亞利桑那大學(xué)的教師設計出一種新(xīn)型系統，以優化空中(zhōng)旅行的安(ān)全和效率。

任何飛機飛行的首要任務(wù)都是安(ān)全。在飛機飛行過程中(zhōng)，起飛和降落是風險最高的兩個環節。

空中(zhōng)交通管制員一直依靠于國(guó)家空域系統（NAS）的數據系統來跟蹤無數移動的變量，同時還要考慮到天氣、時間安(ān)排以及偶爾不可(kě)避免的延誤等狀況。

交通管理(lǐ)系統的設計需要複雜的處理(lǐ)能(néng)力，因為(wèi)要考慮到全國(guó)範圍内基于航空儀器、環境、内在變化因素和人為(wèi)因素等信息。

随着人工(gōng)智能(néng)的融入和無人駕駛飛行器的興起，空中(zhōng)交通管制系統背後的結構預計将在未來幾年發生重大演變。随着新(xīn)軟件的開發，研究人員正在探索如何優化安(ān)全飛行系統，以最大限度地降低風險和延誤。

亞利桑那州立大學(xué)Ira A.富爾頓工(gōng)程學(xué)院物(wù)質(zhì)、運輸與能(néng)源工(gōng)程學(xué)院機械與航空航天工(gōng)程教授兼複雜系統安(ān)全中(zhōng)心主任劉永銘（Yongming Liu）獲得了美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）大學(xué)領導力計劃的資助，用(yòng)于創建一個新(xīn)型的空中(zhōng)交通管理(lǐ)軟件平台，該平台将在未來十年内被美國(guó)國(guó)内航空旅行所采用(yòng)。

數據驅動型航班

在開發新(xīn)軟件PARAATM（空中(zhōng)交通管理(lǐ)預測分(fēn)析和可(kě)靠性評估）時，劉永銘和由多(duō)個機構組成的合作(zuò)團隊正在對國(guó)家不斷發展的空域系統采取積極主動的管理(lǐ)方法。該軟件集成了人工(gōng)智能(néng)以及雷達和 GPS 信号。

劉永銘說：“我們是首批能(néng)夠訪問美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）共享的這一大型數據庫的少數幾個小(xiǎo)組之一。我們通過利用(yòng)這一大型數據庫進行飛行預測和行動規劃來降低飛行過程中(zhōng)的風險，結果證明這一措施是非常成功的。”

這個軟件平台的基石，是管理(lǐ)加劇風險人為(wèi)因素導緻的錯誤，特别是空中(zhōng)交通管制員的錯誤。

富爾頓工(gōng)程學(xué)院下屬的理(lǐ)工(gōng)學(xué)院的人類系統工(gōng)程教授南希-庫克（Nancy Cooke）說，在航空行業經曆這些重大轉變的過程中(zhōng)，關注人類行為(wèi)的影響對于降低風險至關重要。

庫克說：“從乘客到飛行員、空中(zhōng)交通管制員和空乘人員，整個飛行過程都有(yǒu)人類的參與。研究人類的能(néng)力和局限性應該成為(wèi)我們設計的核心考慮因素。”

利用(yòng)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）提供的數據，劉永銘和他(tā)的團隊開發了一個收集和分(fēn)析數據的平台，以優化飛行。一旦飛機距離目的地還有(yǒu)200英裏，他(tā)們的軟件就可(kě)以開始規劃着陸時間，以便航班更安(ān)全、更快速地抵達目的地。

該軟件還能(néng)提前一分(fēn)鍾以上對可(kě)能(néng)存在的潛在問題進行預測，從而最大限度地縮短故障排除的響應時間。

飛行的未來

劉永銘和他(tā)的團隊深知，航空安(ān)全的未來依賴于培訓大量合格的學(xué)生和不斷進步的技(jì )術。

劉永銘說：“我們正在通過用(yòng)教育來影響未來的飛機運行，了解當前的航空安(ān)全教育，有(yǒu)助于我們塑造下一代飛行安(ān)全教育。”

機械工(gōng)程研究生徐啓航（Qihang Xu）說，關注數據源以改善空中(zhōng)交通管理(lǐ)讓他(tā)對航空和機器學(xué)習的基礎知識有(yǒu)了深入了解。

他(tā)說：“我從這個項目中(zhōng)獲得的實踐經驗，尤其是将書本知識應用(yòng)于實際場景中(zhōng)的經驗，塑造了我的研究方法，讓我能(néng)夠将理(lǐ)論知識應用(yòng)于現實。”

新(xīn)技(jì )術的出現和數據源的可(kě)用(yòng)性有(yǒu)望減少空中(zhōng)和機場的航空堵塞，減少與天氣有(yǒu)關的延誤情況，并首次使得空中(zhōng)交通管制員和飛行員能(néng)夠看到相同的空中(zhōng)交通實時顯示。

此外，國(guó)家複雜航空交通網絡的現代化還有(yǒu)助于确保航空公(gōng)司高效使用(yòng)燃料、減少飛機排放和增加通用(yòng)航空界使用(yòng)機場的機會。

該團隊已向研究界發布了該軟件，以擴展他(tā)們的工(gōng)具(jù)包并處理(lǐ)更複雜的大規模數據分(fēn)析場景。預計在未來十年，PARAATM 将使全國(guó)乃至全球的航空界受益。

庫克說：“整個空中(zhōng)交通管制系統的工(gōng)作(zuò)方式在下一代應該會發生變化，但安(ān)全始終是最重要的事情。”