摘要:在我国民航业迅猛发展的时代背景下，空中交通流量呈现大幅度增长趋势，空域密度也越来越高，当下的扇区流量基本达到饱和，部分空域的流量甚至已经远远超出了空域容量的阈值。随着我国民航的进一步发展，空中交通管理作为民航运行的核心纽带面临着很大的挑战，提升空管综合能力尤为重要。近年来，我国的人工智能技术被广泛应用于诸多行业及领域中。人工智能技术与空中交通管制行业的科学结合，有助于提升流量管理的智能化程度以及对减少飞行冲突等有着重要意义。本文就人工智能技术在空管领域中的应用进行研究，且对人工智能技术在空管系统中的应用前景进行探讨。
关键词:人工智能；空中交通管制；应用；未来
引言
随着社会的不断发展，越来越多的人将飞机当做交通工具，飞机成为居民生活中不可或缺的出行工具之一[1]。目前，大众对乘坐飞机出行需求的表现愈加强烈。对于空中交通管制而言，如何保障飞行安全和提升航班正常性，已经成为空管发展中面临着的核心问题。本文将探讨人工智能应用于空中交通管制领域中如何满足当下空中交通管制工作需求。
1人工智能的内涵
人工智能（Artificial Intelligence，AI）产生于1956年，是20世纪人类的三大的科学技术之一，人工智能也被许多学者定义为二十一世纪的世界三大尖端技术之一。人工智能就是充分利用人工思维的方法来提升机器运行能力并赋予机器良好智能化特征的一种先进技术，理论上可以让机器具备人类的思维和行为[2]。人工智能系统主要含有五个重要特征，这与其智能特征的实现存在一一对应的关系，具体的特征如下:
第一，知识表示:可以将人类的知识进行模型化或者形式化，知识表示等同于数据结构与处理机制的结合体。
第二，机器感知:让机器具备类似于人类的一种特殊感知能力，该功能的实现常常通过传感器来完成，例如常见的CCD、毫米波雷达、红外等传感器。
第三，机器思维:通过对感知获得的外部信息进行加工和处理，然后结合通过传感器感应到的相关信息进行自发性推理、规划和决策。
第四，机器学习:探究如何赋予计算机类似于人的学习行为与学习思维，让人工智能系统可以自动获得一定的知识。
第五，机器行为:象征着机器自身的表达能力，也就是说根据决策提示开展相应的活动，例如在航空领域中的弹药规避动作、侧向转弯等。
人工智能技术已经从以知识为中心、重视模拟智能知识向着深度学习、分布式、协同方向发展。
2人工智能技术在空管中的应用未来
人工智能被广泛应用于诸多领域中，但目前人工智能在我国空管行业中还没有很大的进展。结合应用人工智能技术是中国空管行业的未来发展的方向，也是我国民航建设高质量高标准空管系统的重要机遇。相比欧美发达国家的空管而言，我国空管行业还存在着一定的差距，但作为世界上的技术强国和民航大国，中国空管拥有许多突出的自身优势和无与伦比的发展潜力。未来随着人工智能在空管行业中不断推进和深入，我国空管行业也将得到很大地提升。
2.1语音与视觉识别
语音识别技术作为人工智能的核心，是人工智能技术在中长期发展中产生的重要技术内容，是众多研究者研究获得的关键性技术成果，其在国内很多行业已经得到了广泛地应用，尤其在智能手机行业已经发展相对成熟。例如苹果手机的Siri、微软的小娜（Cortana）、三星的S-voice，国内的华为、讯飞、Rokid等都得到广泛的应用[3]。人工智能在空管行业中有着很大的应用前景。空中交通管理作为民航专业性比较高的特殊行业，主要是通过语音来完成指令等信息传递过程。从某个角度来讲，空管主要是通过提供语音服务来完成相应的工作。人工智能在空管中的应用方向上存在着较强的多元化特性。例如常见的复诵检测、辅助动态监控，指令数字化等，都可以为空中交通管制行业的发展与改革带来许多机会。
目前我国在大力发展人工智能技术，百度的无人车技术，科大讯飞的AI同传都取得了很大的技术成果。随着人工智能技术的不断发展，机器语音翻译技术的科学性与准确性会得到很大的提升，也会极大消除智能语音识别技术在空管行业应用中语言上的界限性，很大程度上降低了管制员与外籍飞行员交流过程中语言障碍。与语音识别技术相比较，视觉识别拥有更高的技术门槛，但其应用场景比较广泛，例如在空管的跑道侵入与危险接近等紧急情况中可以与告警系统结合，辅助管制员去监控飞行动态。航空器的自动驾驶技术与机场动态地图等操作中也可以应用视觉和语音技术。有关专家预测，在未来几年人工智能技术在工作上的稳定性与可靠性将会超越人类。目前，空中交通管制已经成为自动化程度较高的工作之一，人工智能技术的应用也具备广阔的前景。
2.2空管机器人
有研究讨论在未来的人工智能领域发展中，利用AI技术与大数据计算结合有可能会产生空管机器人。空管机器人主要利用视觉识别技术、语音识别技术以及空管大数据的科学计算反馈，快速给出指令并检验指令与执行的一致性，为空中交通管制员提供科学的决策辅助和信息判断。如果空管机器人在工作中的错误概率远远小于管制员人为差错的概率，空管机器人有可能会产生并逐步代替管制员。应用空管机器人需要经过多元化训练与学习，从而让机器人协助空管工作者处理一部分特情。因为没有其他的人为因素影响，相对人而言，空管机器人的工作会更加稳定。
2.3空管一体化系统决策功能
在大数据区块链技术的高速发展的背景下，设备一体化也是空管设备的一个趋势。随着空管相关基础设备的不断转型和升级，以及空管大数据的进一步发展，这为空管一体化设备与系统的形成铺平了道路。空管一体化设备的不断推进，让空管人工智能的应用更加水到渠成。人工智能可以依靠空管大数据进行分析、计算和决策，例如常见的航路开放关闭、流量控制、起降时间的精确性推测安排、资源的优化配置与机场停机位安排等。通过提供这些科学和有效的决策信息有助于促进航空器工作效率和安全水平的提升，对空中交通管制的科学发展产生重要意义[4]。
3人工智能应用对空管的重要性
根据国际民航组织的相关数据统计，全球的空中交通流量每15年就会相应的增长一倍。所以，全球空中交通运行能力将会在未来一段时间接近饱和状态。现有的空管自动化系统能自动获取和处理飞行信息，经过监视数据融合、飞行数据处理、气象及航行情报处理、告警处理等形成空管综合信息终端来供管制员使用。但目前空管智能化程度有待提高，仅能有限地提供辅助决策能力，不能满足未来空管发展的需要。
近几年，人工智能技术在社会各个行业中得到广泛地应用，3D建模、语音识别技术、深度学习技术等取得了重要的突破性发展并逐步实现了产业化。在空中交通管制中加强智能化系统建设，一方面可以减少人为管理面临的“错忘漏”降低运营成本，还可以促进航空运输效率提升，从而满足未来航空业对空管的需求。
结束语
综上所述，随着人工智能技术的不断发展，人工智能在空管领域会得到更大的应用。利用人工智能的相关思维、技术和系统等，对有效降低人工成本、减少人为差错、提高空中交通管制运行的效率以及稳定性等有着重要意义。本文就人工智能在空管中的应用与未来进行了系统性评价，对进一步理解人工智能的内涵和优势产生重要意义。
参考文献:
[1]吕允巍.浅谈人工智能对未来空中交通管制的影响[J].空运商务，2019(11):60-62.
[2]王思达.人工智能在空中交通管制的应用展望[J].中国科技信息，2019(19):54+56.
[3]苏弘扬.人工智能技术在空中交通管理中的应用探究[J].信息系统工程，2019(09):62.
[4]吴其豹.人工智能技术在空中交通管理中的应用探讨[J].科技经济导刊，2019，27(25):36.