空中交通管理中人工智能技术的应用探究

谢莹

摘要：科学技术的快速发展，人工智能技术应运而生，被广泛应用到了人们生产、生活等各个社会领域里，空中交通管理引进人工智能技术，提高了空中交通管理工作的水平和效率，实现了管理技术的升级、优化和改进，将人工智能技术的应用优势发挥出来，提高空中交通管理的有效性，促进交通运输行业的快速发展，是未来人工智能技术必然的发展方向。本文对空中交通管理中的人工智能技术优势进行了探讨，分析了空中交通管理中人工智能技术的具体应用。

关键词：空中交通;管理;人工智能;技术;应用

前言

我国民航业近些年来快速发展，空中交通的流量处于急剧增长的状态，这对空中交通管理工作提出了更高的要求，改进空中交通管理工作模式迫在眉睫。在先进的计算机技术、人工智能技术支持下，有效利用空域资源，提高空中交通管理，受到了人们高度重视利用，人工智能技术可大幅度提高空中交通管理工作的精准程度和工作效率，降低管制员工的人工负荷，提高空中交通管理综合水平，促进民航业的可持续发展。

一、空中交通管理中的人工智能技术优势

人工智能是在模拟、延伸和扩展人的智能方面的研究和开发技术，对于智能理论、智能方法、智能技术、智能应用系统进行研究，作为一门技术科学，人工智能技术是使用机器对人的智能行为进行模拟，代替人为操作，是一项新的技术手段，能够将人容易出错的复杂工作代替，提高工作速度、工作效率。特别是一些超出人为能力范围的复杂工作，可以借助人工智能技术，对人类智能活动规律进行研究，构建智能化的人工系统，对计算机进行指导，在计算机平台上完成工作任务，超越人的智能，满足工作需求[1]。在全球科技革命和产业革命时代背景下，新技术的发展给人工智能的开发和应用创建了良好的条件，大数据技术、云计算技术、物联网技术、移动互联网技术等，在产业革命和行业融合中成为了关键的技术手段，人工智能技术通过采集数据、分析和挖掘数据，能够模拟人类的智力智能行为，构建有价值的信息和知识模型，在一定的环境下，具有自适应的特性和学习能力[2]。

目前人工智能和多个学科相互渗透，形成了一门新兴学科，例如信息论、控制论、计算机科学、心理学、语言学等，广泛应用到多个领域，与社会人们的生产生活之间形成了密切的关系。人工智能技术应用到空中交通管理中，是借助人工智能技术的应用特点，通过人工智能辅助性数据分析和决策系统，实现空中交通管理工作的目标，建立起智能化流量管理模块系统，借助人工智能技术支持，对空中交通中存在的问题进行科学判断，实现全面监控和智能化管理的目标。对交通流量、空域的利用率进行优化设计，探测飞行冲突，建立智能冲突探测和解脱模块系统，对飞行员形成引导作用，使飞行员在面对避让的任务时，能够采取速度控制、航向改变、高度调整等措施，缓解和改善可能存在的飞行冲突问题，保证安全飞行。在空中交通管理中，借助人工智能技术，构建起完善的空中交通管理人工智能系统，有利于提高空中交通管理工作的水平，优化空中交通管理形式，提高空中交通管理工作效率，保证空中交通的安全性[3]。

二、空中交通管理中人工智能技术的具体应用

（一）飞行流量管理

人工智能技术应用到空中交通管理中，具有管理飞行流量的优势，在飞行流量的管理中，根据气象条件、扇区容量、航路结构等资源和限制条件分析，统筹规划，优化航班的流量状态，保障整体的流量安全性，提高运行效率。借助人工智能辅助系统中的功能模块，探测气象条件，例如天气预测、流量预测限制等不同的功能模块，可以针对各航路各时段的航班量进行预测，形成航班间隔调整预案，提高流量管理的准确性，在短时间内为流量管理者提供决策参考依据，使流量管理者的人工工作负担大大降低，工作准确性也有所提高。民航气象部门在气象条件的探测中，要提供气象数据源接口，使用计算机模拟技术、人工智能技术，对未来各时段的气象变化情况进行预测，结合气象变化率、航线可能产生的影响及影响程度，要接入综合电报处理系统，掌握飞行动态，在飞行动态的电报作用下，对未来各时段、各航路的航班架次和航路交汇点进行判断，明确存在的飞行冲突问题，进行有效的防范。通过对数据信息的汇总，分析排序航班，保证航班合理性，对尚未起飞航班的离岗时间进行确认，提高各管制扇区容量的匹配性，优化空域资源。在排序航班时，要结合专机、要客等优先级信息，和外区限制的信息，合理安排航班排序，对于外区限制较大的航路，制定改行方案，对改行后的各行路交汇点冲突情况和具体流量进行模拟计算，实现更进一步的优化[4]。

（二）飞行冲突探测

在飞行冲突探测中，利用人工智能技术，有利于准确的进行飞行冲突的探测和防范，提高空中交通管理工作的水平，探测飞行冲突，并及时进行冲突改善，解决航班飞行的冲突问题，利用人工智能技术，对航班存在冲突的概率进行分析，掌握航班可能存在的冲突情况，合理分析飞行动态信息，制定完善的冲突解脱建议。在这一过程中，确定安全、经济的飞行冲突解决方案，在选择方案的过程中，利用人工智能技术，学习管制员选择的结果，在智能化的学习中，建立起系统的飞行冲突处置预案库，利用偏好路由算法和最短路径算法等方式，在数据库系统中进行精确查找，确定合理的解决方案，根据最终的实施情况反馈信息，构建起闭环处理的模式，提高飞行冲突探测的准确性、可行性。按照人工智能系统所提供的方案，要在工作中及时的发現潜在冲突风险，并将安全隐患问题解决，在数据库的维护中，要由专业的人工智能技术人员和人工智能辅助系统管制人员，加强对数据库的及时更新，掌握数据库信息，做好数据库的维护。

以典型的飞行冲突处置案例为例，若是存在系统学习的偏差问题，可由人工智能辅助系统管制员及时进行人工校正工作，纠正系统学习的偏差问题，及时更新系统数据，最大限度的使系统功能逐步完善，提高系统推理能力、推理效率。管制员在实践工作中要积累经验，对于人工智能决策系统中存在的不足进行及时改进，针对人工智能决策系统中的决策情况，要优化具体的冲突解决方案，遵循一定的原则总结经验，并且向人工智能辅助系统的管理人员分享，协助人工智能辅助系统管理人员对系统内容进行逐步完善，强化人工智能的系统的功能。在实践中，改进系统中存在的不足问题，向系统管理员反馈信息，和管理人员共同协调，查找问题的根源所在，提高系统的稳定性、可靠性，在人工智能技术的支持下，提高空中交通管理效率，保证空中交通管理的安全性、稳定性[5]。

结论

综上所述，科学技术快速发展的时代背景下，空中交通管理工作借助人工智能技术的支持，取得了显著的创新成绩，实现了技术创新。未来在人工智能技术的支持下，空中交通管理工作仍旧还要不断进行，提高空中交通管理的自动化水平、智能化水平，强化空中交通管理工作的安全性，使空中交通管理系统更加可靠、稳定，切实推动我国民航事业的发展，强化技术支持，提高我国的综合国力。

参考文献：

[1]王吉豪，王在俊，王乾垒.人工智能在空管中应用的研究进展[J].自动化技术与应用，2021，40（01）：1-4+19.

[2]陈志杰，汤锦辉，王冲，等.人工智能赋能空域系统，提升空域分层治理能力[J].航空学报，2021，42（04）：7-15.

[3]杨奕烨，樊重俊，安艾芝.人工智能在智慧民航建设中的应用研究[J].智能计算机与应用，2020，10（12）：214-215+219.

[4]张洪海，邹依原，张启钱，等.未来城市空中交通管理研究综述[J].航空学报，2021，42（07）：82-106.

[5]张旭，焦庆宇.无人机空中交通管理体系架构研究[J].武汉理工大学学报，2020，42（09）：29-37+58.