空中交通管理中人工智能應用分析論文

空中交通管理中人工智能應用分析論文

　　摘要:在航空業(yè)的發(fā)展中，人工智能技術(shù)起著(zhù)積極的促進(jìn)作用。本文介紹了空中交通管理中的人工智能理論及方法運用，為優(yōu)化空中交通流量管理系統提供理論依據，更好地服務(wù)于空管系統。

　　關(guān)鍵詞:人工智能；空中交通；管理

　　人工智能，即ArtificialIntelligence，是計算機科學(xué)的一個(gè)分支，研究對人的意識及思維的信息過(guò)程的模擬并對其進(jìn)行延伸和擴展，通過(guò)了解人類(lèi)智能，研究出類(lèi)似的反應的智能機器。隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展，人工智能越來(lái)越多的運用于民航的各個(gè)方面，如飛行間隔的控制，空中流量的預測，飛行沖突的調配。但隨著(zhù)民航業(yè)的飛速發(fā)展，飛行流量日益增大，需要將人工智能技術(shù)有效運用于空中交通流量管理中，建立人工智能輔助系統，擴大空域容量，優(yōu)化空中交通流量，提升空管秩序。

　　1空中交通流量管理探討

　　在空中交通流量管理（AirTrafficFlowControlManagement）中，空中交通流量是指單位時(shí)間和空間通過(guò)的航空器數量。通過(guò)優(yōu)化空中交通流量，將空中交通管制服務(wù)與機場(chǎng)、航路有效結合，減少延誤，提高機場(chǎng)和空域的利用率。從時(shí)間角度上，空中交通流量管理可以分為航路流量管理和機場(chǎng)終端區流量管理兩部分，從時(shí)間上又可劃分為戰略流量管理，預戰術(shù)流量管理和戰術(shù)流量管理。當航空器數量飽和時(shí)就要對航空器進(jìn)行流量控制，目前的常用的控制措施如下：

　　1）地面等待，最主要的空中交通流量管理措施，本著(zhù)地面讓空中的原則，對地面航空器的起飛時(shí)間進(jìn)行限制；

　　2）空中等待，航空器在航路上或終端區規定的等待點(diǎn)或沒(méi)有沖突的臨時(shí)等待點(diǎn)進(jìn)行盤(pán)旋等待；

　　3）更改航路等待，當航路航線(xiàn)的容量飽和時(shí)，航空器可以通過(guò)選擇其他航路航線(xiàn)；

　　4）控制航路間隔，通過(guò)對航空器進(jìn)入空域的間隔進(jìn)行限制，來(lái)達到流量管理的目的，吸收部分擁擠的流量。

　　2人工智能的應用研究探討

　　Agent在人工智能的研究中，指能自主活動(dòng)的軟件或者硬件實(shí)體，目前國內普遍翻譯為智能體。在人工智能中，設計關(guān)鍵智能體，對于研究人工智能的應用是非常重要的。在空中交通流量管理中，設計如下關(guān)鍵智能體：航班智能體、航路智能體和機場(chǎng)終端區智能體。航班智能體的屬性有高度、速度、上升/下降率、起飛機場(chǎng)、目的地等。航班智能體可以與區域內或終端區的其他航班智能體建立通信，通過(guò)獲取航班信息和邏輯判斷，結合周?chē)�環(huán)境與自身狀況，指導控制自身行為。如果航班智能體需要做出相應的調整如改變高度航向等，需要給上級的航路智能體或機場(chǎng)終端區智能體發(fā)出申請，上級智能體批準后，航班智能體才能采取相應的調整，作出相應的控制行為，才能通過(guò)交互環(huán)境反饋相應結果。在實(shí)際工作中，這個(gè)過(guò)程是通過(guò)空中交通管制員指揮航空器實(shí)現的�？罩薪煌ü苤茊T在實(shí)際指揮工作中，需要結合當時(shí)的空中交通狀況和自身的經(jīng)驗知識。航路智能體的主要屬性有航路的高度、寬度、容量等。航路智能體需要對航班智能體進(jìn)行指揮，管理航路上的智能體，同時(shí)與其他航路智能體和機場(chǎng)終端區智能體進(jìn)行通信，對航班智能體進(jìn)入和離開(kāi)航路的時(shí)機進(jìn)行協(xié)調，記錄流量信息并報告給上級流量管理部門(mén)，接收上級智能體的指令。在航班智能體進(jìn)入航路之前首先要進(jìn)行容量評估。

　　通過(guò)評估后的航班智能體回收到航路智能體發(fā)出的放行許可才能進(jìn)入航路。如果沒(méi)有通過(guò)容量評估，則要向上級智能體發(fā)送將流量限制的申請，發(fā)布流量限制后航路就不能批準航班智能體的進(jìn)入，通過(guò)減少航班智能體的數量，控制航路交通流量。機場(chǎng)終端區智能體：在實(shí)際工作中，機場(chǎng)終端區的航班管理包括管制指揮、流量控制、地面場(chǎng)面監視、進(jìn)離場(chǎng)等，難度較大。終端區智能體（通常運行中為塔臺管制）首先要處理所收到的信息，如天氣雷達信息、地面運行信息和情報信息等等，結合已有知識開(kāi)展機場(chǎng)的容量評估。如遇到低云低能見(jiàn)度、雷雨等天氣時(shí)可以調低終端區/機場(chǎng)容量，對進(jìn)入離開(kāi)的航空器進(jìn)行限制。通過(guò)容量評估，塔臺會(huì )給航班智能體一個(gè)SLOTTIME，航班智能體按照塔臺的SLOTTIME起飛或降落，從而達到流量控制。如果沒(méi)有通過(guò)容量評估，則需要通過(guò)上級的智能體批準，發(fā)布流量控制，限制終端區的流量，通過(guò)控制進(jìn)入或離開(kāi)的航空器數量達到流量限制的目的。機場(chǎng)終端區智能體（塔臺）對終端區的航空器進(jìn)行管理，還需要與航路智能體和平級的終端去智能體進(jìn)行通信，對航班進(jìn)出的SLOTTIME進(jìn)行協(xié)調，并將流量管理信息報告給上級流量管理部門(mén)，接收上級智能體的命令。如果出現擁堵機場(chǎng)終端區智能體需要通過(guò)一些措施來(lái)管理流量，如分配SLOTTIME、指揮航空器地面或空中盤(pán)旋等待。

　　3結論

　　綜上所述，以往在模擬空中交通流量進(jìn)行研究的時(shí)候，首先制定流量控制信息，再在系統模擬航班飛行計劃。這樣的模擬過(guò)程不能解決容量告警問(wèn)題。如果流量控制不合理，只能重新設定流控信息，再次進(jìn)行模擬，因而加大模擬過(guò)程的工作量。而通過(guò)智能體的運用，可以在模擬中不斷調整智能體來(lái)模擬空中流量，增加了模擬流量過(guò)程中的靈活性，將人工智能運用于模擬中，借助智能體來(lái)模擬空中流量，可以更好的分析空中交通流量問(wèn)題。

　　參考文獻

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