本報特約撰稿人 羅程洮
新冠疫情對全球民航客運市場(chǎng)的影響逐漸消退，民航業(yè)正在持續復蘇。根據預測，未來(lái)20年全球民航出行需求或實(shí)現翻番，這對行業(yè)系統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、提高運行安全性、增強成本控制能力，實(shí)現綠色可持續發(fā)展。
對一系列新興技術(shù)的研究、探索和應用是釋放未來(lái)民航市場(chǎng)潛力的關(guān)鍵。近年來(lái)，以無(wú)人飛機、智慧機場(chǎng)、可持續航空燃料開(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)化應用雖多數還處于起步階段，但與智慧化運營(yíng)、空管現代化等戰略深度契合，其對民航的重要意義正逐步顯現，未來(lái)將深入影響民航運輸業(yè)的戰略決策、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)的廣泛應用
在無(wú)人機方面，美國作為無(wú)人機商業(yè)化應用的先鋒國家之一，美國聯(lián)邦航空局（FAA）正在努力將無(wú)人機系統（UAS）集成到國家空域系統中，并計劃開(kāi)發(fā)無(wú)人機遠程識別系統，以實(shí)時(shí)識別和跟蹤無(wú)人飛機。在全球范圍內，一些企業(yè)也積極投資飛機自動(dòng)駕駛技術(shù)，如波音、空客兩大飛機制造商以及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(zhù)陸（ATTOL）項目。ATTOL是完全自動(dòng)化的、基于視覺(jué)的起飛和著(zhù)陸，由機載圖像識別技術(shù)控制，未來(lái)有望大幅提高空域容量。但就當下而言，民航領(lǐng)域自動(dòng)駕駛技術(shù)距離大規模商業(yè)化應用仍有較大差距，尚有許多技術(shù)、監管和安全層面的問(wèn)題有待解決。
在智慧機場(chǎng)建設方面，當前全球普遍思路是將生物識別、物聯(lián)網(wǎng)、機器人、虛擬現實(shí)等相對成熟的技術(shù)融入機場(chǎng)運營(yíng)，以提升效率、安全性和旅客體驗。例如，利用生物識別技術(shù)，將旅客的照片與護照或簽證信息進(jìn)行匹配；通過(guò)整合物聯(lián)網(wǎng)設備和傳感器采集數據，監控和管理機場(chǎng)運營(yíng)，實(shí)現航站樓內客流管理、跑道監測、行李分揀處理和全流程跟蹤，或者將各類(lèi)機場(chǎng)機器人用于執行不同任務(wù)，如清潔、行李運輸和旅客服務(wù)；也有一些機場(chǎng)和航空公司嘗試在候機樓和客艙服務(wù)中采用虛擬現實(shí)和增強現實(shí)技術(shù)以提升旅客體驗。
在可持續航空燃料方面，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)域的應用相對成熟，已在國外部分民航市場(chǎng)初步得到應用。2021年3月，FAA發(fā)布了可持續航空燃料（SAF）生產(chǎn)計劃，計劃在未來(lái)10年內提供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，向洛杉磯國際機場(chǎng)交付了超過(guò)1500噸可持續航空燃料。在政府政策的支持下，可持續航空燃料在美國民航業(yè)的商業(yè)化應用相對領(lǐng)先。
人工智能的應用場(chǎng)景
在人工智能技術(shù)方面，盡管飛機制造業(yè)被譽(yù)為現代工業(yè)皇冠上的明珠，但在互聯(lián)網(wǎng)和數字革命迅速演進(jìn)的當下，與之關(guān)聯(lián)的全球航空運輸業(yè)在迎合技術(shù)創(chuàng )新尤其是數字化改革方面明顯滯后于時(shí)代的發(fā)展和進(jìn)步，大量民航運營(yíng)主體的生產(chǎn)系統和生產(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，人工智能在民航業(yè)的應用還較為初級，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)化運行監測、機械維護、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)數據，從而實(shí)現企業(yè)有效戰略決策，提高生產(chǎn)效率和核心資源利用效率（如空域、跑道），有助于應對行業(yè)面臨的運力瓶頸、環(huán)境影響兩大挑戰。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)規則，顛覆既有市場(chǎng)運營(yíng)和競爭模式。
著(zhù)眼未來(lái)，其具體應用場(chǎng)景包括以下九個(gè)方面。
旅客服務(wù)：人工智能驅動(dòng)的聊天機器人和語(yǔ)音助手可用于答復和解決旅客特定問(wèn)題，甚至實(shí)現個(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，達美航空與Misapplied Sciences合作，于2022年在底特律機場(chǎng)上線(xiàn)了“平行現實(shí)”測試版。這一功能可以讓多達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口信息。
航路優(yōu)化：美國部分航空公司正在嘗試使用人工智能和機器學(xué)習來(lái)優(yōu)化航路。其基礎設想是，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、空中導航費用、油耗和預期擁堵水平等指標，基于數學(xué)模型找到航路最優(yōu)方案，以降低航空公司運營(yíng)成本。
延誤預測：航班延誤和取消往往會(huì )給航空公司帶來(lái)高昂成本，如飛機維護費用和滯留旅客賠償等。導致航班延誤的因素多種多樣，如天氣、航路、流量管制、機械故障等。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)數據，預測航班延誤、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測模型，通過(guò)對瑞士風(fēng)向的預測，實(shí)現了航班延誤或取消的可能性測算，進(jìn)而提前調整航班時(shí)刻，提高航班正常性。
機隊維護：飛機的計劃外維護也是航班延誤原因之一。人工智能可通過(guò)對飛機發(fā)動(dòng)機和傳感器的數據管理分析，預測飛機維護需求、檢測飛機缺陷、輔助飛機人工檢修或預先采取相關(guān)措施，盡可能減少計劃外故障停場(chǎng)，提高檢修效率。
動(dòng)態(tài)定價(jià)：動(dòng)態(tài)定價(jià)是根據特定旅客的支付意愿進(jìn)行差異化定價(jià)，如可區分旺季和淡季、節假日和周末等。目前，航空公司主要根據航線(xiàn)、旅客畫(huà)像等對市場(chǎng)進(jìn)行細分，在評估有關(guān)客戶(hù)和當前市場(chǎng)情況后，對不同艙位機票價(jià)格進(jìn)行調控。不同的是，機器學(xué)習算法會(huì )自動(dòng)尋找銷(xiāo)售收入長(cháng)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)現收益最大化。
機組調度：航空公司的人力成本是僅次于燃油成本的第二大運營(yíng)成本。人工智能通過(guò)大數據分析，可以找到安排航空公司機組人員的最佳方式，進(jìn)行合理排班。
欺詐檢測：航空公司和機場(chǎng)可使用人工智能檢測欺詐活動(dòng)，降低機票欺詐、行李盜竊發(fā)生率。通過(guò)分析特定旅客的航班和機票購買(mǎi)模式并將其與歷史數據相結合，算法能夠準確識別可疑信用卡交易并及時(shí)制止，從而為航空公司和保險公司節省大量成本支出。
民航安全：人工智能也可用于保障飛行安全和機場(chǎng)安全。例如，使用人工智能預測并避免湍流，從而減少旅客和機組人員受傷的風(fēng)險；使用人工智能設備掃描旅客面部，并將其與已知或可疑恐怖分子數據庫進(jìn)行匹配。
空中交通管制：空中管制（ATM）是人工智能特別是機器學(xué)習最理想的應用場(chǎng)景，全球新一代空管系統的諸多理念和設想都繞不開(kāi)人工智能技術(shù)應用。人工智能可為空中交通管制員、飛行員、機場(chǎng)運營(yíng)商等提供協(xié)作支持，在空管的復雜場(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)化系統來(lái)管理飛行計劃和飛行沖突。該系統將自動(dòng)規劃飛行路線(xiàn)，以提高空管安全性和效率。
機器學(xué)習的商業(yè)化應用典范
Honeywell Forge飛行效率軟件是一個(gè)比較典型的民航領(lǐng)域的機器學(xué)習商業(yè)化應用案例。它結合了飛行數據分析平臺和飛行軌跡優(yōu)化工具，通過(guò)數據驅動(dòng)決策，輔助航空公司節約成本。據介紹，這一軟件能夠為航空公司每架飛機每年節省20萬(wàn)美元的燃油成本與4萬(wàn)美元的維護成本。
Honeywell Forge將飛行計劃、天氣、導航圖、飛機性能等所有飛行過(guò)程中的變量因素集中起來(lái)，集成各類(lèi)數據并經(jīng)算法分析，通過(guò)一個(gè)儀表板展示單架飛機或者整個(gè)航空公司的數據，展示的內容也允許航空公司定制?；谶@個(gè)數據儀表板，航空公司可以全面了解機隊和環(huán)境數據，有助于制訂、實(shí)施和調整計劃，實(shí)現降本增效。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，允許飛行員根據飛機當前信息調整飛行高度，以提高航班運行效率。