本報特約撰稿人 羅程洮
新冠疫情對全球民航客運(yùn)市場的影響逐漸消退，民航業(yè)正在持續(xù)復(fù)蘇。根據(jù)預(yù)測，未來20年全球民航出行需求或?qū)崿F(xiàn)翻番，這對行業(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、提高客戶滿意度、提高運(yùn)行安全性、增強(qiáng)成本控制能力，實現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展。
對一系列新興技術(shù)的研究、探索和應(yīng)用是釋放未來民航市場潛力的關(guān)鍵。近年來，以無人飛機(jī)、智慧機(jī)場、可持續(xù)航空燃料開發(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、空管現(xiàn)代化等戰(zhàn)略深度契合，其對民航的重要意義正逐步顯現(xiàn)，未來將深入影響民航運(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)等各個方面。
新技術(shù)的廣泛應(yīng)用
在無人機(jī)方面，美國作為無人機(jī)商業(yè)化應(yīng)用的先鋒國家之一，美國聯(lián)邦航空局（FAA）正在努力將無人機(jī)系統(tǒng)（UAS）集成到國家空域系統(tǒng)中，并計劃開發(fā)無人機(jī)遠(yuǎn)程識別系統(tǒng)，以實時識別和跟蹤無人飛機(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，空客啟動了自主滑行、起飛和著陸（ATTOL）項目。ATTOL是完全自動化的、基于視覺的起飛和著陸，由機(jī)載圖像識別技術(shù)控制，未來有望大幅提高空域容量。但就當(dāng)下而言，民航領(lǐng)域自動駕駛技術(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)管和安全層面的問題有待解決。
在智慧機(jī)場建設(shè)方面，當(dāng)前全球普遍思路是將生物識別、物聯(lián)網(wǎng)、機(jī)器人、虛擬現(xiàn)實等相對成熟的技術(shù)融入機(jī)場運(yùn)營，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(hù)照或簽證信息進(jìn)行匹配；通過整合物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和傳感器采集數(shù)據(jù)，監(jiān)控和管理機(jī)場運(yùn)營，實現(xiàn)航站樓內(nèi)客流管理、跑道監(jiān)測、行李分揀處理和全流程跟蹤，或者將各類機(jī)場機(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)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)以提升旅客體驗。
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發(fā)展方向，其中生物燃料在民航領(lǐng)域的應(yīng)用相對成熟，已在國外部分民航市場初步得到應(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)計劃，計劃在未來10年內(nèi)提供20億美元資金，支持SAF開發(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，向洛杉磯國際機(jī)場交付了超過1500噸可持續(xù)航空燃料。在政府政策的支持下，可持續(xù)航空燃料在美國民航業(yè)的商業(yè)化應(yīng)用相對領(lǐng)先。
人工智能的應(yīng)用場景
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代的發(fā)展和進(jìn)步，大量民航運(yùn)營主體的生產(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，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)營管理各個領(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)可簡化運(yùn)行監(jiān)測、機(jī)械維護(hù)、客戶服務(wù)及其他業(yè)務(wù)流程，更好地利用行業(yè)各類數(shù)據(jù)，從而實現(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)的成熟將改寫民航業(yè)的商業(yè)規(guī)則，顛覆既有市場運(yùn)營和競爭模式。
著眼未來，其具體應(yīng)用場景包括以下九個方面。
旅客服務(wù)：人工智能驅(qū)動的聊天機(jī)器人和語音助手可用于答復(fù)和解決旅客特定問題，甚至實現(xiàn)個性化的旅客服務(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)場上線了“平行現(xiàn)實”測試版。這一功能可以讓多達(dá)100位旅客在同一塊屏幕上同時接收到定制化、個性化的信息，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、油耗和航班時刻等因素，分析飛行效率、空中導(dǎo)航費用、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)營成本。
延誤預(yù)測：航班延誤和取消往往會給航空公司帶來高昂成本，如飛機(jī)維護(hù)費用和滯留旅客賠償?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題，通過分析大量實時數(shù)據(jù)，預(yù)測航班延誤、更新起飛時間等。例如，漢莎航空基于谷歌云的人工智能預(yù)測模型，通過對瑞士風(fēng)向的預(yù)測，實現(xiàn)了航班延誤或取消的可能性測算，進(jìn)而提前調(diào)整航班時刻，提高航班正常性。
機(jī)隊維護(hù)：飛機(jī)的計劃外維護(hù)也是航班延誤原因之一。人工智能可通過對飛機(jī)發(fā)動機(jī)和傳感器的數(shù)據(jù)管理分析，預(yù)測飛機(jī)維護(hù)需求、檢測飛機(jī)缺陷、輔助飛機(jī)人工檢修或預(yù)先采取相關(guān)措施，盡可能減少計劃外故障停場，提高檢修效率。
動態(tài)定價：動態(tài)定價是根據(jù)特定旅客的支付意愿進(jìn)行差異化定價，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、旅客畫像等對市場進(jìn)行細(xì)分，在評估有關(guān)客戶和當(dāng)前市場情況后，對不同艙位機(jī)票價格進(jìn)行調(diào)控。不同的是，機(jī)器學(xué)習(xí)算法會自動尋找銷售收入長期最大化的方法，通過理性決策確保整個航線網(wǎng)絡(luò)上的所有航班都能實現(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)營成本。人工智能通過大數(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：航空公司和機(jī)場可使用人工智能檢測欺詐活動，降低機(jī)票欺詐、行李盜竊發(fā)生率。通過分析特定旅客的航班和機(jī)票購買模式并將其與歷史數(shù)據(jù)相結(jié)合，算法能夠準(zhǔn)確識別可疑信用卡交易并及時制止，從而為航空公司和保險公司節(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)場安全。例如，使用人工智能預(yù)測并避免湍流，從而減少旅客和機(jī)組人員受傷的風(fēng)險；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)用場景，全球新一代空管系統(tǒng)的諸多理念和設(shè)想都繞不開人工智能技術(shù)應(yīng)用。人工智能可為空中交通管制員、飛行員、機(jī)場運(yùn)營商等提供協(xié)作支持，在空管的復(fù)雜場景中降低人力成本、提高人員工作效率。FAA正在探索基于人工智能開發(fā)自動化系統(tǒng)來管理飛行計劃和飛行沖突。該系統(tǒng)將自動規(guī)劃飛行路線，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)分析平臺和飛行軌跡優(yōu)化工具，通過數(shù)據(jù)驅(qū)動決策，輔助航空公司節(jié)約成本。據(jù)介紹，這一軟件能夠為航空公司每架飛機(jī)每年節(jié)省20萬美元的燃油成本與4萬美元的維護(hù)成本。
Honeywell Forge將飛行計劃、天氣、導(dǎo)航圖、飛機(jī)性能等所有飛行過程中的變量因素集中起來，集成各類數(shù)據(jù)并經(jīng)算法分析，通過一個儀表板展示單架飛機(jī)或者整個航空公司的數(shù)據(jù)，展示的內(nèi)容也允許航空公司定制。基于這個數(shù)據(jù)儀表板，航空公司可以全面了解機(jī)隊和環(huán)境數(shù)據(jù)，有助于制訂、實施和調(diào)整計劃，實現(xiàn)降本增效。飛行員可以查看航空公司的歷史飛行軌跡，以實時請求航路直飛，直觀看到進(jìn)場和離場方法。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。