)成本控制能力，實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
對(duì)一系列新興技術(shù)的研究、探索和應(yīng)用是釋放未來(lái)民航市場(chǎng)潛力的關(guān)鍵。近年來(lái)，以無(wú)人飛機(jī)、智慧機(jī)場(chǎng)、可持續(xù)航空燃料開(kāi)發(fā)、人工智能為代表的新技術(shù)得到了不同程度的發(fā)展。這些技術(shù)的商業(yè)化應(yīng)用雖多數(shù)還處于起步階段，但與智慧化運(yùn)營(yíng)、空管現(xiàn)代化等戰(zhàn)略深度契合，其對(duì)民航的重要意義正逐步顯現(xiàn)，未來(lái)將深入影響民航運(yùn)輸業(yè)的戰(zhàn)略決策、業(yè)務(wù)流程、商業(yè)模式、業(yè)務(wù)形態(tài)等各個(gè)方面。
新技術(shù)的廣泛應(yīng)用
在無(wú)人機(jī)方面，美國(guó)作為無(wú)人機(jī)商業(yè)化應(yīng)用的先鋒國(guó)家之一，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）正在努力將無(wú)人機(jī)系統(tǒng)（UAS）集成到國(guó)家空域系統(tǒng)中，并計(jì)劃開(kāi)發(fā)無(wú)人機(jī)遠(yuǎn)程識(shí)別系統(tǒng)，以實(shí)時(shí)識(shí)別和跟蹤無(wú)人飛機(jī)。在全球范圍內(nèi)，一些企業(yè)也積極投資飛機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)，如波音、空客兩大飛機(jī)制造商以及Xwing和Sky?dio等初創(chuàng)公司。2018年，空客啟動(dòng)了自主滑行、起飛和著陸（ATTOL）項(xiàng)目。ATTOL是完全自動(dòng)化的、基于視覺(jué)的起飛和著陸，由機(jī)載圖像識(shí)別技術(shù)控制，未來(lái)有望大幅提高空域容量。但就當(dāng)下而言，民航領(lǐng)域自動(dòng)駕駛技術(shù)距離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用仍有較大差距，尚有許多技術(shù)、監(jiān)管和安全層面的問(wèn)題有待解決。
在智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)方面，當(dāng)前全球普遍思路是將生物識(shí)別、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實(shí)等相對(duì)成熟的技術(shù)融入機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，以提升效率、安全性和旅客體驗(yàn)。例如，利用生物識(shí)別技術(shù)，將旅客的照片與護(hù)照或簽證信息進(jìn)行匹配；通過(guò)整合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器采集數(shù)據(jù)，監(jiān)控和管理機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)，實(shí)現(xiàn)航站樓內(nèi)客流管理、跑道監(jiān)測(cè)、行李分揀處理和全流程跟蹤，或者將各類(lèi)機(jī)場(chǎng)機(jī)器人用于執(zhí)行不同任務(wù)，如清潔、行李運(yùn)輸和旅客服務(wù)；也有一些機(jī)場(chǎng)和航空公司嘗試在候機(jī)樓和客艙服務(wù)中采用虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)以提升旅客體驗(yàn)。
在可持續(xù)航空燃料方面，生物燃料和氫能源均被視為新能源的重點(diǎn)發(fā)展方向，其中生物燃料在民航領(lǐng)域的應(yīng)用相對(duì)成熟，已在國(guó)外部分民航市場(chǎng)初步得到應(yīng)用。2021年3月，F(xiàn)AA發(fā)布了可持續(xù)航空燃料（SAF）生產(chǎn)計(jì)劃，計(jì)劃在未來(lái)10年內(nèi)提供20億美元資金，支持SAF開(kāi)發(fā)和商業(yè)化生產(chǎn)，目標(biāo)是到2030年減少20%的航空碳排放。2022年11月，Neste與LAXFUEL合作，向洛杉磯國(guó)際機(jī)場(chǎng)交付了超過(guò)1500噸可持續(xù)航空燃料。在政府政策的支持下，可持續(xù)航空燃料在美國(guó)民航業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用相對(duì)領(lǐng)先。
人工智能的應(yīng)用場(chǎng)景
在人工智能技術(shù)方面，盡管飛機(jī)制造業(yè)被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠，但在互聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字革命迅速演進(jìn)的當(dāng)下，與之關(guān)聯(lián)的全球航空運(yùn)輸業(yè)在迎合技術(shù)創(chuàng)新尤其是數(shù)字化改革方面明顯滯后于時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，大量民航運(yùn)營(yíng)主體的生產(chǎn)系統(tǒng)和生產(chǎn)模式還停留在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代早期的水平。
在全球范圍內(nèi)，人工智能在民航業(yè)的應(yīng)用還較為初級(jí)，但這一技術(shù)作為第四次工業(yè)革命的組成部分，可與民航運(yùn)營(yíng)管理各個(gè)領(lǐng)域深度融合并產(chǎn)生巨大影響。人工智能及其感知技術(shù)可簡(jiǎn)化運(yùn)行監(jiān)測(cè)、機(jī)械維護(hù)、客戶(hù)服務(wù)及其他業(yè)務(wù)流程，更好地利用行業(yè)各類(lèi)數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)企業(yè)有效戰(zhàn)略決策，提高生產(chǎn)效率和核心資源利用效率（如空域、跑道），有助于應(yīng)對(duì)行業(yè)面臨的運(yùn)力瓶頸、環(huán)境影響兩大挑戰(zhàn)。從商業(yè)角度出發(fā)，人工智能技術(shù)的成熟將改寫(xiě)民航業(yè)的商業(yè)規(guī)則，顛覆既有市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)和競(jìng)爭(zhēng)模式。
著眼未來(lái)，其具體應(yīng)用場(chǎng)景包括以下九個(gè)方面。
旅客服務(wù)：人工智能驅(qū)動(dòng)的聊天機(jī)器人和語(yǔ)音助手可用于答復(fù)和解決旅客特定問(wèn)題，甚至實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的旅客服務(wù)，有助于降低航空公司成本或增加航空公司收入。例如，達(dá)美航空與Misapplied Sciences合作，于2022年在底特律機(jī)場(chǎng)上線(xiàn)了“平行現(xiàn)實(shí)”測(cè)試版。這一功能可以讓多達(dá)100位旅客在同一塊屏幕上同時(shí)接收到定制化、個(gè)性化的信息，不再需要搜索航班和登機(jī)口信息。
航路優(yōu)化：美國(guó)部分航空公司正在嘗試使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)優(yōu)化航路。其基礎(chǔ)設(shè)想是，綜合考慮天氣條件、油耗和航班時(shí)刻等因素，分析飛行效率、空中導(dǎo)航費(fèi)用、油耗和預(yù)期擁堵水平等指標(biāo)，基于數(shù)學(xué)模型找到航路最優(yōu)方案，以降低航空公司運(yùn)營(yíng)成本。
延誤預(yù)測(cè)：航班延誤和取消往往會(huì)給航空公司帶來(lái)高昂成本，如飛機(jī)維護(hù)費(fèi)用和滯留旅客賠償?shù)取?dǎo)致航班延誤的因素多種多樣，如天氣、航路、流量管制、機(jī)械故障等。因此，利用人工智能可解決人力所不能及的問(wèn)題，通過(guò)分析大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)航班延誤、更新起飛時(shí)間等。例如，漢莎航空基于谷歌云的人工智能預(yù)測(cè)模型，通過(guò)對(duì)瑞士風(fēng)向的預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了航班延誤或取消的可能性測(cè)算，進(jìn)而提前調(diào)整航班時(shí)刻，提高航班正常性。
機(jī)隊(duì)維護(hù)：飛機(jī)的計(jì)劃外維護(hù)也是航班延誤原因之一。人工智能可通過(guò)對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和傳感器的數(shù)據(jù)管理分析，預(yù)測(cè)飛機(jī)維護(hù)需求、檢測(cè)飛機(jī)缺陷、輔助飛機(jī)人工檢修或預(yù)先采取相關(guān)措施，盡可能減少計(jì)劃外故障停場(chǎng)，提高檢修效率。
動(dòng)態(tài)定價(jià)：動(dòng)態(tài)定價(jià)是根據(jù)特定旅客的支付意愿進(jìn)行差異化定價(jià)，如可區(qū)分旺季和淡季、節(jié)假日和周末等。目前，航空公司主要根據(jù)航線(xiàn)、旅客畫(huà)像等對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行細(xì)分，在評(píng)估有關(guān)客戶(hù)和當(dāng)前市場(chǎng)情況后，對(duì)不同艙位機(jī)票價(jià)格進(jìn)行調(diào)控。不同的是，機(jī)器學(xué)習(xí)算法會(huì)自動(dòng)尋找銷(xiāo)售收入長(zhǎng)期最大化的方法，通過(guò)理性決策確保整個(gè)航線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的所有航班都能實(shí)現(xiàn)收益最大化。
機(jī)組調(diào)度：航空公司的人力成本是僅次于燃油成本的第二大運(yùn)營(yíng)成本。人工智能通過(guò)大數(shù)據(jù)分析，可以找到安排航空公司機(jī)組人員的最佳方式，進(jìn)行合理排班。
欺詐檢測(cè)：航空公司和機(jī)場(chǎng)可使用人工智能檢測(cè)欺詐活動(dòng)，降低機(jī)票欺詐、行李盜竊發(fā)生率。通過(guò)分析特定旅客的航班和機(jī)票購(gòu)買(mǎi)模式并將其與歷史數(shù)據(jù)相結(jié)合，算法能夠準(zhǔn)確識(shí)別可疑信用卡交易并及時(shí)制止，從而為航空公司和保險(xiǎn)公司節(jié)省大量成本支出。
民航安全：人工智能也可用于保障飛行安全和機(jī)場(chǎng)安全。例如，使用人工智能預(yù)測(cè)并避免湍流，從而減少旅客和機(jī)組人員受傷的風(fēng)險(xiǎn)；使用人工智能設(shè)備掃描旅客面部，并將其與已知或可疑恐怖分子數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行匹配。
空中交通管制：空中管制（ATM）是人工智能特別是機(jī)器學(xué)習(xí)最理想的應(yīng)用場(chǎng)景，全球新一代空管系統(tǒng)的諸多理念和設(shè)想都繞不開(kāi)人工智能技術(shù)應(yīng)用。人工智能可為空中交通管制員、飛行員、機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商等提供協(xié)作支持，在空管的復(fù)雜場(chǎng)景中降低人力成本、提高人員工作效率。FAA正在探索基于人工智能開(kāi)發(fā)自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)管理飛行計(jì)劃和飛行沖突。該系統(tǒng)將自動(dòng)規(guī)劃飛行路線(xiàn)，以提高空管安全性和效率。
機(jī)器學(xué)習(xí)的商業(yè)化應(yīng)用典范
Honeywell Forge飛行效率軟件是一個(gè)比較典型的民航領(lǐng)域的機(jī)器學(xué)習(xí)商業(yè)化應(yīng)用案例。它結(jié)合了飛行數(shù)據(jù)分析平臺(tái)和飛行軌跡優(yōu)化工具，通過(guò)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策，輔助航空公司節(jié)約成本。據(jù)介紹，這一軟件能夠?yàn)楹娇展久考茱w機(jī)每年節(jié)省20萬(wàn)美元的燃油成本與4萬(wàn)美元的維護(hù)成本。
Honeywell Forge將飛行計(jì)劃、天氣、導(dǎo)航圖、飛機(jī)性能等所有飛行過(guò)程中的變量因素集中起來(lái)，集成各類(lèi)數(shù)據(jù)并經(jīng)算法分析，通過(guò)一個(gè)儀表板展示單架飛機(jī)或者整個(gè)航空公司的數(shù)據(jù)，展示的內(nèi)容也允許航空公司定制。基于這個(gè)數(shù)據(jù)儀表板，航空公司可以全面了解機(jī)隊(duì)和環(huán)境數(shù)據(jù)，有助于制訂、實(shí)施和調(diào)整計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)降本增效。飛行員可以查看航空公司的歷史飛行軌跡，以實(shí)時(shí)請(qǐng)求航路直飛，直觀(guān)看到進(jìn)場(chǎng)和離場(chǎng)方法。此外，允許飛行員根據(jù)飛機(jī)當(dāng)前信息調(diào)整飛行高度，以提高航班運(yùn)行效率。